Türkiye yerli keçi ırklarının mitokondrial DNA çeşitliliği ve filocoğrafyası

Abstract

Keçilerle ilgili filogenetik çalışmalarda mitokondri DNA'sı, türlerin coğrafi dağılımına göre farklılıklar göstermesi, genomik DNA'ya oranla daha hızlı evrimleşmesi, rekombinasyon olmayışı ve maternal kalıtılması gibi özelliklerinden dolayı sıklıkla tercih edilen belirteçlerden birisidir. Bu çalışmada, Ankara (n=50), Honamlı (n=49), Kilis (n=51), Kıl (n=53) ve Norduz (n=49) keçi ırklarının mitokondrial DNA çeşitlilikleri, ırklar arası farklılıklar ve bu ırkların coğrafik yerleşimleri ile olan ilişkisinin ortaya konulması amacıyla mitokondrial DNA kontrol bölgesinin (D-loop) 598 nükleotidlik kısmına dizi analizi uygulanmıştır. Hayvanlardan alınan kan örneklerine; sırasıyla DNA izolasyonu, D-loop bölgesinin Polimeraz Zincir Reaksiyonu ile yükseltgenilmesi ve ardından dizi analizi uygulanmıştır. DNA dizi analizi sonrası elde edilen sekans verileri; haplotip ve nükleotid çeşitliliği, genetik uzaklık yönünden incelenmiş; Neighbor joining ağacı, Maksimum olasılık ağacı ve Median joining networku ile görsel hale getirilmiş; uyumsuzluk dağılım analizi, nötralite testleri, Mantel test ve AMOVA analizleri yapılarak değerlendirilmiştir. Buna göre, incelenen 5 ırk için A, D ve G haplogrupları olmak üzere 3 farklı haplogrup belirlenmiş; yoğunlukla Asya ülkelerinde görülmekte olan B ve C haplogruplarının Türkiye yerli keçi ırklarında saptanmamış olmasının, insan topluluklarının tarihteki göç yollarına bağlı olduğu düşünülmüştür. Çalışılan tüm ırklar için elde edilen haplotip sayısı (208), yüksek nükleotid (?=0,02100, ±0,00073) ve haplotip çeşitliliği (H=0,9982, ±0,0006) değerleri ile uyumsuzluk analizi sonuçları (k=8,750) dünya keçi ırklarıyla karşılaştırılarak yorumlandığında elde edilen sonuçlar, Türkiye'nin, keçilerin evciltilmesinde merkezi bir konumda olduğuna işaret etmektedir. Haplotip paylaşımları göz önüne alındığında; Kıl keçisi melezi oldukları bilinen Kilis ve Norduz keçi ırklarının Kıl keçisiyle hiç haplotip paylaşmıyor olmaları ırkların tarihinin daha iyi araştırılmasının gerekliliğini ortaya koymuştur. Çalışma sonucunda Ankara ve Honamlı keçilerinin mevcut çeşitliliklerini sürdürebilmeleri için halk elinde koruma sürüleri oluşturulması ırkların çeşitliliğinin korunması açısından yeterli olabileceği düşünülmektedir. Yok olma açısından ağır tehdit altında olduğu düşünülen Norduz keçi ırkı için ise acil olarak yetiştirildikleri bölgede, halk elinde koruma sürüleri oluşturulması ve mevcut genotiplerin kaybının önüne geçilebilmesi için kontrollü birleştirmelerin yapılması önerilmektedir. Ayrıca Verimli Hilal bölgesine özgü olan G haplogrubunun daha az maliyetle ve kısa sürede belirlenebilmesi için PZR-RFLP'ye dayanan yeni bir metot ortaya konulmuş ve yaygın etki hedeflerinden birisi olarak güncel literatüre katkıda bulunulmuştur. Bunlara ek olarak; Türkiye'ye özgü keçi ırklarından elde edilen mtDNA D-loop ve Sitokrom-b dizilerinin GenBank'ta kayıt altına alınması için başvurulması planlanmaktadır.

Mitochondrial DNA is one of the most preferred markers used in phylogenetic studies in domestic goats due to its unique features such as capacity to demonstrate geographic distribution of species, higher evolutionary rate compared to genomic DNA, maternal inheritance, and absence of recombination. In this study, 598-nucleotide sequence from the mitochondrial DNA control region was analyzed in Angora (n=50), Honamli (n=49), Kilis (n=51), Hair (Kil) (n=53) and Norduz (n=49) goat breeds to reveal diversity of mitochondrial DNA, differentiation of goat breeds, and relevance between genetic differentiations and geographic distributions. Blood samples collected from the goats were used for the following consecutive procedures: DNA isolation, amplification of D-loop region with PCR and DNA sequence reaction. The sequence data were examined for haplotypes and nucleotide diversity, genetic distance, visualized with Neighbor joining tree, Maximum Likelihood tree and Median joining network, and evaluated with mismatch distribution analyses, neutrality tests, Mantel test and AMOVA analyses. Based on the analyses above, 3 different haplogroups, A, D and G haplogroups, were determined for 5 different goat breeds studied. The B and C haplogroups, mostly found in Asia, were not determined in this study. Absence of such haplogroups may related to presence of different migration roads of human populations in the history. When compared to goat breeds throughout the world, the haplotype number (208), higher nucleotide (?=0,02100, ±0,00073) and haplotype diversity (H=0,9982, ±0,0006) rate and the results of mismatch distribution analyses (k=8,750) for all goat breeds stuied in the present study indicate that Turkey has been situated in a central position during the domesticaton process of the goat specie. Based on the haplotype sharing, Kilis and Norduz breeds, known as crossbreeds of Hair goats, do not share any haplotypes with Hair goats, so that the history of these breeds should be further investigated. The results of the study also suggest that establishment of conservation flocks by local breeders should be enough to protect the diversity of the Ankara and Honamlı breeds. For Norduz breed, which is under risk of extinction, conservation flocks should be promoted immediately in local breeders along with a controlled mating program to prevent loss of genotypes. Through this study, an inexpensive novel method based on PCR-RFLP was introduced to determine G haplotype, a unique haplotype to Fertile Crescent regions so that further contribution to the literature was made as a common goal. In addition, the obtained mtDNA D-loop and Cytochrome-b sequencens unique to Turkish native goat breeds will be submitted to GenBank for the record.