Molecular evolution and phylogeography of the Eastern Mediterranean water frog (Pelophylax) complex
Doğu Akdeniz su kurbağaları (Pelophylax) kompleksinin moleküler evrimi ve filocoğrafyası
- Tez No: 383085
- Danışmanlar: DOÇ. DR. C. CAN BİLGİN, DOÇ. DR. JORG PLOTNER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Zooloji, Biology, Zoology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 366
Özet
Doğu Akdeniz'deki su kurbağaları (genus Pelophylax) hem genetik hemde filogenetik olarak çeşitlilik gösteren bir grubu oluşturmaktadır. Bu hayvanların tatlı su ortamlarına olan bağımlılıkları onları hem jeolojik hem de iklim değişikliklerinin etkisine oldukça hassas duruma bir getirmektedir. Bu sebeplerden dolayı bu grup geçmişteki jeolojik olayların genomdaki protein kodlayan ve kodlamayan genlerin moleküler evrimine ve Doğu Akdeniz'deki filocoğrafik oluşumlarına olan etkileri çalışmak için ideal bir gruptur. İlk çalışmada su kurbağası Pelophylax lessonae türünün serum albumin (SA) geninin tüm exonları, intronları, 5' UTR'ın yukarı, ve 3' UTR'ın aşağı kısmı olmak üzere tüm gen sekansı bildirilmiştir. P. lessoanae albumin geni hem yakın hemde uzak diğer amfibi türleri ile hizalanarak genin 5' UTR (TATA box, HP element, CAT box ADEI, ADEII) ve 3' UTR (PLE, USE1 ve 2, PAS, DSE) bölgeleri ve exon-intronların birleşme noktalarındaki muhtemel düzenleyici ve fonksiyonel motifler belirlenmiştir. Su kurbağasının exon ve intron uzunluklarının diğer omurgalı türleri ile karşılaştırılması protein kodlayan albumin geninin exon uzunluklarının oldukça güçlü şekilde korunduğu buna karşın intron uzunluklarının oldukça değişkenlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Bundan başka tüm scaffoltun retroelementler için taranması sonucu albumin geninin 5' UTR'ın yukarısında, 3' UTR'ın aşağısında ve intronların içinde çok sayıda farklı ailelere ait parçalanmış retroelementler olduğunu göstermiş ve bunların albumin geninin evrimindeki önemli faktörlerden biri olduğunu göstermektedir. Son olarak serum albuminin protein kodlayan exonlarının nükleotid sekansına dayalı olarak oluşturulan filogenetik analiz sonuçları daha önceki mitokondriyal DNA (mtDNA) ve SA'nin birinci intron sonuçları ile desteklenmektedir, buna göre bir tarafta P. lessonae ve P. bergeri kardeş grup oluştururken, diğer tarafta P. ridibundus ve Anadolu'dan P. cf. bedriagae ise diğer yakın grubu oluşturmakta ve P. epeiroticus'un son gruba yakın olduğu görülmektedir. Daha önceki mtDNA bulgularına karşın, SA exon verileri P. shqipericus'un farklı bir soyu gösterdiği ve bu bulgunun daha önceki protein elekroforetik araştırmaları tarafından desteklenmektedir. İkinci çalışmada, Doğu Akdeniz Bölgesi'ndeki su kurbağalarının mitokondriyal (ND2 ve ND3) ve nükleer marker (SAI-1+RanaCR1)larının filocoğrafik oluşumları karşılaştırılmıştır. Mitokondriyal ve nuklear DNA markerlarının yoğun verilerinin analizlerine dayalı olarak elde edilen sonuçlar bu iki marker arasında ağaç topolojisinde, genetik stokların sayısında, genetik faklılaşmanın düzeyinde, ayrılma zamanlarında ve farklı su kurbağası soylarının coğrafik dağılımlarında uyumsuzluklar olduğunu göstermiştir. Bu iki marker arasındaki uyumsuzluklar farklı süreçler ile açıklanabilir ki bunlar genlerin soylardaki dağılımının eşit olmaması, atasal polimorfizmin tutulması, ikinci bağlantıdan sonra meydana gelen gen akışı ve bunun eşeye bağlı ve adaptive süreçler ile birlikte hareket etmesi ve genler üzerindeki farklı selektif baskılar olabilir. Doğu Akdeniz'deki başlıca su kurbağası soyları olan P. cretensis, P. cypriensis, the Levant (P. bedriagae), Kilikya grupları, Orta Asya grupları, ve Anadolu MAGs bu süreçlerden farklı şekilde etkilendiği düşünülmekte olup bu çalışmada bunlar tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Water frogs (genus Pelophylax) in the eastern Mediterranean region represent a genetically and phylogenetically diverse group. Their dependence on freshwater habitats makes them highly sensitive to geological and climatic changes. Thus they are an ideal group to study the effect of past geological processes on molecular evolution of protein-coding and non-coding genes on the genome and on patterns of phylogeography in the eastern Mediterranean region. In the first study, the complete sequence of water frog Pelophylax lessonae' serum albumin (SA) gene including all exons, all introns, upstream sequence of the 5' UTR and downstream sequence of the 3' UTR were reported. By aligning P. lessonae' albumin gene with albumin genes of closely and distantly related amphibian species, potential regulatory elements and functional motifs in the 5' UTR (TATA box, HP element, ADEI, ADEII) and 3' UTR (PLE, USE1 and 2, PAS, DSE), and in the exon-intron junctions were documented. Comparison of exon and intron lengths of the water frog with other vertebrate species revealed a strong length conservation in protein coding albumin exons among distinct vertebrate species, but high variation in intron lenghts. Moreover, the search of the entire scaffold for retroelements indicated several distinct classes of truncated retroelement families upstream of the 5' UTR, downstream of the 3' UTR and within individual albumin introns could be one of the important drivers of the albumin gene evolution. Finally, phylogenetic analysis based on nucleotide sequences of protein-coding albumin exons supported previous mitochondrial DNA (mtDNA) and the first intron of the SA gene findings which were the sister group relationship of P. lessonae and P. bergeri, a close relationships of P. ridibundus and P. cf. bedriagae from Anatolia. Moreover, P. epeiroticus is closely related to P. ridibundus/P. cf. bedriagae. In contrast to former mtDNA findings, the SA exon data revealed that P. shqipericus represent a distinct lineage, which was supported by previous protein electrophoretic investigations In the second study, phylogeographic patterns between mitochondrial (ND2 and ND3) and nuclear markers (SAI-1+RanaCR1) for water frog complex of the eastern Mediterranean region were compared. On the basis of analysis using extensive data set from mtDNA and nuDNA markers, these markers revealed discordances in the tree topology, the number of genetic stocks, the level of genetic differentiation, the times of divergence and the patterns of geographic distribution among distinct water frog lineages. These discordances between two markers were discussed by distinct processes such as incomplete lineage sorting, retention of ancestral polymorphism, introgression after secondary contact reacting with sex-biased or adaptive processes, and distinct selective constraints on genes. The major water frog lineages in the eastern Mediterranean region, P. cretensis, P. cypriensis, the Levant (P. bedriagae), Cilician groups, Central Asia groups, and Anatolian main allele groups (MAGs) could be affected in distinct ways from these processes that were discussed in this study.
Benzer Tezler
- Corynis lateralis (Hymenoptera:Cimbicidae) türünde mitokondri genomunun evrimi
Evolution of the mitochondrial genome in Corynis lateralis (Hymenoptera:Cimbicidae)
ÖZGÜL DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyolojiCumhuriyet ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERTAN MAHİR KORKMAZ
- Anadolu yükselti zincirlerinin soğuk seven formların yayılış ve türleşmesindeki rolü: Psorodonotus brunner von wattenwyl 1861 cinsinin türleşme ve filocoğrafyası
Role of the anatolian altitudinal chains on distribution and speciation of the cold adapted lineages: Phylogeography and speciation of psorodonotus brunner von wattenwyl 1861
SARP KAYA
- Anadolu dağcıl çeşitliliğinin oluşumunda Toros yolu'nun yeri: Parapholidoptera ve Aparapholıdoptera cinslerinin filocoğrafyası
Role of the Taurus way in the formation of Anatolian biodiversity: Biogeography of the genera Parapholidoptera and Aparapholidoptera
ÖZGÜL YAHYAOĞLU
- Anadolu Cyprinion macrostomus Heckel, 1843 (Teleostei: Cyprinidae) ve Garra rufa Heckel, 1843 (Teleostei: Cyprinidae) populasyonlarının filocoğrafyası: Mitokondri DNA'sının PCR-RFLP varyasyonu
The phylogeography of Anatolian Cyprinion macrostomus Heckel, 1843 (Teleostei: Cyprinidae) and Garra rufa Heckel, 1843 (Teleostei: Cyprinidae) populations: Mitochondrial DNA PCR-RFLP variation
SEVGİ DURNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
BiyolojiCumhuriyet ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NACİ DEĞERLİ
DOÇ. DR. FEVZİ BARDAKCI
- Molecular evolution and population genetics of acid resistant pathway glutamate decarboxylase in lactic acid bacteria
Laktik asit bakterilerinde aside dirençli yol glutamat dekarboksilazın moleküler evrimi ve populasyon genetiği
BURCU TEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EFE SEZGİN