ABSTRACTCOMPARATIVE SEQUENCE ANALYSIS OF THE INTERNALTRANSCRIBED SPACER 2 REGION OF TURKISH RED PINE (Pinusbrutia TEN.) AND NATURAL ALEPPO PINE (Pinus halepensis MILL.)POPULATIONS FROM TURKEYTozkar, ÖzgeM.S., Department of BiologySupervisor: Prof. Dr. Zeki KayaApril, 2007, 107 pagesTurkish red pine (Pinus brutia) is wide-spread and an important forest tree speciesin Turkey, occurring mainly in southern, western and north-western Turkey and assmall isolated populations in the Black Sea region. Aleppo pine (Pinus halepensis)has naturally found only in Adana and Muğla provinces as small population inmixture with Turkish red pine. Although Turkish red pine and Aleppo pine aremorphologically different, Turkish red pine has been regarded as subspecies ofAleppo pine by some taxonomists due to occurrence of natural hybridizationbetween these two species. However, the phylogenic relationship between thesespecies needs to be explored further. In the present study, by sampling overlappedpopulations of both species from Muğla and Adana provinces (4 populations ofTurkish red pine and 3 populations of Aleppo pine), internal transcribed spacer(ITS) region of ribosomal DNA were comparatively studied with sequenceivanalysis. Although ITS1, 5.8s and ITS2 regions of ribosomal DNA were studiedwith ITS primers, only ITS2 region was successfully amplified with polymerasechain reaction (PCR). The complete data set for this region was analysed usingMEGA3.1 and Arlequin softwares. Analysis of molecular variance (AMOVA)demonstrated the highest genetic differentiation between Turkish red pine andAleppo pine in Muğla with 100 percentage of variation. AMOVA analysis alsoindicated the possibility of low-level migration of genes between Turkish red pineand Aleppo pine populations in Adana with 50.65 percent of molecular variance.Haplotype comparison revealed that two major haplotypes were represented Basedon the results of ITS2 region sequence analysis, Turkish populations of Aleppopine and Turkish red pine populations could not be fully differentiated. In Muğlaprovince Turkish red pine and Aleppo pine revealed more differentiation due toreproductive isolation. But in Adana province, two species shared more commongenetic background due to possible hybridization. Since ITS2 region of nuclearribosomal DNA revealed a few variable and parsimony informative sites for bothspecies, thus, only ITS2 region of ribosomal DNA does not appear to be sufficientfor fully resolving genetic relationships between Turkish red pine and Aleppo pinepopulations. Further studies including ITS1 and 5.8s regions of ribosomal DNAand populations included from major Aleppo pine distribution areas will be usefulto understand the evolutionary relationship between Aleppo pine and Turkish redpine populations in Turkey.Key Words: Turkish red pine, Aleppo pine, ITS region, Phylogeny, DNAsequence analysis, AMOVAv

ÖZTÜRK YE KIZILÇAM (Pinus brutia TEN.) VE HALEP ÇAMI (Pinushalepensis MILL.) POPULASYONLARINDA ITS-2 BÖLGES N NKARŞILAŞTIRMALI D Z ANAL ZTozkar ÖzgeMaster, Biyoloji BölümüTez Yöneticisi: Prof. Dr. Zeki KayaNisan 2007, 107 sayfaKızılçam, Türkiye'nin güney, batı ve kuzey-batı bölgelerinde geniş bir yayılışalanına sahip, önemli bir ağaç türüdür. Halep çamı ise sadece Adana ve Muğlayörelerinde küçük toplumlar halinde, kızılçam ile karışık olarak bulunmaktadır.Kızılçam ve halep çamı morfolojik açıdan farklı olmalarına rağmen, bu iki türarasında ki doğal melezleme nedeniyle kızılçam, bazı taksonomistler tarafındanhalep çamının alttürü olarak kabul edilmiştir. Ancak bu iki tür arasındakifilogenetik ilişkinin daha kapsamlı olarak araştırılması gereklidir. Bu çalışmada,Muğla ve Adana bölgelerinde bulunan kızılçam ve halep çamı toplumlarının (4kızılçam populasyonu ve 3 halep çamı populasyonu) ribozomal DNA ITS2bölgesinin karşılaştırmalı olarak DNA sekans analizi yapılmıştır. ITS primerlerikullanılarak, ITS1, 5.8S ve ITS2 bölgeleri de çalışılmıştır. Ancak sadece ITS2bölgesi PCR ile başarılı bir şekilde çoğaltılabilmiştir. Tüm data seti MEGA3.1 veArlequin bilgisayar programları kullanılarak analiz edilmiştir.viiMoleküler varyans (AMOVA) analizine göre; bu iki tür arasında en fazla genetikfarklılık, Muğla bölgesine ait kızılçam ve halep çamı türleri arasında görülmüştür.Adana bölgesinde, bu iki tür arasında görülen yüzde 50.65 oranındaki molekülervaryasyon, bu bölgede bu iki tür arasında gen akışı olduğunu göstermektedir.Kızılçam ve halep çamı toplumları 2 haplotiple birbirlerinden ayrılmışlardır. ITS2sekans analiz sonuçlarına göre Türkiye deki kızılçam ve halep çamı türleri tamolarak farklılık göstermemiştir. Kızılçam ve halep çamı türleri Muğla bölgesindeüreme bariyerleri nedeniyle daha fazla farklılık göstermiştir. Fakat bu iki türAdana bölgesinde melezleme nedeniyle daha fazla genetik benzerlik taşımaktadır.Her iki tür için, ribozomal DNA ITS2 bölgesinin az sayıda farklılık gösteren bilgiveren bölgeler taşıması, bu iki tür arasındaki genetik ilişki ve ayrımının daha iyiortaya konulabilmesi için ITS2 bölgesinin yeterli olmadığı görülmüştür. ITS1 ve5.8S ribozomal DNA bölgelerini ve halep çamının ağırlıklı olarak yayılışgösterdiği bölgeleri de içine alan daha kapsamlı yeni çalışmalar, Türkiye dekikızılçam ve halep çamı türleri arasındaki evrimsel ilişkiyi çözmede yardımcıolacaktır.Anahtar Kelimeler: Kızılçam, Halep çamı, ITS bölgesi, filogeni,DNA sekansanalizi, AMOVAviii

123