Kalkan (Scophthalmus maeoticus Pallas, 1811) populasyonlarının moleküler genetik ve fenotipik tekniklerle analizi

Abstract

Bu çalışmada kalkan Scophtalmus maeoticus'un dağılım alanını oluşturan Marmara ve Karadeniz populasyonlarının genetik ve fenotipik olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Genetik analizler için nükleer DNA'ya bağlı mikrosatelite ve mitokondriyal DNA dizileme tekniği, fenotipik analizler için morfometrik ve meristik karakterler, otolit şekli ve otolit kimyası analizleri kullanılmıştır. Mikrosatelite analizler için beş mikrosatelit lokusu kullanılmış ve tüm populasyonlarda ortalama alel sayısı 14.4 olarak bulunmuştur. S. maeoticus populasyonlarındaki ortalama gözlenen heterozigotluk değeri ise 0.42 olarak bulunmuştur. Populasyonların FST değerlerinin ikişerli karşılaştırılması sonucunda tüm populasyonlar arasında istatistiksel olarak önemli derecede farklılık bulunmuş olup (P<0,001), en küçük genetik uzaklık (0.19549) Marmara Denizi ve Batı Karadeniz populasyonları arasında görülürken en büyük uzaklık (0.21755) ise Marmara Denizi ve Doğu Karadeniz populasyonları arasında görülmüştür. Populasyonlar içi genetik çeşitlilik ise en düşük Doğu Karadeniz populasyonunun (0.716082), en yüksek genetik çeşitlilik (0.748735) ise Batı Karadeniz populasyonunun olmuştur.Mitokondriyal DNA dizi analizi sonucunda kullanılan 566 bç COI gen bölgesinin 10 bç'lik kısmı değişen bölge olup, 1 bç'lik bölge ise populasyonlar arasında parsimoni anlamlı bölge görevi görmüştür. Nükleotid kompozisyonu A= % 23.2, T =% 28.8, C= % 28.4, G= % 19.6 olarak belirlenmiştir. Tüm populasyonlar arasındaki ortalama genetik ve haplotipik çeşitlilik değerleri sırasıyla 0.00148 ve 0.6345 olarak bulunmuştur. Populasyonların genetik uzaklık değerlerinin ikişerli karşılaştırılması sonucunda sadece Marmara ve Doğu Karadeniz populasyonlar arasında istatistiksel olarak önemli derecede farklılık bulunmuş olup (P<0,001), en küçük genetik uzaklık (0.001416) Doğu ve Batı Karadeniz populasyonları arasında görülürken en büyük uzaklık (0.001593) ise Marmara Denizi ve Doğu Karadeniz populasyonları arasında görülmüştür.Morfometrik ve meristik karakterlerin kümeler arası korelasyon analizinde sadece Doğu Karadeniz populasyonu diğer populasyonlardan farklı olduğu gözlemlenmiştir. Otolit morfolojisinin kümeler arası korelasyon analizinde sadece Doğu Karadeniz populasyonun diğer populasyonlardan farklılık gösterdiği gözlemlenmiştir. Otolit kimyasında Na, Ba, Mn, Sr, Ca, Zn, Mg, Fe ve K elementleri incelenmiş ve kümeler arası korelasyon analizinde tüm populasyonların birbirlerinden farklı olduğu tespit edilmiştir.

In this study, population structure of turbot Scophtalmus maeoticus were investigated with distributional range comprising the Marmara and Black Seas using genetic and morphological markers. Microsatellites as a nuclear DNA marker and COI gen as a mitochondrial DNA marker were used for genetic analysis. Morphometrics characters, meristics charecters, otolith shape and otolith chemistry were applied for the phenotypic analysis.Five microsatellite loci were used, and the mean number of alleles was 14.4. The mean observed heterozygosity were 0.42. The pairwise comparison of FST values were statistically significant (P<0,001) between all populations, and the smallest genetic distance (0.19549) was observed between the Marmara and West Black Seas populations, and the highest genetic distance (0.21755) was observed between the Marmara and East Black Seas populations. The lowest (0.716082) and highest (0.748735) genetic diversity within populations was found in the East Black Sea and West Black Sea populations, respectively. Mitochondrial DNA sequencing of COI region revealed 10 bp variable and 1 bp parsimony informative sites between populations. The nucleotide composition was A= 23,2 %, T= 28.8 %, C=28.4 %, G=19.6 %. The overall genetic and haplotype diversities were 0.00148 and 0.6345, respectively. The smallest (0.001416) and highest (0.001593) genetic distance was observed between East and West Black Seas and Marmara and East Black Seas populations, respectively. The pairwise comparison of genetic distance were statistically significant (P<0,001) only between the Marmara and East Black Seas populations.Discriminant function analysis of morphometric and meristic characters showed that only East Black Sea population was completely different from the other populations.Similarly, discriminant function analysis of the otolith shape showed that only East Black Sea populations completely different from the other populations.In otolith chemistry analysis, Na, Ba, Mn, Sr, Ca, Zn, Mg, Fe and K elements were used and discriminant function analysis revealed that all populations were completely different from each other.