Floresan in situ hibridizasyon yöntemi ile dactylis taksonlarının ribozomal DNA bölgelerinin karşılaştırılması

Abstract

Çok yıllık buğdaygil yem bitkilerini oluşturan türlerin birçoğuna ait poliploidi ve genom yapıları ile ilgili temel bilgiler eksik veya mevcut değildir. Bu türler üzerinde yapılacak olan ıslah çalışmalarında doğru stratejilerin belirlenebilmesi ve uygulanabilmesi için bu temel bilgilerin bilinmesi şarttır. Dactylis L. gibi farklı poliploidi seviyelerine sahip çok sayıda ekotip içeren allogamik cinslerde, diğer bir sorunda kromozomların morfolojik olarak benzer ve küçük olmaları sebebiyle, tanımlanmalarının ve eşleştimelerinin zor olmasıdır. Bu yüzden Dactylis üzerinde bu güne kadar klasik sitogenetik yöntemler ile yapılmış olan karyotip analizleri, Dactylis taksonlarına ait genomların analizi ve aralarındaki ilişkilerin saptanmasında beklenen faydayı tam anlamıyla sağlamamıştır. Floresan in situ hibridizasyon (FISH) tekniği, sitogenetiğin gelişmiş tekniklerinden birisi olup, kromozomlar üzerindeki spesifik DNA dizilerinin fiziksel lokasyonlarını belirlemek için oldukça kullanışlı ve yeni bir yöntemdir. Bu tez çalışmasının amacı, prob olarak yaygın şekilde kullanılan 5S ve 25S rDNA dizilerini ilk defa Dactylis için kullanarak, Dactylis genom ve organizasyonu hakkında yeni bilgiler sağlamaktır. FISH tekniği kullanılarak taksonların sahip oldukları rDNA bölgelerinin sayı ve mitotik kromozomlar üzerindeki dağılımları belirlenmeye çalışılmış, bu bulgular ile Dactylis genomlarının analizi ve ilişkilerinin incelenmesinde yararlı olabilecek hassasiyette karyotiplerin elde-edilebilmesi, kromozomların teşhisi ve homologları ile eşleştirilebilmeleri amaçlanmıştır. Çalışmada, IPK (Gaterslaben, Almanya), IBER (Aberystwyth, İngiltere), Western Regional Plant Introduction Station (Pulmann, Washington, ABD) gibi araştırma enstitülerinin gen bankalarından temin edilmiş olan, 2 yıl boyunca sitolojik incelemeler için uygun kalite ve miktarda kök ucu elde edilebilen 9 diploid ve 31 tetrapoliploid aksesyon kullanılmıştır. FISH sonuçlarına göre diploid Dactylis aksesyonlarının toplamda, 8 ve 10 adet rDNA sinyaline sahip oldukları belirlenmiştir. Diploid aksesyonların 25S rDNA sinyallerinin sayısı 4 ve 6, 5S rDNA sinyallerinin sayısı ise 2 ve 4 olarak belirlenmiştir. Tetrapoliploid Dactylis aksesyonlarında, toplam rDNA sinyal sayısı, 12 ve 18 arasında değişmiştir.Tetrapoliploid aksesyonlarda 25S rDNA sinyal sayısı 8 ve 14, 5S rDNA sinyal sayısı ise 4 ve 6 arasında belirlenmiştir. Ek olarak çalışmada iki adet triploid taksonun ise sırasıyla toplamda 9 ve 11 adet rDNA sinyaline sahip oldukları saptanmıştır. 5S ve 25S rDNA sinyal özelliklerine göre Dactylis cinsinde intraspesifitenin yüksek olduğu, poliploidizasyon olayının gerçekleştiği, otopoliploidizasyon ve segmental otopoliploidzasyon olgularından bahs edilebileceği anlaşılmıştır.

The basic knowledge of polyploidy and genome structures belonging to many species of perennial forage grasses is incomplete or absent. In order to determine and apply appropriate strategies in these breeding activities, it is necessary to know these basic information. In allogamic genera which contain a large number of ecotypes with different levels of polyploidy, such as Dactylis L., another problem is that their chromosome are morphologically similar and small, making it difficult to identify and correctly matched to their homologues. Therefore, the karyotype analyzes performed on Dactylis by classical cytogenetic methods to date have not provided the expected benefits in analyzing the genomes of Dactylis taxa and determining the relationships between them. Fluorescent in situ hybridization (FISH) technique is one of the advanced techniques of cytogenetics and is a very useful and novel method for determining the physical locations of specific DNA sequences on chromosomes. The aim of this thesis is to provide new information about Dactylis genome and its organization by using 5S and 25S rDNA sequences commonly used as probes for Dactylis for the first time. By using FISH technique, the distribution of rDNA regions, number on mitotic chromosomes of taxa was tried to be determined and it was aimed to obtain the karyotypes of sensitivity which could be useful in the analysis and relations of Dactylis genomes, and to match the identification and homologs of chromosomes. In the study, quality and quantity of cytological examinations for 2 years from approximately 9 diploids and 31 tetrapoliploids from gene banks of research institutes such as IPK (Gaterslaben, Germany), IBER (Aberystwyth, England), Western Regional Plant Introduction Station (Pulmann, Washington, USA) were used. According to FISH results, diploids Dactylis was determined to have 8 and 10 rDNA signals in total. The number of 25S rDNA signals of diploids were observed 4 and 6, and the number of 5S rDNA signals were observed 2 and 4. In tetrapoliploids Dactylis, the total number of rDNA signals varied between 12 and 18. In tetrapoliploids Dactylis were determined 25S rDNA signals between 8 and 14, 5S rDNA signals between 4 and 6. In addition two triploid taxa were found to have 9 and 11 rDNA signals, respectively. According to the 5S and 25S rDNA signal characteristics, it is understood that intraspecifity is high in Dactylis genus, polyploidization occurs, autopolyploidization and segmental autopolyploidization cases could be mentioned.