MatK ve trnH-psbA Barkot Genleri Kullanılarak Bazı Bitki Taksonlarının Moleküler Olarak Sınıflandırılması

Canlıların sınıflandırılması ve canlı birliklerine ait sınırların çizilmesi gözleme ve deneye dayalı sistemli bilgi üretmeye başlanmasıyla birlikte karşılaşılan en karmaşık problemlerden biri olmuştur. Bu amaçla araştırmacılar birçok kuram ve metot geliştirerek var olan canlı çeşitliliğini saptamaya çalışmışlardır. Çekirdek kökenli barkot bölgeleri, plastid kökenli barkot bölgelerine göre çok daha fazla bilgi içermesine karşın, tek lokus kullanılarak barkotlama yapıldığında, farklı bitki gruplarını karşılaştırabilmek için yeterli bilgiye sahip olunmamaktadır. Tüm bitki türlerinde kullanılabilecek tek bir barkot bölgesi henüz mevcut değildir ve bu nedenle farklı barkot bölgelerinin birlikte kullanılması, türlerin ayırt edilebilme gücünü arttırabilmektedir. Çalışmanın ana hedefi, bitki moleküler filogenetiğini konu alan çalışmalarda etkin olarak kullanılabilecek gen, gen bölgesi ve gen sayısını değerlendirmektir. Bu çalışmada, 15 farklı bitki ailesine ait toplam 60 bitki türüne ait filogenetik ilişkiyi değerlendirmek için matK, ve trnH-psbA barkot genler kullanılarak MAFFT (Multiple Alignment Using Fast Fourier Transform) yazılımı ile diziler hizalanmış ve Bayesian metodu ile konsensus filogenetik ağaç elde edilmiştir. Sonuçlar bitki moleküler filogenetik çalışmalarında matK gen dizilerinin trnH-psbA gen dizilerine göre daha yüksek ardıl olasılık değerli ağaç üretebildiğini göstermiştir. Ancak daha fazla genlerin çalışması ile olası filogenetik ilişki daha da iyi bir şekilde tahmin edilebilir.

Molecular Classification of Some Plant Taxa Using MatK and trnH-psbA Barcode Genes

The classification of living creatures and the demarcation of living units have been one of the most complex problems encountered as a result of observing experimental and systematic information. For this purpose, researchers have tried to determine the diversity of living creatures by developing many theories and methods. Although the nuclear genome barcode regions contain much more information than the barcode regions of plastid, they do not have enough information to compare different plant groups when barcoding with a single locus. A single barcode region that can be used in all plant species is not yet available, and therefore, the use of different barcode regions may increase the distinguishing power of species. Main objective of this study was to determine gene, gene region and numbers of genes suitable for plant molecular phylogentic studies. In this study, matK, and trnH-psbA barcode genes were used to evaluate the phylogenetic relationship of 60 plant species belonging to 15 different plant families. Sequences were aligned with MAFFT (Multiple Alignment Using Fast Fourier Transform) software and a consensus phylogenetic tree was constructed by the Bayesian method. Results indicated that matK gene was much more suitaable in comparison to trnH-psbA region since the use of matK produced trees with higher posterior probability values. However, further studies clearly showed that increased number of genes produced much better phylogenetic estimations.

___

  • Allan, G.J., Francisco-Ortega, J., Santos-Guerra, A., Boerner, E., Zimmer, E.A., 2004. Molecular phylogenetic evidence for the geographic origin and classification of canary ısland lotus (Fabaceae: Loteae). Molecular Phylogenetics and Evolution, 32(1): 123-138.
  • Cohen, B.L., Weydmann, A., 2005. Molecular evidence that phoronids are a subtaxon of brachiopods (brachiopoda: phoronata) and that genetic divergence of metazoan phyla began long before the early cambrian. Organisms Diversity & Evolution, 5(4): 253-273.
  • Ford, C., Ayres, K., Toomey, N., Haider, N., Stahl, J., Kelly, L., Wikstrom, N., Hollingsworth, P., Duff, R., Hoot, S., Cowan, R., Chase, M., Wilkinson, M., 2009. Selection of candidate coding DNA barcoding regions for use on land plants. Botanical Journal of the Linnean Society, 159(1): 1-11.
  • Graham, S.W., Olmstead, R.G., 2000. Utility of 17 Chloroplast genes for ınferring the phylogeny of the basal angiosperms. American journal of Botany, 87(11): 1712-1730.
  • Hilu, K.W., Liang, H., 1997. The matK gene: sequence variation and application in plant systematics. American Journal of Botany, 84(6): 830-839.
  • Hochbach, A., Linder, H.P., Röser, M., 2018. Nuclear genes, matK and the phylogeny of the Poales. Taxon, 67(3): 521-536.
  • Hollingsworth, P.M., Graham, S.W., Little, D.P., 2011. Choosing and using a plant DNA barcode. PLoS ONE, 6(5): e19254.
  • İnal, B., Aydın, A., İnce, A.G., Karaca, M., 2017. Genetic relationships among continental cotton species based on ITS1 gene region aligned with different alignment tools. Journal of Molecular Biology and Biotechnology, 1(2): 1-6.
  • Johnson, L.A.N., Soltis, D.E., 1994. matK DNA sequences andphylogenetic reconstruction in Saxifragaceae s. str. Sysematic Botany, 19(1): 143-156.
  • Kress, W.J., Erickson, D.L., 2007. A two-locus global DNA barcode for land plants: the coding rbcL gene gomplements the non-coding trnH-psbA spacer region. PLoS One, 2(6): e508.
  • Lahaye, R., Bank, M.V.D., Bogarin, D., Warner, J., Pupulin, F., Gigot, G., Maurin, O., Duthoit, S., Barraclough, T.G., Savolainen, V., 2007. DNA barcoding the floras of biodiversity hotspots. Pnas, 105(8): 2923-2928.
  • Lahaye, R., Van Der Bank, M., Bogarin, D., Warner, J., Pupulin, F., Gigot, G., Savolainen, V., 2008. DNA barcoding the floras of biodiversity hotspots. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(8): 2923-2928.
  • Lei, Y.X., Liu, J., Fan, X., Sha, L.N., Wang, Y., Kang, H.Y., Zhang, H.Q., 2018. Phylogeny and maternal donor of Roegneria and its affinitive genera (Poaceae: Triticeae) based on sequence data for two chloroplast DNA regions (ndhF and trnH–psbA), Journal of Systematics and Evolution, 56(2): 105-119.
  • Li, X., Yang, Y., Henry, R.J., Rossetto, M., Wang, Y., Chen, S., 2015. Plant DNA barcoding: from gene to genome. Biological Reviews, 90(1): 157-166.
  • Phong, D.T., Hien, V.T.T., Lieu, T.T., 2018. Nucleotıde diversity of 15 conifer species in vietnam’s central highlands based on the analysis of ITS, trnH-psbA, matK, trnL and rpoC1 gene regions. Vietnam Journal of Science and Technology, 56(1): 47-63.
  • Piredda, R., Simeone, M.C., Attimonelli, M., Bellarosa, R., Schirone, B., 2010. Prospects of barcoding the Italian wild dendroflora: oaks reveal severe limitations to tracking species identity. Molecular Ecology Resources, 11(1): 72-83.
  • Qui, Y.L., Lee, J.H., Bernasconi-Quadroni, F., Soltis, D.E., Soltis, P.S., Zanis, M., Zimmer, E.A., Chen, Z.D., Savolainen, V., Chase, M.W., 1999. The earliest angiosperms,evidence from mitochondrial, plastid and nuclear genoms. Nature, 402: 404-407.
  • Ren, B.Q., Xiang, X.G., Chen, Z.D., 2010. Species identification of Alnus (Betulaceae) using nrDNA and cpDNA genetic markers. Molecular Ecology Resources, 10(4): 594-605.
  • Ro, K.E., Keener, C.S., Mcpheron, B.A., 1997. Molecular phylogenetic study of the Ranunculaceae: Utility of the nuclear 26s ribosomal DNA in inferring intrafamilial relationships. Molecular Phylogenetics and Evolution, 8(2): 117-127.
  • Ronquist, F., Huelsenbeck, J., 2003. Mrbayes 3: bayesian phylogenetic inference under mixed models. Bioinformatics, 19(12): 1572-1574.
  • Von Crautlein, M., Korpelainen, H., Pietilainen, M., Rikkinen, J., 2011. DNA barcoding: a tool for improved taxon identification and detection of species diversity. Biodiversity and Conservation, 20(2): 373-389.
  • Wen, J., Vanek-Krebitz, M., Hoffmann-Sommergruber, K., Scheiner, O., Breiteneder, H., 1997. The potential of betv1homologues, a nuclear multigene family, as phylogenetic markers in flowering plants. Molecular Phylogenetics and Evolution, 8(3): 317-333.
  • Yang, Z., Zhao, T., Ma, Q., Liang, L., Wang, G., 2018. Comparative genomics and phylogenetic analysis revealed the chloroplast genome variation and ınterspecific relationships of corylus (Betulaceae) species. Frontiers in Plant Science, 9: 927.
  • Yokoyama, J., Suzuki, M., Iwatsuki, K.,, Hasebe, M., 2000. Molecular phylogeny of Coriaria, with special emphasis on the disjunct distribution. Molecular Phylogenetics and Evolution, 14(1): 11-19.
Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-2306
  • Başlangıç: 2014
  • Yayıncı: SİİRT ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Farklı Pedolojik Özelliklere Sahip Toprakların, Morfolojik, Mineralojik ve Bazı Mühendislik Özellikleri

Orhan DENGİZ, Fatma Esra GÜRSOY

Bingöl İli Ekolojik Koşullarında Bazı Silajlık Mısır Çeşitleri İçin Uygun Ekim Zamanının Belirlenmesi

Erdal ÇAÇAN, Sibel İŞİKTEN

Bazı Elma (Malus domestica L.) Çeşitlerinin Fenolojik ve Pomolojik Özelliklerinin Belirlenmesi

Selma BOYACI

Nohut (Cicer arietinum L.)’ta Solgunluğa Neden Olan Fusarium oxysporum’un Biyolojik Mücadelesi

Mehmet Hadi AYDIN

Yarı Kurak İklim Şartlarında Yetiştirilen Patates (Solanum tuberosum L.) Çeşitlerinde Dikim Zamanının Belirlenmesi

Hüseyin ARSLAN

Tarımsal Atıktan Elde Edilen Aktif Karbon Destekli Co-B Katalizörü Varlığında Sodyum Borhidrürün Metanolizi

Mustafa KAYA, Mesut BEKİROĞULLARI

MatK ve trnH-psbA Barkot Genleri Kullanılarak Bazı Bitki Taksonlarının Moleküler Olarak Sınıflandırılması

Behcet İNAL, Mehmet KARACA

Güneydoğu Anadolu Orijinli Yerel Makarnalık Buğday (Triticum durum Desf.) Genotiplerinin Bazı Tarımsal Karakterler Bakımından Değerlendirilmesi

Fatih ÇIĞ, Mehmet KARAMAN

Arazi Fiyatını Etkileyen Faktörlerin Doğrudan ve Dolaylı Etkilerinin Path Analizi ile Belirlenmesi: Samsun İli Ladik İlçesi Örneği

Uğur BAŞER, Osman KILIÇ, Hasan Samet ABACI

Diyarbakır Ekolojik Koşullarında Farklı Ekim Zamanı ve Ekim Sıklığının Nohut (Cicer arietinum L.)’un Bazı Tarımsal Özelliklerine Etkisi

Zübeyir TÜRK, Tahir POLAT