TÜRKĠYE’DE YAYILIġ GÖSTEREN Carum L. (Apiaceae) CĠNSĠNE AĠT TÜRLERĠN ITS, trnL-F, trnL ĠNTRON VE rbcL SEKANS DĠZĠLERĠNE DAYALI FĠLOGENETĠK ANALĠZĠ Feyzanur TOPSEÇER Yüksek Lisans Tezi, Tarımsal Biyoteknoloji Anabilim Dalı Tez DanıĢmanı: Doç. Dr. Emre SEVĠNDĠK 2021, 101 Sayfa Bu çalıĢma ile Türkiye de yayılıĢ gösteren Carum L. cinsine ait türlerin çekirdek (nrDNA) ITS ve kloroplast (cpDNA) trnL-F, trnL intron ve rbcL bölgelerinin moleküler sistematik analizi yapılarak nükleotid kompozisyon oranları ve türler arası genetik uzaklık değerleri belirlenmiĢ ve filogenetik iliĢkileri değerlendirilmiĢtir. ÇalıĢma sonucunda ITS (A + T) içeriği %47,4, (G + C) içeriği %52,5; trnL-F (A + T) içeriği %64,2, (G + C) içeriği %35,7; trnL intron (A + T) içeriği %64,3, (G + C) içeriği %35,7 ve rbcL (A + T) içeriği %54,8, (G + C) içeriği %45,1 olarak netleĢtirilerek sekans analiz sonuçlarına göre ML ve NJ ağaçları oluĢturulmuĢtur. ML sonuçlarına göre ITS, trnL intron ve rbcL sonuçlarında türler arasında ayrım oluĢurken, trnL-F sonuçlarında ayrım olmamıĢtır. NJ ağacında, ITS ağacımızda türler arasında gruplaĢma oluĢurken, trnL-F, trnL intron ve rbcL sonuçlarında gruplaĢma olmadığı tespit edilmiĢtir. ĠÇĠNDEKĠLER ÖZET .....................................................................................................................vii ABSTRACT............................................................................................................ix ÖNSÖZ ...................................................................................................................xi KISALTMALAR DĠZĠNĠ.....................................................................................xix ġEKĠLLER DĠZĠNĠ............................................................................................ xxiii ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ ........................................................................................xxv 1 . GĠRĠġ ..................................................................................................................1 1.1. Apiaceae (Umbelliferae) Familyası ..................................................................3 1.1.1. Apiaceae Familyasının Taksonomik Özellikleri ............................................4 1.1.2. Apiaceae Familyasının ÇeĢitliliği ve Kıtalara Dağılımı.................................5 1.1.3. Apiaceae Familyasının Ekonomik ve Tıbbi Önemi .......................................6 1.2. Türkiye‘de Apiaceae Familyası ........................................................................7 1.3. Carum L. Genel Özellikleri...............................................................................8 1.3.1. Carum L. Taksonlarına Ait Morfolojik Özellikler.........................................9 1.4. Moleküler Sistematik ........................................................................................9 1.4.1. Moleküler Sistematikte Kullanılan DNA ÇeĢitleri ......................................10 1.4.1.1. Çekirdek DNA‘sı (nrDNA).......................................................................11 1.4.1.1.1. Ġç Transkribe Olan BoĢluklar (Internal Transcribed Spacers, ITS)........12 1.4.1.1.2 ITS Bölgesinin Genel Özelikleri.............................................................13 1.4.1.2. Kloroplast DNA (cpDNA)........................................................................13 xiv 1.4.1.2.1. trnL-trnF (Genler Arası BoĢluk) ........................................................... 15 1.4.1.2.2. trnL intron ............................................................................................. 15 1.4.1.2.3. rbcL ....................................................................................................... 16 1.4.1.3. Mitokondriyal DNA (mtDNA) ................................................................. 17 1.5. Biyoinformatik Analiz .................................................................................... 19 1.5.1. Biyoinformatik ............................................................................................ 19 1.5.2. Biyolojik Veri Tabanları ve Programları ..................................................... 19 1.6. Filogenetik Analiz ve Ağaç OluĢturma .......................................................... 21 1.6.1. Filogenetik Ağacın Değerlendirilmesi ......................................................... 23 1.6.1.2. Filogenetik Ağaç OluĢturma Metotları ..................................................... 24 1.6.1.2.1. Uzaklık Tabanlı Metotlar....................................................................... 25 1.6.1.2.1.1. Kümeleme Tabanlı Metotlar ............................................................... 25 1.6.1.2.1.1.1. Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA) 26 1.6.1.2.1.1.2. Neighbor-Joining (NJ) ..................................................................... 26 1.6.1.2.1.2. Optimalite Tabanlı Metotlar ............................................................... 26 1.6.1.2.1.2.1. Fitch-Margoliash (FM) .................................................................... 26 1.6.1.2.1.2.2. Minimum Evolution (ME) ............................................................... 27 1.6.1.2.2. Karakter Tabanlı Metotlar ..................................................................... 27 1.6.1.2.2.1. Maksimum Parsimony (MP) .............................................................. 27 1.6.1.2.2.2. Maksimum Likelihood (ML) .............................................................. 28 1.6.1.2.2.3. Bayes Metodu ..................................................................................... 28 xv 2. KAYNAK ÖZETLERĠ ...................................................................................... 29 3. MATERYAL VE YÖNTEM ............................................................................. 39 3.1. Materyal .......................................................................................................... 39 3.1.1. Bitkisel Materyal .......................................................................................... 39 3.1.2. DıĢ Grup Seçimi ........................................................................................... 40 3.1.3. Kullanılan Cam Malzeme ve Plastik Malzemelerin Hazırlanması............... 41 3.1.4. ÇalıĢmada Kullanılan Kimyasallar............................................................... 41 3.1.4.1. Genomik DNA Ġzolasyonunda Kullanılan Kimyasallar ............................ 41 3.1.4.2. PCR‘ de Kullanılan Kimyasallar ............................................................... 42 3.2. Metot ve Yöntem............................................................................................. 43 3.2.1. GeneMark Kiti ile Yapılan DNA Ġzolasyonu ............................................... 43 3.2.2. Polimeraz Zincir Reaksiyonunda (PCR) Kullanılan Protokoller ................. 44 3.2.3. Agaroz Jel Elektroforezi .............................................................................. 46 3.2.4. Biyoinformatik Analiz ................................................................................. 47 3.2.4.1. Dizileme ve Dizi Analizi ........................................................................... 47 3.2.5. Filogenetik Analiz ........................................................................................ 48 4. BULGULAR ...................................................................................................... 49 4.1. DNA Ġzolasyonu.............................................................................................. 49 4.2. PCR Sonuçları ................................................................................................. 49 4.2.1. ITS PCR Reaksiyonları ................................................................................ 49 4.2.2. trnL-F PCR Reaksiyonları ........................................................................... 49 xvi 4.2.3. trnL intron PCR Reaksiyonları .................................................................... 50 4.2.4. rbcL PCR Reaksiyonları .............................................................................. 51 4.3. Dizileme ve Dizi Analizi ................................................................................ 51 4.3.1. Dizileme Reaksiyonu ................................................................................... 51 4.3.2. Dizilerin ĠĢlenmesi ....................................................................................... 52 4.3.3. Dizilerin Hizalanması .................................................................................. 53 4.3.4. Filogenetik Analiz ....................................................................................... 54 5. TARTIġMA VE SONUÇ .................................................................................. 55 5.1. ITS Bölgesine Ait Filogenetik Ağaçlar ve Analizi ......................................... 55 5.1.1. Carum L. Türlerine Ait ITS Bölgelerinin Nükleotid Kompozisyon Değerleri ............................................................................................................................... 55 5.1.2. Carum L. Türlerine Ait ITS Bölgelerinin Genetik Uzaklık Matrisi ............ 56 5.1.3. ITS Bölgesinin Maximum Likelihood ve Neighbor-Joining Analizi Sonucu OluĢan Ağacı ......................................................................................................... 57 5.2. trnL-F Bölgesine Ait Filogenetik Ağaçlar ve Analizi .................................... 59 5.2.1. Carum L. Türlerine Ait trnL-F Bölgelerinin Nükleotid Kompozisyon Değerleri ................................................................................................................ 59 5.2.2. Carum L. Türlerine Ait trnL-F Bölgelerinin Genetik Uzaklık Matrisi ....... 60 5.2.3. trnL-F Bölgesinin Maximum Likelihood ve Neighbor-Joining Analizi Sonucu OluĢan Ağacı ............................................................................................ 60 5.3. trnL intron Bölgesine Ait Filogenetik Ağaçlar ve Analizi ............................. 62 5.3.1. Carum L. Türlerine Ait trnL intron Bölgelerinin Nükleotid Kompozisyon Değerleri ................................................................................................................ 62 xvii 5.3.2. Carum L. Türlerine Ait trnL intron Bölgelerinin Genetik Uzaklık Matrisi . 63 5.3.3. trnL intron Bölgesinin Maximum Likelihood ve Neighbor-Joining Analizi Sonucu OluĢan Ağacı ............................................................................................. 64 5.4. rbcL Bölgesine Ait Filogenetik Ağaçlar ve Analizi ........................................ 66 5.4.1. Carum L. Türlerine Ait rbcL Bölgelerinin Nükleotid Kompozisyon Değerleri ................................................................................................................. 66 5.4.2. Carum L. Türlerine Ait rbcL Bölgelerinin Genetik Uzaklık Matrisi ........... 68 5.4.3. rbcL Bölgesinin Maximum Likelihood ve Neighbor-Joining Analizi Sonucu OluĢan Ağacı .......................................................................................................... 68 KAYNAKLAR ...................................................................................................... 76 ÖZGEÇMĠġ ......................................................................................................... 101