TOROS GÖKNARI (Abies cilicica Carr.) POPULASYONLARININ GENETiK YAPILARI ve GEN KAYNAKLARININ YERiNDE KORUNMASI

Transkript

1 F.D.C: TOROS GÖKNARI (Abies cilicica Carr.) POPULASYONLARININ GENETiK YAPILARI ve GEN KAYNAKLARININ YERiNDE KORUNMASI Populations Genetic Structure of Taurus Fir and lmplications for ln-situ Conservation A. Sermin ÖZER Kimya Mühendisi iç ANADOLU ORMANCILIK ARAŞTIRMA ENSTiTÜSÜ YAYlNLARI Central Anatolia Forestry Research Institute Teknik Bülten Serisi 1 Technical Bulletin No: 277

2 ÖZ Toros Göknan (Abies cilicica Carr.) Akdeniz bölgesinde yaklaşık ha. lık lokal bir yayılışa sahip 4 göknar türümüzden birisidir m. ler arasında yayılış gösteren, bir kısmı tabiat ormanı niteliğinde meşcereler oluşturan bu tür, yaşamsal istekleri ve ağaçlandırmanın başlangıcında çeşitli problemlerle karşılaşılması sebebi ile yerinde koruma ( in-situ) çalışmaları için hedef tür olarak seçilmiştir. 4 populasyonda 200 adet ağaçtan toplanmış açık teziaşma ürünü tohumların endospermleri üzerinde ize-enzim analizleri yapılmıştır. Her ağaçtan 7 şer tohumda, 15 enzim sisteminde çalışılmış ve sonuçta 24 lokus belirlenmiştir. Bu lokusların 23 tanesi polimorfiktir. Belirlenen bu lokuslarda toplam olarak 46 allel gözlenmiştir. Yapılan analizlerde bir populasyonda tesbit edilemeyen veya nadir bulunan bir allelin diğer populasyonda bulunduğu tesbit edilmiştir. Bu durum genetik sürüklenmenin izole ve küçük populasyonlarda beklenen bir sonucudur. Verilere göre Toros göknarının çok miktarda genetik çeşitliliği üzerinde barındırdığı söylenebilir. Anahtar Kelimeler: Toros göknarı, Abies ci/icica Carr., ize-enzim, gen koruma, GEKYA, Genetik çeşitlilik. ABSTRACT Tourus fir (Abies ci/icica Carr.) one of the tour tir species which is distrubiting an area of ha in Mediterranean Region. This species distributing between m m and forming stands in the form of natural forest has been selected as target species for in-situ conservation studies because of its vital wishes and problems faced at the beginning of afforestation iso-enzym analysis has been done on endosperms of seeds which are the products of open pollination and collected from 200 trees of 4 population. Studies have been done on 7 seeds from each tree and on 15 iso-enzym system, and at the end 24 locus have been determined 23 of these loci are polymorfic. Totally 46 allel has been observed in these determined loci. As a result of analysis, it has been determined that an allel whish is not established or exist rare in one population can be found in anather population. This situation is an expected, result of genetik drogging. According to results Tourus-tir has a lot of genetic diversity. 3

3 ÖNSÖZ Orman ağaçları uzun ömürlü olmaları, geniş alanlarda yaşamaları ve bu alanları iri gövdeleri ile uzun yıllar boyunca kaplamaları sebebiyle pek çok olumsuz çevresel etki altında kalırlar. Bu sebeple ülkemiz ormanlarında yetişen öncelikle orman ağacı türlerinin gen kaynaklarını araştırma, koruma tedbirlerinin belirlenmesi ve ıslah çalışmalarının planlaması yapılırken verimlerinin arttırılması yoluna da gidilmelidir. Toros göknan da ülkemizde doğal yayılış gösteren 4 göknar türünden birisi olup milyonlarca ha. lık genel alan üzerinde ha. lık çok dağınık bir yayılışa sahiptir. Biyolojik, ekolojik ve silvikültürel özellikleri bakımından diğerlerine göre daha az tanınmaktadır. Çok lokal alanlarda saf meşcereler halinde bulunan bu tür, tabiat ormanı karakterinde ormanlar oluşturmaktadır. "Genetik Çeşitliliğin Yerinde Korunması Projesi ( TU)" kapsamında Kazdağları ve Bolkarlar Projenin iki basamağı olarak seçilmiştir. Toros göknan da yukarda bahsedilen özelliklerinden dolayı Bolkarlar'da hedef tür olarak seçilmiştir. Bu proje Küresel Çevre Fonu (GEF) adına hareket eden Dünya Bankası (WB) tarafından maddi ve manevi olarak desteklenmiştir. Bu iki kuruluşa, T.C. Orman Bakanlığı'na, bu proje ile ilgili çalışmaları sürdürebilmem için eğitim aldığım ve Iabaratuar imkanlarından faydalandığım The Department of Forest Science, Oregon State University USA'ya ve eğitimimde en büyük katkıları olan Prof. W. Thomas ADAMS ve Allan H. Doerksen'e teşekkürü bir borç biliyorum. Bana bu imkanı sağlayan Iç Anadolu Ormancılık Araştırma Müdürü Doç. Dr. Yaşar ŞIMŞEK'e teşekkürlerimi sunuyorum. Çalışmada kullanılan araştırma materyalleri olan tohumları toplayan Orman Ağaçları ve Tohumları Islah Araştırma Enstitüsü'ne verilerin analizinde ve değerlendirilmesinde yardımını gördüğüm Or.Yük.Müh. Gani GÜLBA BA'ya, Enstitü Müdürlüğümüz Planlama ve Değerlendirme Bölümü Başmühendisi Enver ÖZTEKEŞIN'e ve Or. Yük Müh. Orhan Çelik'e de teşekkürlerimi sunuyorum. Labaratuar çalışmalarım sırasında büyük özveriyle benimle birlikte çalışan Kimya Teknisyeni Ümit ÖZGAN'a ve teknik problemierin giderilmesinde büyük yardımını ve desteğini gördüğüm Turan DOGAN'a teşekkürü bir borç biliyorum. 1998, Ankara A. Sermin ÖZER 5

4 içindekiler ÖZ... 3 ABSTRACT... 3 ÖNSÖZ GiRiŞ MATERYAL VE YÖNTEM... 1 O 2.1 Bitkisel Materyal ve Temini Deneme Materyalinin Hazırlanması Deneyin Başlatılması Çözelti Sistemleri ve Çalışma Koşulları ile işlemin Bitirilmesi Verilerin Değerlendirilmesi TARTIŞMA VE SONUÇ izo-enzim Bantları ve Genetik Kontrolları Populasyonların Genetik Yapıları Populasyonlar Arası Genetik Mesafe Gen Kaynaklarının Korunması ÖZET SUMMARY KAYNAKÇA

5 1 GIRIŞ Toros göknan (Abies cilicica Carr.) ülkemizde doğal yayılış gösteren dört göknar türünden biridir. Doğal yayılış alanları bakımından diğerlerinden farklı olarak Anadolu'nun güneyinde, Akdeniz bölgesinde yer alır. Milyonlarca ha. lık genel alan üzerinde yaklaşık ha. kadar çok dağınık bir yayılış alanına sahiptir. Bu alanlarda da çoğunlukla denizin aksi yönünde kuzey ve kuzeye bakan bakılarda 1200 m. rakımdan yukarıda, 2000 m. ye kadar bulunmaktadır. Üst orman zonunu teşkil etmektedir. Iklim bakımından ise yetişme muhitinin en rutubetli bölgelerinde yer almaktadır. Bu özellik Toros göknarının önemli yaşamsal kriterlerinden birisidir. Toros göknarı, biyolojik, ekolojik ve silvikültürel özellikleri bakımından diğerlerine göre çok az tanınan bir türdür. Bu tür, çok lokal alanlarda saf meşçereler halinde genellikle tabiat ormanı karakterindedil Ancak çoğu kez sedir başta olmak üzere karaçam ve ardıçlar gibi bazı ışık ağaçları ile karışık halde bulunur. Toros göknan (Abies cilicica Carr.) m. ye kadar boylanabilen, gövdenin alt kısmına kadar dallanan, sivri tepeli 1. sınıf dekoratif bir ağaçtır (Beissner and Fitschen 1930). Genç sürgünleri az ve kısa tüylerle kaplıdır. Yumurta biçimindeki tomurcukları bazılarında reçinelidir. Tohumları üç köşeli, kızıl veya küllü kahverenginde 1,3-1,4 cm. uzunluğunda olup ters yumurta şeklinde durmaktadır. Coode ve Cullen Toros göknarını A.cilicica subsp.cificica ve A.cilicica subsp. isaurica olarak iki alt türe ayırmaktadır. Bunlardan ilki Göksu nehrinin doğusunda yetişir. Tomurcukları reçinesiz ve genç sürgünleri tüysüzdür. ikincisi ise Göksu nehrinin batısında yetişmekte olup genç sürgünleri tüysüz ve tomurcukları bol reçinelidir. Yayılış alanının önemli bir bölümünü Bolkar dağları kapsamaktadır. Bu türün ışık, ısı, rutubet, toprak yapısı ve bakı gibi yaşamsal istekleri açısından çok seçici olması, ağaçlandırmalarda başlangıçta sipere ihtiyaç duyması yanında zoo-biotik faktörlerin gençliğe engel teşkil etmesi, bu türün devamiıiığının temini üzerinde yoğunlukla çalışılması mecburiyetini gündeme getirmektedir. Yukarıda da bahsedildiği gibi bir bölümü tabiat ormanı niteliğindeki meşçerelerin korunması ve ekonomik değerlerinin devamının sağlanması büyük önem arz etmektedir. 9

6 Küresel Çevre Fonu (GEF) adına Dünya Bankası (WB) tarafından desteklenen "Genetik Çeşitliliğin Yerinde Korunması Projesi ( TU)" kapsamında Kazdağları ve Bolkarlar projenin iki basamağı olarak seçilmiştir. Bolkarlarda yayılış gösteren Toros göknan da yukarıda bahsedilen özelliklerinden dolayı ve ağaçlandırma-ıslah programlarında kullanılabilecek kıymetli bir gen kaynağı olması sebebiyle projenin hedef türlerinden biri olarak seçilmiştir. Orman ağaçları gen kaynaklarının korunması çalışmaları, ağaç ıslahı faaliyetleri yanı sıra ekonomik değeri olan ağaç türleri üzerinde yoğunlaşmıştır Ancak küresel boyutta henüz bir değeri olmayan tür ve taksonların da koruma altına alınıp devamlarının sağlanması gerekmektedir. Bu eka-sistem içindeki dengeyi de koruyacaktır. Lokal alanlarda bulunan meşcereler halindeki populasyonlar da genetik sürüklenmeden etkilenebilmekte sonuçta da genetik yapıları olumsuz yönde etkilenerek genetik çeşitlilik yok olmaktadır. Izole populasyonlardaki genetik farklılaşma da bunun bir sonucu olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu araştırma ile günümüze kadar üzerinde kapsamlı bir çalışma yapılmamış olan Toros göknarının, seçilmiş populasyonlarında genetik yapısının öğrenilerek, in-situ çalışmalarını planlamada öneriler sunulması hedeflenmiştir. 2 MATERYALVEYÖNTEM 2.1 Bitkisel Materyal ve Temini Bolkar dağlarındaki 4 populasyonda, her populasyondan 50 şer ağaç olmak üzere toplam 200 ağaçtan, açık tozlaşma ürünü tohumlar 1996 yılında toplanmıştır.(şekil1 ve Tablo 1) 10

7 Şekil 1: Üzerinde çalışılan Toros göknan (A. cilica Carr.) populasyonlarının harita azerindeki yerleri. Figure 1: Map of locations of Taurus fir (A ci!ica Carr.) Populations sampled see also Table:1 9 ~ 1,0 Km. 2p 30 '?.ts i....!~ Medetsiz Tepe 3~m 1 ', ' '1' " AKDENiZ 11

8 Tablo 1: Table 1: Toros Göknan (A. cilicica Carr. ) Örneklerinin Toplandığı Populasyonların Yerleri, Bakılan ve Bölme Numaraları Gibi Coğrafik Bilgiler ve Amenajman Planiarına Göre Seçilmiş Populasyonlarda Bulunan Yaklaşık Ağaç Sayısı Locations and sizes of sampled Taurus fir (A.cilicica Carr.) populations Populasyonlar işletme Enlem Boylam Bölme No Rakım Alan Populasyon Md. Ha büyüklüğü Population size Forest Compt. Area Toplam* Ağaç Populations Distric Lalitude Longitude No: Altitude Ha Ağaç Sayısı Sayısı Tree Total Tree no. no. Karatepe Mersin 37 02'37" '46" 120,121, Göz ne 122,123, 124 Kozağacı 182,181 Tarsus 37 10'64" 34 33'33" Namrun iledintepe 228,229 Cehennemdere Tarsus 37 07'22" 34 29'05" Asmacık 565,569 Ulukışla Niğde 37 27'56" 34 27'56" 570,571, Populasyonlardaki ağaç sayıları amenajman planlarından alınmıştır. Approximate number of adult trees based on management plan. Her populasyonda tohum toplanacak ağaçların birbirine yakın yaşta ve aralarında en az 100 m mesafe olmasına dikkat edilmiştir. Bu şartlara uygun ağaçlar rastgele seçilmiştir. Toplanan tohumlar plastik torbalar içinde, rutubetli kurnda katlamaya alınarak+ 4 oc de 15 gün süreyle bekletilmişlerdir. Daha sonra kumdan alınan tohumlar%!'lik H 2 o 2 (hidrojen peroksit) de 48 saat tutulmuşlardır. Bu işlemden sonra da içine filtre kağıdı yerleştirilmiş petri kapiarına konularak oc de 12 saat ışık, 12 saat gece şartlarındaki çimlendirme dolabına alınmışlardır. Kökcükler gün içinde 0,3-1 cm uzunluğa erişmişlerdir. Çimlenen tohumlar çimlendirme dolabından alınarak ya hemen çalışılmış yada çalışılıncaya kadar+ 4 oc de bekletilmişlerdir. Enzimierin alt birim yapılarının (subunit structure) belirlenebilmesi için bir ön çalışma yapılmış ve bu çalışmada embriyo (2N) ve endosperm (1 N) ler kullanılmıştır. Proje ile ilgili asıl çalışmalarda sadece endosperm (1 N) kullanılmıştır. Her ağaçtan 7 tohum üzerinde çalışılmıştır. 12

9 2.2 Deneme Materyalinin Hazırlanması Extract yani doku özü, 0,20 M fosfat çözeltisi (ph = 7,5) (Conkle ve Ark. 1982) içinde ezilerek hazırlanmıştır. Bu işlem yapılırken buz üzerinde çalışılarak enzim aktivitesinin max. seviyede tutulması sağlanmıştır (Adams ve ark. 1990). Hazırlanan extract 3,5 mm x 1,5 mm boyutundaki filitre kağıtlarına (Whatman chromatography No:3 mm) emdirilerek, bir gün önceden hazırlanan % ll 'lik nişasta jelinin kenardan 1,5-2 cm uzakta dikey olarak kesilmiş kısmına yerleştirilmişlerdir. 1 jelde 7 ağaçta çalışılmıştır (49 fitil). Jel hazırlığı Cankle ve Ark. (1982) tarafından tarif edildiği şekilde yapılmıştır. 2.3 Deneyin Başlatılması Plexiglastan yapılmış, sağ ve sol tarafında bulunan kısımları na çalışılacak çözelti sistemine uygun hazırlanmış elektrot çözeltisi (Conkle ve Ark. 1982) konulmuş elektroforez aletine, üzerine fitiller diziimiş olan nişasta jeli yerleştirilip,+ 4 oc deki buzdolabına konularak, aşağıda etraflıca belirtilen koşullarda elektrik akımı verilmiştir. ilk 15 dakika sonra jel üzerindeki fitiller çıkarılarak işleme aynı koşullarda devam edilmiştir. işlem esnasında jellerin üzerine içi su dolu, soğutulmuş torbalar konulmuş ve işlem boyunca ara sıra yenileri ile değiştirilmiştir. 2.4 Çözelti Sistemleri ve Çalışma Koşulları ile işlemin Bitirilmesi Elektroforez işleminde LB (Lithium Borat), TC (Tris-Citrat) ve HC (Histidine Citrat) çözelti sistemlerinde çalışılmış olup LB ve TC de kırmızı gıda boyası ile hazırlanan işaretleyici boya izinin orijinden başlayarak (yani fitilierin yerieşiirildiği yerden itibaren) 8 cm. HC de ise 6 cm ileriye gidinceye kadar beklenmiştir. LB de 60 ma. 300 V., TC de 55 ma. 100 V. ve HC de ise 50 ma. ve 100 V. da çalışılmıştır. Elektroforez işleminden sonra jeller yatay olarak 1.5 mm kalınlığında 6 dilim olarak kesilmiştir. Dilimierne işleminden sonra, ön çalışmada belirlenen, üzerinde çalışılacak enzim sistemlerine göre hazırlanan boyalarla boyanarak oc deki inkübatörde bantlar belirginleşinceye kadar bekletilmiştir. Kullanılan bütün çözelti ve boya reçeteleri Cankle ve Ark. (1982), Adams ve Ark. (1990) ile Cheliak ve Ark. ( 1984) tarafından bildirildiği şekilde hazırlanmıştır. Elektroforez işleminden sonra jeller çalışılacak enzim sayısına da bağlı olarak yatay şekilde 4 veya 6 parçaya ayrılmıştır. Bu dilimler, her çözelti sistemi için tesbit edilmiş enzim sistemlerine uygun olarak hazırlanmış boyaları bulunduğu boya kapiarına alınarak enzim bantlan belirginleşinceye kadar bekletilmiştir. 13

10 Bu araştırmada 3 çözelti sisteminde toplam olarak 15 enzim üzerinde çalışılmıştır (Tablo. 2)*. ile birlikte verilmiştir. Aşağıda ki tabloda jel ve elektrot çözeltileri ph değerleri Aynı zamanda her bir çözelti sisteminde hangi enzimler üzerinde çalışılacağı belirtilerek açık adları yazılmıştır. Araştırmada bu enzimierin hangi reçeteye göre hazırlandığını gösteren kod numaraları da aynı tabloda belirtilmiştir. Bir enzimi kediayan herbir locus, ilk harfi büyük olmak şartıyla enzimi kodlayan harflerin italik harflerle yazılması şeklinde belirtilmektedir (Pgi, Mnr,.. gibi). Lokus genlerin kromozom üzerinde bulunduğu yeri, allel ise bir genin lokus üzerinde bulunabileceği değişik formu göstermektedir. Bazı enzimlerde ise birden fazla lokus görülmüştür. Böyle durumlarda hızlı ilerleyene, kısaltılmış enzim adının sonuna 1 ekleyerek diğerlerine de orjine doğru sırayla 2, 3... diye sayılar verilerek belirtilmiştir (Pgi-/,Pgi-2,... gibi). Aynı uygulama lokuslarda bulunan birden fazla sayıdaki allel için de geçerlidir. Tablo 2: Table 2: Bu Çalışmada Kullanılan JelveTray Çözeltileri ile Enzim Sistemleri Gel and tray buffers and enzyme systemsusedin this study. Jel ve Elektrot Çözeltileri En Enzimierin Açık Adlan Enzim Kod Kı saltma No. Lsa PGM Phospho - glucomutase Tris citrate (ph: 8,3) PGI Phospho glucose isomerase Lithiumborat (ph:8,3) LAP Leucine-amino peptidase EST Esterase MNR Menadione reductase Tea PMI(MPI) Mannose phosphate isomerase Tris-citrate (ph: 8,8) GOT Glutamate oxaloacelate transaminase Sodium-borate (ph: 8,0) CAT Ca ta lise GDH Glutamate dehydrogenase ACON Aconitase H Cb 6 PGD 6 Phosphogluconic dehyrogenase Histidine ph: 7 IDH Isocilrat dehydrogenase Sodium-cıtrate ph:7,0 MDH Maleate dehydrogenase ME Malic enzyme ACP Acid phosphatase * Conkle et all

11 izo-enzimlerin genetik kontrolü 200 ana ağaçtan alınan tohumların endospermleri üzerinde çalışılarak, boyama sonucu elde edilen bantların incelenmesi ile açıklığa kavuşturulmuştur. Aynı izo-enzim bantları için açılım (segregasyon) gösteren veriler Ki-Kare analizi ile Mendel'in ı :ı oranına uyup uymadığı kontrol edilmiştir (ADAMS ve JOL Y ı980). Bu işlemler örnek sayısının en az 28 olduğu hallerde yapılmıştır (Burada olduğu gibi dörtden fazla sayıda ağaçtan örnek olması halinde). Yukarıda da bahsedildiği gibi örneklenen her bir ağaçtan 7 tohumda çalışılmış olup, ana ağacın genetipinin çıkarılmasındaki hata payı (ı/2)6= 0,02 den azdır (MORRIS VE SPIETH ı978). 2.5 Verilerin Değerlendirilmesi Bütün elektroforetik denemelerin sonunda her bir anne ağacın genotipi, her bir lokustaki allellerden çıkarılmıştır. Populasyonlara ait değerler belirlenirken; allel yoğunlukları, ortalama ve etkili allel sayısı, ortalama heterozigotluk, polimorfik lokus sayısı hesaplanmıştır. Aynı zamanda populasyonlar arasında bir kuşakta olabilecek gen alış verişini gösteren gen akımı da (NEI ı987) ye göre hesaplanmıştır. Popgene-ı.2ı (YEH ve ark.) ile BIOSVSı (SWOFFORD VE SLEANDER ı989 ) paket programı ile hesaplanmıştır. Beklenen heterozigotluk (He) ve genetik mesafe, küçük populasyonlar için Nei (ı987)'nin geliştirdiği formül kullanılarak hesaplanmıştır. 15

12 3 TARTIŞMA VE SONUÇ 3.1 izoenzim Bantları ve Genetik Kontrolları Şekil 2: izoenzim Bant Şekilleri ve Toros göknan {A. cilicica Carr.)'na ait Allel Numaraları. {Dikey çizgi üzerindeki allelierin orijinden itibaren yürüme mesafeleridir.) Figure 2: Megagametophyt banding patterns and their allelic designations for allozymes loci of Taurus fir (Numbers on vertical axis refer to migratian distances from origin -cm.). ~--fi>gnı- I Pgm-2 ı Pgı-1 1 Pgı-2 / Lap-2 j Lap-3 1 Est- I Est-2 Pnıı-ı Pını-2 Got-2 Got-3 ı-----r ı---l------l---l l----l----1 i 50 i! i ı ı!ı ı 1 1 1! 40 ı 1 1 ' 1 ı ı 1!,1! 1 i= ı:() ı ı 1!=ı ı ı_ı il_ıo 1 = ı-'ı 1 1 -o l 1 1 1! ' i =ı!! 1 l j j l ' i ı J i 2 1 ı ı ~-2-~ I 2 ı 2 i L ı_ 1' L. l ı i_l.l L J ~----r---r 1 1 [ Cat 1 Gdiı-l 1 Gdlı-2 1 Acp \ 6Pg-l I6Pg-2lJdh-ı! ı ~ ı i : 1 ' ı ı 1 : ı-----r------r---r----ı ı ıso ı i!1 1!' 1 'j 140! ı- i ı i ı : : ı ı ı 1 t 130 ; : i-: ;! ı ı t! 1 i! i - lzo 1 1 -, 1, ı f 1 j r i ı!-ı-ı ı j ıo! ı /1 ı ı ı 1 ı ı 1 ı ıl ı ı ı :o \ 1 ı 1 ı i 1 1 : ı 1 ı l j~ L~ L L t l~ l 1 :! 1 Idh-2 ~dlı_! Mc ı Mnr- ı j Mnr-iı 1 11=1-1 ı 1-l ı 1 =~=li U_l! 1! lı ı 12 ı ıı L_L._J 16

13 Her birinin tek lokus tarafindan kontrol edildiği kabul edilen 24 zon (lokus) aktivitesi, önceden denenip tesbit edilmiş 15 enzim sisteminde çözünmüştür (Şekil 2). Üzerinde çalışılan bütün anne ağaçların endospermlerinin verdiği bu zonlardan iki tanesi invariyent iken diğerlerinde iki variyent gözlenmiştir. lzo-enzim bant şekilleri ve bunların 24 lokus için verilen allel numaraları Tablo 2'de verilmiştir. Ebeveyn ağaçların endospermlerinde gözlenen açılma ve beklenen 1: 1 oranına uygunluk testi diğer bir ifadeyle kalıtım delilleri Tablo 3'de verilmiştir. Zonlardaki değişkenierin beklenen 1:1 oranına göre açılması, söz konusu zonların tek lokus kontrolu altında olduğunu göstermektedir. Tablo 3'e göre sadece 6 Pgd-1, 6 Pgd-2 ve Mdh-2 lokusları beklenen orana göre açılım göstermektedir. Bunun sebebinin, az olan alleller için seleksiyon etkisi veya bir allelin bir lokusa sıkıca bağlanması "Linkage" olabilir. PGM : Bu enzim için boyanan jellerde iki zon aktivitesi vardır. Adam, 1981; Suyama ve Ark. 1992, Gülbaba ve Ark diğer göknar türlerinde bu enzimde tek lokus bulmuş oldukları halde Toros göknarında, iki zon aktivitesi gözlenmiştir. Bu zon çift bantlı ve monomorfiktir. PGI : iki zon aktivitesi tespit edilmiştir (Pgi-1 ve Pgi-2 de ikişer allel.). Bu durum diğer göknar türleri içinde bildirilmiştir. Neale and Adams, 1981; Fady and Cankle 1992; Gülbaba ve Ark Her zonda monomorfik çift bant gözlenmiştir. LAP : LAP için boyanan jellerde 3 zon aktivitesi belirlenmiştir. Ancak hızlı zon olarak nitelendirilen Lap-1 zaman zaman çok soluk olarak güçlükle gözlenebilmiştir. Bu sebeple bu zon dikkate alınmamıştır. Lap-2çift bantlı ve monomorfik yapıdadır. Lap-3 ise tek bantlı bir zon olarak gözlenmiştir. LAP'da diğer göknar türleri için de iki zon olarak belirtilmiştir. Neale ve Adams 1991, Fady ve Cankle Suyama ve Ark. 1992, Gülbaba ve Ark EST : EST için boyanan jellerde 2 zon aktivitesi belirlenmiştir. Est-1 de tek bant Est-2 de ise 4 monomorfik bant gözlenmiştir. PMI : PMI için boyanan jellerde iki farklı bant ihtiva eden iki zon aktivitesi bulunmuştur. Her birinin ayrı bir lokus kontrolü altında olduğu kabul edilen iki PMI zon aktivitesi El. Kassaby ve Ark. 1982, Millar 1985, Adams ve Ark tarafından da diğer göknar türleri için gözlenmiştir. Gülbaba ve Ark ise A.equitrojani de tek monomorfik bant gözlemişlerdir. GOT : ilki monomorfik diğerleri polimorfik üç zon belirlenmiştir. Got-1 monomorfik tek bant ihtiva etmekte ancak zaman zaman görülebilmekte ve kısa süre sonra kaybolmaktadır. Bu sebeple Got-1 dikkate alınmamıştır. Got-2 ve Got-3de ise çift varyantlı monomorfik 2 şer bant gözlenmiştir. Diğer göknar 17

14 türlerinde ise iki yada üç varyantlı tek bant ihtiva eden 2 zon ile 3 varyantlı üç çift bant ihtiva eden 3. Zonu Neale ve Adams, 1981; Fady ce Cankle 1992, Suyuma ve Ark. 1992; Gülbaba ve Ark da gözlenmişlerdir. Şimşek (1992) ise çalıştığı türlerde Got-1 ve Got-21okuslarının tam ayrılmadığını ancak Got-3 de 3 allel tespit ettiğini bildirmiştir. Diğer bir zonun olabileceği düşüncesi ile katot tarafındaki (orijinin arkasındaki) parça boyanmış ancak başka bir zon gözlenememiştir. CAT : Boyarnayı takiben 5 dak. sonra tek monomorlik bant gözlenmiştir. Diğer ibrelilerde de, Harry 1986; Adams ve Ark. 1990, Fady and Cankle 1992; Gülbaba ve Ark tarafından aynı durum tespit edilmiştir. GDH : Boyanan jellerde tek monomorlik bantlı iki zon gözlenmiştir. Adams ve Joly 1980, Neale ve Adams 1981, Adams ve Ark. 1990, Suyama ve Ark. 1992, Şimşek 1992, Gülbaba ve Ark diğer türlerde tek bantlı tek lokus tespit etmişlerdir. ACON: Tek, farksız monomorlik bantlı bir zon gözlenmiş olup muhtemelen tek lokus kontrolü altındadır. 6 PGD: iki zon aktivitesi tespit edilmiştir. Her ikizonda 2 varyanti ı tek bant gözlenmiştir. Ikinci zon diğerine göre daha soluk olmasına rağmen okunabildiği için değerlendirmeye alınmıştır. 6 PGD de diğer ibreliler için iki zon aktivitesi Miller, 1985, King ve Dancik 1983, Adams ve Ark 1990, Gülbaba ve Ark tarafından da gözlenmiştir. Segregasyon verilerinin her iki zon için de 1:1 oranına uyması (P>0.05) her zonun tek lokus tarafından kontrol edildiğini göstermektedir. IDH: IDH için boyanan jellerde iki zon aktivitesi tespit edilmiştir. lik zon tek monomorlik bantlı ikinci zon ise monomorlik çift bantlıdır. Polimorlik tek zon aktivitesi (Neale ve Adams 1981 Fady ve Cankle 1992; Gülbaba ve Ark. 1996) tarafından tespit edilmiştir. MDH : Bu enzim için boyanan jellerde iki zon aktivitesi görülmüştür. Önde giden Mdh-1 zonu çoğu kez görülemeyen, görülebilenlerde çok silik ve rahat değerlendirilerneyen bantlar ihtiva ettiğinden dikkate alınmamıştır. Mdh-2 lokusu ise 2 varyanti ı çift bantlar göstermiştir. Neale ve Adams 1981 MDH de iki lokus, oysa Gord ve Glend 1985; El kassaby 1981 de diğer ibreli türlerinde 3 lokus tespit etmişlerdir. Segregasyon verileri 1:1 oranına uymaktadır (P>0.05). ME : Iki varyantlı tek bant kontrolunda tek zon belirlenmiştir. ACP : Tek bant kontrolünde tek zon belirlenmiştir. 18

15 Tablo 3: Table 3: Heterozigot Ebeveyn Ağaçların Endospermlerinde Gözlenen Açılma ve Beklenen 1:1 Oranına Uygunluk testi Observed allozyme segregation in megagametophytes of heterozygous parent and goodness-of fit to the expected 1:1 ratio. Allelik Gözlem Sapma Bileşimler Sayısı Deviation Allelic* Observed no. Combination Lokus F s F Total x 2 (df=1) Prob. Lo cu s Pgm <0.005 Pgm <0.005 Pgi <0.005 Pgi <0.005 Lap <0.005 Mnr Mnr <0.005 Pmi <0.005 Pmi Got <0.005 Got < pgd >0.90 6pgd >0.95 /dh <0.005 ldh Mdh Me Her bir allelik birleşme çiftinde hızlı (F) ve yavaş (S) ilerleyen allelleri göstermektedir. * Alleles coding faster (F) and slower (S) migrating allozyme bands of each allelic pair. See also Figure Populasyonların Genetik Yapıları Hiçbir populasyonda 43'den fazla allel bulunmamasına rağmen dört populasyona ait 23 polimorfik lokusda toplam 46 allel gözlenmiştir (Tablo. 4). Yapılan analizlerde bir populasyonda tesbit edilemeyen veya nadir bulunan bir allelin, diğer bir populasyonda nisbeten yoğun olarak bulunduğu pek çok ke- 19

16 reler tesbit edilmiştir (Lap 2-2, Lap 3-2, Pmi 1-2vb.). Farklı fiksasyon veya allellerin yok olması genetik sürüklenmenin izole ve küçük populasyonlarda beklenen bir sonucudur. Aynı zamanda farklı seleksiyon diğer bir potansiyel nedendir. Tablo-4: Table-4: Abies cilicica Carr'ın Dört Populasyondaki 23 Değişken Lokusdaki Allel Yoğunlukları. Allele frequencies at 23 variable loci in tour populations of Abies cilicica Carr. Locus/ Allele Populations Heterogenety Karetepe Kozağ. iledintp. Asmacık X2 df Prob. Pgm Pgm D? O.080 Pgi Pgi Lap Lap Est Mnr Mnr Pm O.D Pm Got Got Cal Gdh

17 Locus/ Allele Populations Heterogenety Karetepe Kozağ. iledintp. Asmacık X2 df Prob. Acon Pgd Pgd /dh /dh Mdh Me Acp Allel yoğunluklarında dikkati çeken diğer bir konu da hızlı ilerleyen ailellerin yoğunluklarının yavaş ilerleyenlere oranla daha yüksek olmasıdır. Diğer bir husus da düşük yoğunluktaki allel (nadir allel <0,05) sayısında gözlenen fazlalıktır. Örneğin Kozağacı populasyonunda 9 adet Asmacıkta 8 adetdir. Dört populasyon arasındaki genetik farklılığının diğer bir delili de 23 palimartik!okusun 8 tanesinin allel yoğunlukları arasında önemli oranda (P>0,05) farklılık bulunmasıydı. Bu 8!okusun tamamında baskın allelierin yoğunlukları O, 38 yada daha yukarıdır. (> 0,38) 3.3 Populasyonlar Arası Genetik Mesafe Populasyon çiftleri arasındaki genetik mesafe ortalama 0,002 olup 0,000 ile 0,004 arasında değişmektedir (Tablo.5). Bu büyüklüklere göre Toros göknan populasyonları arasındaki genetik mesafenin az olduğunu söyleyebiliriz. Bunun nedeninin aynı geçmişi (tarihi) paylaşmalarından kaynaklandığı söyle- 21

18 nebilir. En büyük genetik farklılık Asmacık ile lledintepe populasyonları arasında olup 0,004 değerindedir. Asmacık populasyonunun diğerlerinden ayrılmasının nedeni küçük (Toplam ağaç sayısı 4237 dir) ve bir oranda izole populasyon olmasındandır (Tablo.l). lledintepe ile Kozağacı arasındaki genetik mesafe sıfırdır (Tablo 5). Tablo 5. Table 5. Nei 1987 ye göre hesaplanan Toros göknan populasyonları arasındaki genetik mesafe. Nei's (1987) unbiased genetic distances between Taurus fir populations. Şekil3: Figure 3. De nd rogram Metodu ile. Dendrogram Nei's (1978) distance: hod=upgm UPGM B as ed Genetic M et- Populasyon Populations KARATEPE ***** 2 KQZA(:IACI.001 ***** 3 ILEDINTEPE ***** 4ASMACIK ***** Cj Kam~~ L -- Kozağacı lledintepe Asmacık Populasyonların izolasyon dereceleri ve mevcut büyüklükleri ile beklenen heterozigotluk arasında bir ilişki mevcuttur (Tablo 6). Örneğin en küçük populasyon olan Asmacık'ın (Ulukışla) He değeri O, 136 iken en büyük populasyon olan Karatepe'nin (Gözne) He değeri O, 178 dir. Aynı şekilde tahmin edilen fiksasyon indeksi Fis ile populasyon büyüklükleri arasında ilişki vardır. Fiksasyon indeksi ile deniz seviyesinden olan yükseklik (rakım) arasında da ilişki belirlenmiştir. En yüksek populasyonun Fis değeri 0,395 iken en düşük rakımlı populasyonun Fis değeri 0,201 dir. Fis değerinin pozitif olması gözlenen heterozigotluğun (H 0 ) Hardy-Weinberg eşitliğine bağlı, beklenen heterozigotluk (He) oranından daha düşük olduğunu göstermektedir. (Tablo:6). 22

19 Tablo 6: Toros Göknarının Dört Doğal Populasyonuna ait Polimorfik Lokus Oranı (P) ve Lokus Başına Düşen Allel Sayıları (A) Gözlenen Heterozigotluk (H 0 ) ve Beklenen Heterozigotluk (He) ve Fiksasyon indeksleri (Fis) Table 6: Estimated percentage of polymorphic loci (P) and mean number of alleles Per locus (A) mean number of effective ailetes per locus (Ae), observed (H 0 ) and expected (He) heterozygosites and fixation index (Fis) for tour natural populations of Taurus tir. Population Mean sample size per Ab Ae locusa Karetepe 50(.0) 1.8 (.1) 1.3 (.03) Kozağacı 50(.0) 1.8 (.1) 1.2 (.03) iledintepe 50(.0) 1.8 (.1) 1.2 (.03) Asmacık 50(.0) 1.8 (.1) 1.2 (.03) MEAN (.1) 1.2 (.03) 8 25 lokus temel alındı. b Standart hatalar parentez içindedir. c Ağırlıksız ortalama polimorfik lokus. * Unbiased estimate (see Nei, 1978) p Hg H~* Ffs (.033) (.032) (.025) (.032) (.031) (.032) (.032) 0.136(.031) (.030) 0.155(.032) Based on 25 allozyme loci. Standard erros in parenthesis Unweighted mean over polymorphic loci Heterozigotluğun eksikliği pek çok nedene bağlı olabilir. Örneğin allel yoğunlukları nın populasyon içerisindeki mekansal heterojenliği (Wahlund etkisi), geçmiş generasyonlarda akrabalar arasındaki eşleşmeler ve tesadüfi örnekleme olabilir (Spiess 1977). Toros göknan için hesaplanan genetik çeşitlilik seviyesinin yeterli olduğu ve hatta populasyonların ortalama değerleri olan lokustaki allel sayısı (A) ve etkili allel sayısı (Ae), polimorfik lokus oranları (P) ve beklenen heterozigotluk oranları (He), tüm ibreliler için bildirilen ortalamalardan (Örneğin He: O, 151 Hamrick ve arkadaşları 1992) ve göknar türleri için bildirilen ortalamalardan (Örneğin He: O, 130 Hamrick ve arkadaşları 1992) daha yüksektir. Bu nedenle Toros göknarının bünyesinde çok miktarda genetik çeşitliliği barındırdığını söyleyebiliriz. 3.4 Gen Kaynaklarının Korunması Toros göknarının önemli oranda genetik çeşitliliğe sahip olduğu görülmektedir. Bu türün genetik ıslahı ve ağaçlandırmalarda kullanılarak yayılışının arttırılması zararlılar tarafından yok edilme riskini azaltacaktır. 23

20 Bolkar dağlarındaki Toros göknan populasyonlarından en az iki populasyanda Gen Kaynakları Yönetim Alanları (GEKYA) nın seçilmesi güvenlik açısından yerinde olacaktır. Ideal olarak, mümkün olduğu kadar çok gen çeşitliliğini yakalayabilmek için, seçilecek populasyonların kendi içerisinde yüksek oranda genetik varyasyana sahip fakat, aynı zamanda diğer populasyonların her birinden genetik olarak farklılaşmış olmaları arzu edilir. Karatepe populasyonunun en büyük, en yüksek He değerine sahip olması ve en fazla etkili allel (Ae)'e sahip olması ve ayrıca en düşük Fis değerine sahip olması nedenleriyle birinci GEKYA'nın bu populasyon içerisinde seçilmesi uygun olacaktır. Ikinci GEKYA'nın seçileceği populasyonun diğer populasyonlardan genetik olarak farklı olması nedeniyle Asmacık olması düşünülebilir. Fakat bu genetik farklılığın genetik yönden diğerlerine göre daha fakir olmasından ileri geldiği (He= 0.136) görülmektedir. Asmacık populasyonunun genişlik olarak küçük ve kısmen izole olması ve en yüksek Fis değerine sahip olması nedenleriyle ikinci GEKYA'nın bu populasyondan seçilmesi genetik yönden fazla kazanç sağlamayacaktır. Ikinci GEKYA'nın Kozağacı populasyonundan seçilmesi daha uygun olacaktır. Zira nispeten genetik yönden zengin, büyük ve merkezi populasyon olup ve lledintepe populasyonu ile aynı genetik mesafede bulunmaktadır. GEKYA'Iarın tam yerini belirlerken meşcerenin sağlığı, koruma ve yönetim kolaylığı ve diğer bitki ve hayvan kompozisyonlarının durumu da göz önüne alınmalıdır. 24

21 ÖZET Toros Göknan (Abies ci/icica Carr.) Akdeniz Bölgesinde yaklaşık Ha lık lokal yayılışa sahip dört göknar türümüzden bir tanesidir m ler arasında yayılış gösteren ve bir kısmı tabiat ormanı niteliğinde meşcereler oluşturan bu tür, yaşamsal istekleri ve ağaçlandırmanın başlangıcında çeşitli problemlerle karşılaşılması sebebiyle yerinde koruma çalışmaları (in-situ) için hedef tür seçilmiştir. Bu çalışmada 4 populasyonda 200 adet ağaçtan toplanmış, açık tozlaşma ürünü tohumların endospermleri analiz edilmiştir. Her ağaçta 7 şer tohumda, 15 enzim sisteminde çalışılmış 24 lokus belirlenmiştir. Hiçbir populasyonda 43 den fazla allel bulunmamasına rağmen dört populasyona 23 polimorfik lokusta toplam 46 allel gözlenmiştir. Dört populasyon arasındaki genetik farklılığın delillerinden birisi 23 polimorfik!okusun 8 tanesinin allel yoğunlukları arasında önemli oranda farklılık bulunmasıdır. (P<0,05). Populasyon çiftleri arasındaki genetik mesafe ortalama 0,002 olup tespit edilen büyüklüklere göre Toros göknan populasyonları arasındaki genetik mesafenin az olduğu söylenebilir. En büyük farklılık Asmacık ve illedintepe populasyonları arasındadır. Diğer iki populasyon arasındaki mesafe sıfırdır. Toros göknan için hesaplanan genetik çeşitlilik seviyesi yeterli olup all el sayısı, etkili allel sayısı, beklenen heterozigotluk oranı tüm ibreliler için bildirilen ortalamalardan yüksektir. Buna bağlı olarak Toros göknarının bünyesinde genetik çeşitliliği barındırdığı söylenebilir. Bu sebeple bu türün genetik ıslahı ve ağaçlandırma çalışmalarında kullanılması, çeşitli etkenlerle yok olma riskini azaltacaktır. Anahtar Kelimeler: Toros göknarı, Abies cilicica Carr., Lokus, Genetik çeşitlilik. 25

22 SU MARY Tourus tir (Abies ci/icica Carr.) is one of the our tour fir species which has a local distribution area of ha. in Mediterranean Region. This species distrubiting between m m and forming stands in the form of natural forest has been selected as target species for in-situ studies because of its vital wishes and problems faced at the beginning of afforestation. In this study, endosperms of seeds which are the products of open pollination and collected from 200 trees of 4 population have been analyzed. Studies have been done on 7 seeds from each tree and on 15 isoenzym system and 24 locus have been determined. Although none of the populations have allel more than 43, totally 46 allel have been observed in 23 polymorfic locus in tour populations. One of the proofs of genetical diversity between tour populations is that, there is no important difference between allel concentrations of 8 of 23 palimartre locus. Genetical distance between population pairs is and according to established sizes it can be said that, genetical distance between Tourus fir populations is short. The most important diversity is between Asmacık and lledintepe populations. The distance between other two populations is zero. Calculated genetic diversity level for Taurus tir is sofficient and allel number, effective allel number and expected heterozigosity ratio is higher than the notified average values for all needle-leaveds. According to this it can be said that Tourus fir has genetic diversity in its structure. So genetic improvement and use in the afforestation works, will decrease the disapperance risk by different effects. Key words: Tourus tir, Abies ci/icica Carr.,Gene-conservation, loci, genetic diversity. 27

23 KAYNAKÇA ADAMS, W.T., JOLLY, R.J., 1980 Genetics of allozyme variants Loblolly Pine. J: Hered. 71 : s ADAMS, W.T.,NEALE,8.0., LOOPSTRA, C.A.1988: Verifying controlled crossed in conifer tree improvement pog. Silvae Genetica 37 ADAMS, W.T., NEALE, 0.8., DOERKSEN, A.H., SMiTH, : inheritance and linkage of isozyme variants from seed and vegetative bud tissues in coastal douglas-fir (Pseudotsuga menziesii var menziesii (Mirb) Franco) Silvae Genetica 39: ASLAN, S., 1986: Kazdağı göknarının (A.equitrojani Asc. Et Sinten) Fidanlık Tekniği Üzerine Çalışmalar. OAE yay. No. 157,1-42 8ERGMAN, F.,1975: Adaptive Acit Phosphatase (ACP) Polymorphism in conifer seeds. Silvae Genetica 24:5-6 80ZKUŞ, H.F., 1987: Toros göknan (Abies ci/icica Carr.)'nın Türkiye'deki doğal yayılış ve silvikültürel özellikleri. OGM Yay. Yay. No: 660 Sr.No: 60 Ank. CONCLE, M.T., HODGSKISS, P.O., NUNALLY, L.8., HUNTER, S.C., 1982: Starch gel electropforesis of conifer seeds a laboratory manual U. S. For. Serv. Gen. T.Rep. PSW-64 Pac. SW. For. Range Exp. Stn., Berkeley CA. EL-KASSA8Y, Y.A., 1981: Genetic interpretation of MOH isozymes in some conifer species. J. Hered. 72: EL-KASSA8Y 1990: Genetic variation within and among conifer populations reviev and evaluation of methodes in Hattemer, H.H., Fineschi, S, Canata, F. and malvolti M.E., (Eds.)Biocemical markers in population genetic of forest trees APB Acdmc. Publ. Bv. The Hague. P FADY, 8., CONKLE,M.T., 1992: Segregation and linkage of allozymes in seed tissues of the Greek tir (A. borisii regis) Matt. Silvae Genet. 41: FADY,8.,CONKLE,M.T.1993 Allozyme variation and possible phytogenetic implications in Abies cephalonica loudon and some related Eastern Mediterranean firs. Silvae Genetica 42,6( ) GE8UREK, TH., WUEHLiSCH,G.von.,1989: Linkage analysis of isozyme gene loci in Picea abies (L.) Karst.Heredity 62( ) 29

24 GÜLBABA, A., VELiOGLU, E., ÖZER, A.S., DOGAN, B., DOERKSEN, A. ADAMS, W.T., 1996: Kazdağı göknan (A. Equitrojani Aschers et Sint) Populasyonlarının genetik yapılan ve gen kaynaklarının yerinde korunması DOAE Yay. No: 2 {23-48) Tarsus HAMRiCK, J.L., GODT, M.J.W., SHERMAN-BROYLES, S.L., 1992: Factors influencing levels of genetic diversty in woody plant species. New Forests 6: JUO, P., S., STOTZKY, G. 1973: Electrophoretic analysis of isoenzymes from seeds of Pinus, Abies and Pseudotsuga. Can. J. Bot. 51: KENNETH, L., DAG, R., 1977: Genetic variation in eleven populations of Picea abies as determined by isoenzyme analysis. Hereditas 85: KING,J.N., DANCIK, B.P. 1983: lnheritance and linkage of isozymes in white spruce (Picea glauca). Can. J.Genet. Cytol. 25: LEDİG,F.T., 1986: Conservation strategies for forest gene resources. For. Ecol. Manage. 14:77-90 LEDİG, F.T., 1988a: The conservation of diversty in forest trees. Bioscience 38: LEDİG, F.T., 1988b: Conservation of genetic diversity: the road to La Trinidat Leslie Sehatter Lektureship in Forest Science, Oct. 27, 1988 Vancouver, British Colombia. MILLAR, C.l., WESTFALL, R.D.,1992: Allozyme markers in forest genetic conservation. New Forests 6: MORRİS, R.W., SPIETH, P.T., 1978: Sampling stratgies for using female gametophytes to estimate heterozygosity in conifers. Theor. Appl. Genet. 51: NEALE, D.B., ADAMS, W.T., 1981: lnheritance of isozyme variants in seed tissues of balsam tir (A.balsam) Can.J.Bot. 59: NEALE,D.B., ADAMS.W.,T.1985: Allozyme and mating-system variation in balsam tir (Abies ba/samea) accross a continious elevational transect. Can.J. Bot. 63: NEİ, M., ROYCHOUDHURY, 1974: Sampling variances of heterozygosity and genetic distance Genetics 76 NEI, M., 1987: Molecular evolutionary genetics. Columbia Univ. Press. New York 30

25 SWOFFORD, D.L., SLEANDER, R.B., 1981: Biosys-1, a Fortran program for the comprehensive analysis of elektrophoretic data in population genetics and systematics. J. Hered. 72: ŞiMŞEK,Y., 1992: Türkiye orijinli göknar türlerinin (A. nordmanniana, A. bornmülleriana, A. equi-trojant) genetik yapıları Yay. Tek. Bült. No: 221,1-40 Ankara. üzerine araştırmalar.o.a.e. ŞiMŞEK, Y., 1993: Orman ağaçları ıslahına giriş O.A.E. Yay. Muh. Yay: Ser. No:65 ÜRGENÇ, S., 1982: Orman Ağaçları lslahı Nazım Terzioğlu Matematik Merkezi Ati. 31