Tür Bazlı Korumada Yeni Bir Yaklaşım: Relikt Endemik Doystoechas hastata Türünün Peyzaj Genetiği Kapsamında Değerlendirilmesi

Peyzaj genetiği yaklaşımı, popülasyon genetiği ve peyzaj ekolojisi konularının teorik ve analitik metotlarını dikkate alarak peyzaj ve çevresel özelliklerin popülasyonların genetik yapısını nasıl etkilediği hakkında bilgi üretmeyi amaçlamaktadır. Bir türün genetik varyasyonunun bir peyzajdaki değişimlere nasıl tepki verdiğini anlamayı ve genetik çeşitliliğin peyzajlar arasında dağılımını sağlayan mikro evrimsel süreçleri inceleme olanağı sağlar. Bu çalışmanın amacı, peyzaj unsurlarının relikt endemik Dorystoechas hastata türü özelinde türün genetik yapısına olan etkisinin ortaya konulmasıdır. Bu kapsamda D. hastata türünün doğal yayılış gösterdiği Antalya ili Kemer-Kumluca-Korkuteli ilçelerinde bulunan alanlardan çeşitliliği temsil edecek şekilde belirlenen 15popülasyondan toplam 56 genotip çalışılmıştır. Alana ait uydu görüntüsü yardımıyla popülasyonlar arasındaki peyzaj unsurları (ArcGIS 10.1 yazılımı) belirlenmiş ve habitat bağlantısallığı (CONEFOR 2.6 yazılımı) ilgili indeksler (IIC, PC) ile ortaya konmuştur. Popülasyonların arasında genetik yapısının belirlenmesi ve çeşitliliğin ortaya konulmasında SRAP (Sequence Related Amplified Polymorphism) ve iPBS (interpprimer binding sites) moleküler markırlarından faydalanılmıştır.Elde edilen veriler POPGENE bilgisayar paket programında değerlendirilmiştir. Popülasyonlara ait belirlenen bağlantılılık değerleri popülasyon genetiği veri setinden elde edilen değerlerle Pearson korelasyon analizine tabi tutulmuştur. D.hastata popülasyonlarının tamamı birlikte ele alındığında (tüm allel frekansları üzerinden hesaplandığında) tür bazında ortalama allel sayısı (na)1.97 ortalama etkili allel sayısı (ne) 1.57, Nei’nin gen çeşitlilik indeksi (h) 0.3324, Shannon indeksi (Ho) 0.50, polimorfik lokus sayısı (np) 346 ve polimorfik lokus oranı (Ppoly) 92,9 olarak tahmin edilmiştir. Oldukça sınırlı bir alanda yayılış gösteren D. hastata türünde, genetik çeşitlilik indeksleri açısındanoldukça geniş bir çeşitlilik olduğu tespit edilmiştir. Sonuçlar D. hastata popülasyonlarının habitat bağlantılılık indeksleri arttıkça ortalama allel sayısı (r=-0,44), efektif alel sayısı (r=-0,44), Nei’nin gen çeşitliliği indeksi (r=-0,44) Shannon indekslerinin (r=-0,44) azaldığını ve FST değerinin ise arttığını (r=0,46), başka bir deyişle genetik farklılaşmanın azaldığını ortaya koymuştur. Elde edilen bu sonuçlar, D. hastata türünün çalışılan popülasyonları arasında ölçülen bağlantılılık indekslerinin popülasyonlarının genetik çeşitliliğinin belirlenmesinde birer gösterge ölçüt olarak kullanılabileceğine işaret etmektedir.

A new approach on species based conservation: Landscape genetics of relict endemic Dorystoechas hastata

Landscape genetic aims to provide information on how landscape and environmental features influence population genetic structure by combining theory and analytical methods of population genetics and landscape ecology. It provides information on how genetic structure of a given species responds to changes in a landscape and examines the microevolutionary processes driving the distribution of genetic variation across landscapes. The objective of this research was to investigate the effect of landscape features on genetic structure of a relict endemic species Dorystoechas hastata from Antalya, Turkey. The 56 genotypes representing 15 populations from natural habitats of the species from Kemer-Kumluca-Korkuteli districts of Antalya province were studied. Landscape elements among selected populations were determined with the satellite image of the area using ArcGIS 10.1 software. Habitat connectivity of the selected populations was determined by the related indexes (IIC, PC) using CONEFOR 2.6 software. The SRAP (Sequence Related Amplified Polymorphism) and iPBS (interprimer binding site) molecular marker systems were used to determine the variation in genetic structure within and among populations and the data were evaluated using POPGENE. Habitat connectivity values of populations were correlated with population genetics data set. When all the populations of D. hastata are considered together, the average number of alleles per species (na) was 1.97,the average effective alleles number (ne) was 1.57, Nei's gene diversity index (h) was 0.3324, Shannon index (Ho) was 0.50, the number of polymorphic loci (np) 346 and polymorphic locus ratio (Ppoly) was estimated to be 92.9.The results of Pearson correlation analysis between habitat connectivity indexs (IIC and PC) and population genetics data set showed that when population connectivity indexs was increased, the mean allele number (r =-0.44), the number of effective alleles (r=-0.44), Nei’s gene diversity index (r=-0,44), Shannon index (r=-0,44) were decreased and genetic differences of populations (FST) was increased, in other words genetic differentiation decreased. Results from the this study indicates that, the connectivity indexes measured among the D. hastata populations might be used as an indicator for the determination of the genetic diversity of the populations.

___

  • Aavik, T., Holderegger, R. and Bolliger, J. 2014. The structural and functional connectivity of the grassland plant Lychnis flos-cuculi. Heredity, 112, 471-478.
  • Astorga, G.J. and Núñez‐Farfán, J. 2001. Effect of habitat fragmentation on the genetic structure of the narrow endemic Brongniartia vazquezii Evolutionary. Ecology Research, 3: 861–872.
  • Ayres, D.R. and Ryan, F.J. 1999. Genetic diversity and structure of the narrow endemic Wyethiar eticulata and its congeners W. bolanderi (Asteraceae) using RAPD andallozyme techniques. American Journal of Botany, 86: 344–353: 173–200.
  • Balkenhol, N., Waits, L.P. and Dezzani, R.J. 2009. Statistical approaches in landscape genetics: an evaluation of methods for linking landscape and genetic data. Ecography, 32:818–830.
  • Banta, L.M., Crespi, E.J., Nehm, R.H., Schwarz, J.A., Singer, S., Manduca, C.A., Bush, E.C., Collins, E., Constance, C.M., Dean, D., Esteban, D., Fox, S., McDaris, S., Paul, C.A., Quinan, G., Raley-Susman, K.M., Smith, M.L., Waalace, C.S., Withers, G.S. and Caporale, L. 2012. Integrating Genomics Research throughout the Undergraduate Curriculum: A Collection of Inquiry-Based Genomics Lab Modules. CBE-Life Sciences Education, 11, 203–208.
  • Başer, K.H.C. 1994. Essential Oils of Labiatae From Turkey-Recent Results. Lamiales Newsletter, Royal Botanic Gardens, 3, 6-11.
  • Butchart, S.H.M., Walpole, M., Collen, B., Strien, A.V., Scharlemann, J.P.W., Almond, R.E.A., Baillie, J.E.M., Bomhard, B., Brown, C., Bruno, J., Carpenter, K.E., Carr, G.M., Chanson, J., Chenery, A.M., Csirke, J., Davidson, N.C., Dentener, F., Foster, M., Galli, A., Galloway, J.N., Genovesi, P., Gregory, R.D., Hockings, M., Kapos, V., Lamarque, J.F., Leverington, F., Loh, J., McGeoch, M.A., McRae, A., Minasyan, A., Morcillo, M.H., Oldfield, T.E.E., Pauly, D., Quader, S., Revenga, C., Sauer, J.R., Skolnik, B., Spear, D., Stanwell-Smith, D., Stuart, S., Symes, A., Tierney, M., Tyrrell, T.D., Vie, J.C. and Watson, R. 2010. Global Biodiversity: Indicators of Recent Declines. Science, 328, 1164.
  • Clark, R.W., Brown, W.S., Stechert, R. and Zamudio, K.R. 2008. Integrating individual behaviour and landscape genetics: the population structure of timber rattlesnake hibernacula. Molecular Ecology, 17, 719–730.
  • Dobzhansky, T. 1947. A directional change in the genetic constitution of a natural population of Drosophila pseudoobscura. Heredity 1:53–64.
  • Doğan, N.Y., Kandemir, A. and Osma, E. 2016. Genetic Diversity and Variability among Populations and Ecological Characteristics of the Uechtritzia armena Freyn (Asteraceae) Endemic toTurkey. Research&Reviews: Research Journal of Biology, 4:1, 20-27.
  • Doyle, J.J. and Doyle, J.L. 1990. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, 12, 13-15.
  • Ekim, T., Koyuncu, M., Vural, M., Duman, H., Aytaç, Z. ve Adıgüzel, N. 2000. Türkiye Bitkileri Kırmızı Kitabı (Yayın no:18). Ankara: TTKD ve Van 100. Yıl Üniversitesi.
  • Erkan, N., Akgonen, S., Ovat, S., Goksel, S. and Ayranci, E. 2011. Phenolic compounds profile and antioxidant activity of Dorystoechas hastata L. Boiss et Heldr. Food Research International, 44, 3013-3020.
  • Excoffier, L., Smouse, P.E., and Quattro, J.M. 1992. Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: application to human mitochondrial DNA restriction data. Genetics, 131(2), 479–491.
  • Gonzalez-Astorga J. and Castillo-Campos G. 2004. Genetic variability of the narrow endemic species tree Antirhea aromatica (Rubiaceae) in a tropical forest of Mexico. Annals of Botany, 93: 521–528.
  • Haag, T., Santos, A.S., Sana, D.A., Morato, R.G., Cullen, J.R., Crawshaw, P.G., De Angelo, J.C., Di Bitetti, M.S., Salzano, F.M. and Eizirik, E. 2010. The effect of habitat fragmentation on the genetic structure of a top predator: loss of diversity and high differentiation among remnant populations of Atlantic Forest jaguars (Pantheraonca). Molecular Ecology, Volume 19, Issue 22, 4906–4921.
  • Hall, L.A. and Beissinger, S.R. 2014. A practical toolbox for design and analysis of landscape genetics studies. Landscape Ecology, 29;9, 1487–1504.
  • Hamrick, J.L., Linhart, Y.B. and Mitton, J.B. 1979. Relationships between life history characteristics and electrophoretically-detectable genetic variation in plants. Annual Review of Ecology and Systematics, 10: 173-200.
  • Hedge, I.C. 1982. Dorystoechas Boiss. & Heldr. ex Benth. Rev. Flora of Turkey. Volume: 7. Editor: Davis, D. Edinburgh: Edinburgh University Press 22. Pp: 461-462.
  • Hens, L. and Boon, E. 2003. Causes of Biodiversity Loss: a Human Ecological Analysis. Multiciencia. 1-19.
  • Holderegger, R. and Wagner, H.H. 2006. A brief guide to Landscape Genetics. Landscape Ecology, 21:793–796.
  • Joeng, J.H., Lee, B.C., Yoo, K.O., Jang, S.K. and Kim, Z.S. 2012. Influence of small-scale habitat patchiness on the genetic diversity of the Korean endemic species Saussurea chab young sanica (Asteraceae). Biochemical Systematics and Ecology, 43:14–24.
  • Karagözler, A. A., Erbağ, B., Emek, Y. Ç. and Uygun, D.A. 2008. Antioxidant activity and proline content of leaf extracts from Dorystoechas hastata, Food Chemical, 111, 400-407.
  • Karron, J.D., Linhart, Y.B., Chaulk, C.A., Robertson, C.A. 1988. “Genetic structure of populations of geographically restricted and widespread species of Astragalus (Fabaceae)”. American Journal of Botany, 75: 1114–1119.
  • Kokko, H. and Lopez-Sepulcre, A. 2006. From Individual Dispersal to Species Ranges: Perspectives for a Changing World. Science, 11, 313, Pp: 789-791.
  • Latta, R.G. 2006. Integrating patterns across multiple genetic markers to infer spatial processes, Landscape Ecol., 21:809–820.
  • Ledig, F.T. and Conkle, M.T. 1983. “ene diversity and genetic structure in a narrow endemic, Torreypine (Pinus torreyana Parryex Carr.). Evolution, 37:79-85.
  • Leimu, R., Mutikainen, P., Koricheva, J., and Fischer, M. 2006. How general are positive relationships between plant population size, fitness and genetic variation? Joural of Ecology, 94: 942–952.
  • Liira, J., Schmidt, T., Aavik, T., Arens, P., Augenstein, I., & Bailey, D., Billeter, R., Bukacek, R., Burel, F., De Blust, G., De Cock, R., Dirksen, J., Edwards, P., Hamerský, R., Herzog, F., Klotz, S., Kühn, I., le coeur, D. and Zobel, M. 2008. Plant functional group composition and large-scale species richness in European agricultural landscapes. Journal of Vegetation Science, 19 (2008) 1. 19. 10.3170/2007-8-18308.
  • Linhart, Y.B. and Premoli, A.C. 1993. Comparison of thegeneticvariability in Aleteshumilis, a rare plant species, and its common relative Aletesacaulis in Colorado. American Journal of Botany, 80: 598–605.
  • Manel, S. and Holderegger, R. 2013. Ten years of landscape genetics. Trends Ecol Evol., 28:614– 62.
  • Manel, S., Schwartz., M.K., Luikart., and Taberlet. G. 2003. Landscape genetics: combining landscape ecology and population genetics. Trends Ecol Evol., 18:189–197.
  • Meriçli, F. and Meriçli., A.H. 1986. The essential oil of Dorystoechas hastata. Planta. Med., 52, 506.
  • Nei, M. 1978. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals. Genetics, 89: 583-590.
  • Öztürk, N.K. 1990. Dorystoechas hastata Uçucu Yağının Bileşimi. Yüksek Lisans Tezi. Anadolu Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Farmakognozi Anabilimdalı.
  • Pascual-Hortal, L. and Saura, S. 2006. Comparison and development of new graph-based landscape connectivity indices: towards the priorization of habitat patches and corridors for conservation. Landscape Ecology, 21, 7, 959-967.
  • Quihui, Z., Huixin, P., Qiang, Z., Tongming, Y., Hujyu, Z. and Minren, H. 2002. Analysis of genetic structure of natural populations of Castanopsis fargesii by RAPDs. Acta Botanica Sinica, 44(11): 1321-1326.
  • Rands, M.R.W., Adams, W.M., Bennun, L., Butchart, S.H.M., Clements, A., Coomes, D., Entwistle, A., Hodge, I., Kapos, V., Scharlemann, J.P.W., Sutherland, W.J. and Vira, B. 2010. Biodiversity Conservation: Challenges Beyond 2010. Science, 329, 1298-1300.
  • Saura, S. and Pascual-Hortal, L. 2007a. A new habitat availability index to integrate connectivity in landscape conservation planning: comparison with existing indices and application to a case study. Landscape and Urban Planning, 83, 2-3, 91-103.
  • Saura, S. and Pascual-Hortal, L. 2007b. Conefor Sensinode 2.2 User’s Manual. Software for quantifying the importance of habitat patches for landscape connectivity through graphs and habitat availability indices. Copyright 2007. University of Lleida.
  • Saura, S. and Torné. J. 2009. Conefor Sensinode 2.2: a software package for quantifying the importance of habitat patches for landscape connectivity. Environmental Modelling & Software, 24: 135-139.
  • Storfer, A., Murphy, M.A., Spear, S.F., Holderegger, R. and Waits, L.P. 2010. Landscape genetics: where are we now? Molecular Ecology, Vol:19, p 3496-3514.
  • Uluben, A., Meriçli, A.H. and Meriçli, F. 2004. Diterpenes and Norditerpenes from the Roots of Dorystoechas hastata. Pharmazie, 59-4201, 301-3.
  • Valant-Vetschera, K., Roitman, J.N. and Wollenweber, E. 2003. Chemodiversity of exudate flavonoids in some members of the Lamiaceae. Biochemical Systematics and Ecology, 31, 1279-1289.
  • Venturella, P., Venturella, G., Marino, M.S. Meriçli, A.H. and Çubukcu, B. 1988. Phytochemical Investigation of the Labiatae Dorystoechas hastata. Giorniol Botany, 122, 291-294.
  • Wang, Y. and Yan, G. 2013. Genetic diversity and population structure of Opisthopappus longilobusand Opisthopappus taihangensis (Asteraceae) in China determined using sequence related amplified polymorphism markers. Biochemical Systematics and Ecology, 2013;49:115– 124.
  • Weir, B.S. and Cockerham, C.C. 1984. Estimating F-Statistics for the Analysis of Population Structure. Evolution, 38:6, 1358-1370.
  • Wolf, A.T., Howe, R.W. and Hamrick, J.L. 2000. Genetic diversity and population structure of the serpentine endemic Calystegia collina (Convolvulaceae) in Northern California. American Journal of Botany, 87: 1138–1146.
  • Wright, S. 1943. Isolation by distance. Genetics, 28:114.
  • Yeh, F.C., Yang, R.C., Boyle, T., Timothy, B. J., Ye, Z.H. and Mao, J. 1997. POPGENE, the user-friendly shareware for population genetic analysis. Molecular Biology and Biotechnology Centre, University of Alberta, Canada.
  • Zhang, H.Y., Tian,K., Yu, Y., Li, L.Y. and Yang, Y.M. 2009. Genetic diversity among natural populations of Ottelia acuminata (Gaghep.) Dandy revealed by ISSR. African Journal of Biotechnology, 8 (22).
Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 1982
  • Yayıncı: Bursa Uludağ Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Soğuksu Milli Parkında Yer Alan Bazı Doğal Taksonların Süs Bitkisi Özelliklerinin Değerlendirilmesi

Zuhal DİLAVER, MERVE YILMAZ, Mehtap ÖZTEKİN

A Study on the Evaluation of Commercial Narcissus Varieties as Potted Ornamental Plants

Emrah ZEYBEKOĞLU, Ali SALMAN, Şevket ALP, Mustafa Ercan ÖZZAMBAK, Meltem Yağmur WALLACE

The Effect of Bio Fertilizer Application on Bulb Yield and Floristic Properties of Different Commercial Tulip Varieties

Ali SALMAN, Bülent BUDAK, Meltem Yağmur WALLACE

Türkiye Milli Botanik Bahçesi’nde Bulunan Bazı Doğal Bitki Taksonlarının Süs Bitkisi Kullanım Potansiyelinin Belirlenmesi

Şahin ÇİMEN, Aysel ULUS

Peyzaj Tasarım Sürecinde İyileştirme Bahçeleri

Elif AKPINAR KÜLEKÇİ, İşık SEZEN

Yalancı Akasya (Robinia pseudoacacia L.) Tohumlarının Çimlenmesi Üzerine Bazı Giberellik Asit ve Skarifikasyon Uygulamalarının Etkileri

Deniz HAZAR, Ali İhsan İÇÖZ, İbrahim BAKTIR

Bazı Gül Tür ve Çeşitlerinde Çiçek Tozu Bekletme Süresinin Polen Canlılık ve Çimlenme Gücüne Etkileri

Tuğba KILIÇ, Ezgi DOĞAN, Hilal Beyza DURSUN, Sinem ÇAMURCU, Hasan Talha ÜNSAL, Soner KAZAZ

İskenderun (Hatay) Kenti Ev Bahçelerinde Kullanılan Bitkisel Materyalin Peyzaj Mimarlığı Çalışmaları Açısından Sağlayabileceği Katkılar

Elif BOZDOĞAN SERT, Gülay TOKGÖZ, Nilüfer YOLCU

Mikrobiyal Gübrenin Bazı Sıcak İklim Çim Bitkilerinin Genel Çim Performansı Üzerine Etkileri

Sinem ZERE TAŞKIN, Uğur BİLGİLİ

Kentsel Yol Ağaçlandırmalarının Sağladığı Faydaların Belirlenmesi: Antalya Atatürk Bulvarı Örneği

Ceren SELİM, Selin ATABEY