Determination of nuclear DNA content and ploidy levels of oat (Avena spp.) accessions belongs to different species

Farklı türlere ait yulaf aksesyonlarının genom büyüklüklerinin belirlenmesi ve ploidi seviyelerinin tespiti

Abstract

Genome size is a good metric used in taxonomy and breeding studies for characterization of the genome and determination of evolutionary distances. It is mostly invariable within species; therefore, genome size estimations could be used for species identification and determination of genetic material integrity in germplasm collections. The present study targets verification of genome sizes and ploidy levels of 64 accessions classified in 13 Avena species using flow cytometry. Estimated nuclear DNA content of A. brevis, A. hirtula, A. longiglumus, A. nuda, A. strigosa, A. ventricosa, A. abyssinica, A. barbata, A. murphyi, A. vaviloviana, A. fatua, A. sativa ve A. sterilis accessions in this study ranged between 8.58–26.45 pg/2C. It was found that nuclear DNA contents of the Avena accessions were statistically different, and ploidy levels of accessions are between diploid and hexaploid. Based on the data obtained from the flow cytometry analyses, it was concluded that some accessions were labelled wrongly in the USDA-NSGC collection. Contradicted from the studies in the literature, nuclear DNA content of nine A. brevis accessions were found between 12.21–12.61 pg/2C. Similarly, nuclear DNA content of the sole A. hirtula accession available in the USDA-GRIN system was found as 16.16 pg/2C, which was reported differently in the previous studies.

Özet

Genom büyüklüğü biyoloji, genetik, taksonomi ve evrim çalışmaları için son derece yararlı bir ölçüttür. Bu ölçüt türlere özel olduğundan, tür teşhisine ve gen bankalarında korunan genetik materyalin etiket bilgilerinin hızlı bir şekilde teyit edilebilmesine imkân sağlamaktadır. Bu çalışmada flow sitometri ile 13 farklı Avena türüne ait 64 aksesyonun ortalama genom büyüklüklerinin ve ploidi seviyelerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Analiz edilen A. brevis, A. hirtula, A. longiglumis, A. nuda, A. strigosa, A. ventricosa, A. abyssinica, A. barbata, A. murphyi, A. vaviloviana, A. fatua, A. sativa ve A. sterilis türlerine ait aksesyonların ortalama çekirdek DNA içeriklerinin 8.58 ile 26.54 pg/2C arasında değiştiği belirlenmiştir. Avena aksesyonlarının çekirdek DNA içerikleri arasındaki farklılık istatistiki olarak önemli bulunmuş ve aksesyonların ploidi düzeylerinin diploid ile hekzaploid arasında değiştiği saptanmıştır. Analizlerden elde edilen sonuçlar USDA-NSGC gen bankasında saklanan bu aksesyonlardan bazılarının etiket bilgilerinin doğru olmadığını ortaya çıkarmıştır. Literatürde mevcut çalışmaların sonuçlarından farklı olarak, incelenen dokuz A. brevis aksesyonunun DNA içeriklerinin 12.21–12.61 pg/2C aralığında olduğu tespit edilmiştir. Benzer şekilde, USDA-GRIN sisteminde mevcut tek A. hirtula aksesyonunda daha önce yapılmış çalışmaların aksine çekirdek DNA miktarı 16.16 pg/2C olarak bulunmuştur.