Zavot sığır ırkının mikrosatellitler ile genetik karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında, Kars ili ve çevresinde lokal olarak yetiştiriciliği yapılan ve 29173 sayılı 12 Kasım 2014 tarihli Resmi gazetede yerli bir sığır ırkı olarak tescillenen Zavot sığır ırkının ırk içi ve ırklar arası genetik çeşitliliğin ve filogenetik ilişkinin ortaya konulması amaçlanmıştır.Çalışmada, halk elinde yetiştiriciliği yapılan, klinik yönden herhangi bir sağlık sorunu olmayan, akraba olmayan, 49 baş Zavot (ZAV), 40 baş Doğu Anadolu Kırmızısı (DAK), 40 baş Simental (SİM), 40 baş İsviçre Esmeri (ESM) ve 40 baş Holştayn (HOLS) olmak üzere toplam 209 baş sığır kullanılmıştır. Bu sığırlardan toplanan kan örneklerinden, standart fenol-kloroform yöntemi kullanılarak DNA izolasyonları yapılmış ve elde edilen DNA örnekleri, sığır spesifik 19 mikrosatellit markör kullanılarak multipleks PZR ile yükseltgenmiştir. Yükseltgenen PZR ürünlerine kapiller elektroforez işlemi uygulanmıştır. PZR ürünleri ayrıştırılarak ve her mikrosatellit markörü için genotipler belirlenmiştir. Bu çalışmada elde edilen genotipler farklı paket programları (GenAlEx6, FSTAT, Bottleneck 1.2.02, Genetix 4.05, Arlequin 3.1, Cervus 3.0.7, Structure 2.3.4, Population 1.2.32, TreeView) kullanılarak analiz edilmiş ve genetik parametreler (toplam allel sayıları, özgün alleller, allel frekansları, beklenen ve gözlenen heterozigotluk değerleri, Hardy-Weinberg Dengesine (HWE) uygunluk değerleri, populasyonlara atanma değerleri, populasyonlar arası genetik kimliklendirme ve genetik uzaklık matriksi, ortalama FIT, FST ve FIS değerleri, populasyonlar arası FST değerleri, populasyonlar arası genetik farklılıkların FIS değerleri, populasyonların yok olma tehlikesi geçirip geçirmedikleri, Faktoriyel Benzerlik Analizleri (FCA), AMOVA ve Mantel testi, PIC değerleri, genetik yapı testi, filogenetik ağaçlar hesaplanmıştır. Çalışmada toplam 274 farklı allel tespit edilmiş olup, ortalama allel sayısı 10,29, ortalama etkin allel sayısı ise 5,38 olarak belirlenmiştir. En fazla allel sayısı DAK populasyonunda (20 allel), en az allel sayısı ise ZAV ve HOLS populasyonlarında (3'er allel) tespit edilmiştir. Ayrıca toplam 51 özgün allel tespit edilmiştir. Populasyon bazında ortalama beklenen heterozigotluk (He) değeri 0,748-0,782 ve ortalama gözlenen heterozigotluk (Ho) değeri 0,556-0,638 olarak belirlenmiştir. Popusyonlar arası genetik uzaklık matriksine göre en yüksek genetik uzaklık ZAV-HOL (0,358) ve en düşük genetik uzaklık ise DAK-SİM (0,081) populasyonları arasında saptanmıştır. Filogenetik ağaç sonucuna göre HOLS ve ESM ile ZAV ve DAK populasyonlarının aynı kökte yer almasına rağmen zamanla birbirlerinden ayrıldıkları ve SİM populasyonunun ise diğer populasyonlardan tamamen ayrı bir kökte yer aldığı belirlenmiştir. Assignment test sonucuna göre çalışmadaki toplam 209 bireyden 65 birey farklı populasyonlara atanmıştır. Tüm markörlere ait ortalama FIT, FST, FIS değerleri sırasıyla 0,275, 0,048 ve 0,248 olarak bulunmuştur. Populasyonların ikili karşılaştırılmasında en yüksek FST değeri (0,072) ZAV-HOLS populasyonları arasında, en düşük FST değeri (0,009) ise DAK-SİM populasyonları arasında görülmüştür. Yapılan bottleneck analizi sonucunda çalışılan populasyonların değerleri arasında önemli farklılık olmadığından (ZAV 0,445, DAK 0,414, SİM 0,767, HOLS 0,325, ESM 0,067) ve normal L dağılımı gösterdiğinden dolayı incelenen yerli ırkların yok olma tehlikesi geçirmedikleri belirlenmiştir. Çalışılan populasyonlardaki bireylere ait FCA grafiği incelendiğinde her populasyonun ayrı bir yerde yerleşim gösterdiği fakat özellikle ZAV, DAK ve ESM populasyonlarında bir karışım olduğu gözlenmiştir. Çalışmada ortalama PIC değerleri en düşük (0,44) BM2113 marköründe, en yüksek (0,92) ise TGLA53 marköründe olduğu belirlenmiştir. BM2113 markörü hariç diğer markörlerde ortalama PIC değerleri 0,50'den büyük olduğu için yüksek oranda bilgi verici oldukları görülmüştür. Structure analizi sonucunda populasyonları en iyi ayıran K değerinin 3 olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak; Kars ve yöresinde lokal olarak yetiştiriciliği yapılan ZAV sığır ırkının köken aldığı iddia edilen ESM ve SİM ırklarından tamamen ayrıldığı belirlenmiştir. Bölgeye özgü olan yerli ırkların kültür ırklarıyla kontrolsüz melezlenerek genetik yapılarının bozulmasından dolayı bu ırkların korunması ve saf sürülerinin oluşturulması yönündeki çalışmaların arttırılması Türkiye sığırcılığının geleceği için yararlı olacaktır.

Within the scope of this thesis, it was aimed to reveal the genetic diversity and phylogenetic relation between intra- and inter-breed of Zavot cattle breed which is raised locally in and around Kars province and registered as local bovine in 29173 numbered Official gazette dated November 12, 2014.In this study, a total of 209 head of non-relative cattle were used without any clinical health problems, including 49 head of Zavot (ZAV), 40 head of Eastern Anatolian Red (EAR), 40 head of Simmental (SIM), 40 head of Brown Swiss (BS) and 40 head of Holstein (HOLS). From the blood samples collected from these cattle, using the standard phenol-chloroform method, DNA isolations were made, and the DNA samples obtained were amplified by multiplex PCR using bovine specific 19 microsatellite markers. Capillary electrophoresis process was applied to the oxidized PCR products. The PCR products were separated and genotypes were determined for each microsatellite locus. The genotypes obtained were analysed using different packet programs (GenAlEx6, FSTAT, Bottleneck 1.2.02, Genetix 4.05, Arlequin 3.1, Cervus 3.0.7, Structure 2.3.4, Population 1.2.32, TreeView) and genetic parameters (total number of alleles, specific alleles, allele frequencies, expected and observed heterozygosity values, Hardy-Weinberg Equilibrium (HWE), assignment to populations values, genetic identification between populations and genetic distance matrix, average FIT, FST and FIS values, FST values between populations, the FIS values of the genetic differences between populations, whether populations are at risk of extinction, factorial correspondence analysis (FCA), AMOVA and Mantel test, PIC values, structure test, phylogenetic trees) were calculated.A total of 274 different alleles were identified in this study, with an average number of alleles of 10.29 and an average number of effective alleles of 5.38. The highest number of alleles was found in the EAR population (20 alleles) and the least number of alleles in the ZAV and HOLS populations (3 alleles). In addition, a total of 51 private alleles were detected. Based on the population, the average expected heterozygosity (He) value was determined as 0.748-0.782, and the average observed heterozygosity (Ho) value as 0.556-0.638. According to the population genetic distance matrix, the highest genetic distance was found between ZAV-HOLS (0.358) populations and the lowest genetic distance was detected between EAR-SIM (0.081) populations. According to the phylogenetic tree result, although HOLS-BS and ZAV-EAR populations were located at the same roots, they were separated from each other over time, and the SIM population was found completely different root from other populations. According to the assignment test result, 65 individuals in total 209 individuals were assigned to different populations. The average FIT, FST and FIS values of all markers were found to be 0.275, 0.048 and 0.248, respectively. In the binary comparison of populations, the highest FST value (0.072) was found among ZAV-HOLS populations and the lowest FST value (0.009) was found among EAR-SIM populations. It has been determined that the populations do not undergo the danger of extinction as a result of the bottleneck analysis, because there is no significant difference between the values of the populations that are studied (ZAV 0.445, EAR 0.414, SIM 0.767, HOLS 0.325, BS 0.067) and show normal L distribution.When the FCA graph of the individuals in the populations was examined, it was observed that each population showed a settlement in a separate place, but it was a mixture especially in ZAV, EAR and BS populations. The average PIC values in the study were found to be lowest (0.44) in the BM2113 marker and the highest (0.92) in the TGLA53 marker. Markers other than the BM2113 were found to be highly informative because the average PIC values were greater than 0.50. As a result of the structure analysis, it was determined that the K value which best separated the populations is 3.In conclusion, it was determined that the ZAV cattle breed which was breeding in Kars and its region was completely separated from the BS and SIM breeds which were claimed that they contributed to the formation of the ZAV cattle. Because of the fact that the native breeds, which are the symbol of the region, are making uncontrolled crossbreeding with culture breeds, increasement of studies towards the protection of these breeds and the establishment of pure herds will be useful for the future of cattle in Turkey.