Polygala vulgaris L. (Polygalaceae)'in ploidi düzeyinin yeni nesil dizileme yöntemiyle incelenmesi
An investigation of ploidy levels in Polygala vulgaris L. (Polygalaceae) using next generation sequencing
- Tez No: 921076
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZÜBEYDE UĞURLU AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoistatistik, Biyoloji, Botanik, Biostatistics, Biology, Botany
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Bu tez çalışmasında, kromozom sayısı 2n=4x=68 ile tetraploid olan Polygala vulgaris L. türüne ait iki farklı populasyondan toplam beş bireyin tüm genom dizilimi biyoinformatik analizlerle incelenmiştir. Çalışmada, genom boyutu tahminleme yöntemlerinden k-mer ve k-mer tabanlı olmayan programlar kullanılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca genom heterozigotluğunun tahmini, hareketli elementlerin sınıflandırılması ve bunların poliploidi ile olan ilişkileri araştırılmış ve elde edilen veriler tartışılmıştır. Bunların yanında, poliploid genom analizleri sonucunda, her bireyin evrimsel sürecinde geçirdiği poliploidi olayları ile bu olayların gerçekleşme zamanı ile tüm genom duplikasyonu haricindeki duplikasyon çeşitleri de tahmin edilmiştir. Taksonların tüm genom dizilimleri de novo assembly yöntemiyle haritalanmıştır. Çalışılan beş bireyde genom boyutları, k-mer tabanlı çalışan programlardan Kmergenie ile 1300-2024 Mb arasında; GenomeScope ile 68-404 Mb olarak hesaplanırken; k-mer tabanlı olmayan SGA programıyla 1224-1951 Mb arasında hesaplanmıştır. Heterozigotluk seviyeleri ise %4,8 %16, %21,68, %10 ve %4,56 olarak hesaplanmıştır. Her örneğin genomundaki hareketli element içerikleri %49,39, %45,62, %43,16, %51.01 ve %45.15 olarak bulunmuş ve genom içeriğinin neredeyse yarısının transpozonlardan oluştuğu gösterilmiştir. Yapılan biyoinformatik analizler sonucunda türün ortaya çıkış zamanının yaklaşık 65 – 72 myö olduğu ve her iki populasyonun da iki adet paleo-poliploidi geçirdiği gösterilmiştir. Bunlardan birinci poliploidinin ortalama 55 milyon yıl önce, ikincisininse ortalama 34 milyon yıl önce gerçekleştiği bulunmuştur. Çalışma sonucunda klasik yöntemlerle ve laboratuvar koşullarıyla elde edilen ploidi tespiti ve genom boyutu gibi bilgilerin biyoinformatik analizlerle de elde edilebileceği ve böylelikle laboratuvar koşullarındaki hata payının en aza indirgenip, eldeki dizi ile çok daha fazla bilgi ve analize ulaşılabileceği gösterilmiştir. Bu tez çalışmasıyla Polygala vulgaris bireylerine ait ilk tüm genom dizisi elde edilmiş, ploidi zamanlarının tahminlemesi yapılmış ve türün ortaya çıkış zamanı belirlenmiştir. Ayrıca, yeni nesil dizilemeyle elde edilen kısa okumaların analiz edilmesiyle bu türde ilk kez genom karakterizasyonu yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the whole genome sequencing of five individuals from two different populations of the tetraploid species Polygala vulgaris L., with a chromosome number of 2n=4x=68, was analyzed using bioinformatics tools. Genome size estimation methods, including k-mer based and non-k-mer based programs, were utilized and their results were compared. Additionally, genome heterozygosity estimation, the classification of transposable elements, and their relationships with polyploidy were investigated, and the findings were discussed. Furthermore, through polyploid genome analyses, the polyploidy events each individual experienced during their evolutionary history, the timing of these events, and duplication types other than whole-genome duplication were also estimated. The whole genome sequences of the taxa were mapped using the de novo assembly method. In the five studied individuals, genome sizes were estimated to range between 1300–2024 Mb with Kmergenie (k-mer based), 68–404 Mb with GenomeScope, and 1224–1951 Mb with the non-k-mer based SGA program. Heterozygosity levels were calculated as 4.8%, 16%, 21.68%, 10%, and 4.56%. The transposable element contents in each genome were found to be 49.39%, 45.62%, 43.16%, 51.01%, and 45.15%, indicating that nearly half of the genome content consists of transposons. Bioinformatics analyses revealed that the emergence of the species occurred approximately 65–72 million years ago (mya) and that both populations experienced two paleo-polyploidy events. The first polyploidy event was estimated to have occurred around 55 million years ago, while the second occurred approximately 34 million years ago. As a result of this study, it was demonstrated that information such as ploidy detection and genome size, traditionally obtained through classical methods and laboratory conditions, can also be derived through bioinformatic analyses. This minimizes the margin of error in laboratory conditions and enables access to much more information and analyses using the available sequence data. Through this thesis, the first whole-genome sequence of Polygala vulgaris individuals was obtained, the timing of ploidy events was estimated, and the emergence time of the species was determined. Moreover, the first genome characterization of this species was conducted by analyzing short reads obtained through next-generation sequencing.
Benzer Tezler
- Polygala L. (Polygalaceae) cinsinde karşılaştırmalı embriyolojik araştırma
A comparative embryological research on the genus Polygala L. (Polygalaceae)
FATMANUR KIÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ASLAN DÖNMEZ
PROF. DR. HATİCE NURHAN BÜYÜKKARTAL
- Türkiye'deki bazı Polygala L. (Polygalaceae) taksonlarının fitokimyası ve kemotaksonomisi
Phytochemistry and chemotaxonomy of some Turkish Polygala L. (Polygalaceae) taxa
AYŞE ÜNLÜ
Doktora
Türkçe
2022
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBotanik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ASLAN DÖNMEZ
PROF. DR. İHSAN ÇALIŞ
- Türkiye'deki bazı Polygala L. (Polygalaceae) taksonlarının kromozom sayımı ve akış sitometri (FCM) teknikleri ile sitotaksonomisi
Cytotaxonomy of some turkish Polygala L. (Polygalaceace) taxa with chromosome counting and flow cytometry (FCM) techniques
MUSTAFA KORAY ŞENOVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ASLAN DÖNMEZ
- Polygala anatolica boiss. et heldr. bitkisinin fitoterapi açısındandeğerlendirilmesi
Evaluation of polygala anatolica boiss. et heldr. in terms of phytotheraphy
AYTEN İPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiFarmakognozi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA AKKOL
- Türkiye polygala l. (polygalaceae) taksonlarının numerik taksonomik araştırması
A numerical taxonomic research on Turkey polygala L. (polygalaceae) taxa
ENDER OKAN KARAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BotanikHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ASLAN DÖNMEZ