INVESTIGATION OF THE GENETIC STRUCTURE OF SOME ANATOLIAN Achillea L. (ANTHEMIDEAE, ASTERACEAE) POPULATIONS USING THE ISSR MARKERS

Abstract

Due to high level of hybridization and polyploidy, the perennial and allogamic Achillea L. genus with a complexphyletic structure has about 142 species widely distributed over in the Northern Hemisphere. The genus is widely distributedin Turkey with 48 species half of which are endemic. The gene and diversification center of the Santolinoideae section including18 endemic species is thought to be in Anatolia. There exist no comprehensive molecular phylogenetic study on Achillea whosemorphological revision in Turkey was completed in 2006.In the study, phylogenetic analyzes were performed using 10 different oligonucleotides for amplification of ISSR bands basedon 74 samples of 18 species from 3 sections of Achillea genus. All the oligonucleotides analyzed were found to be polymorphic.The total number of loci is 135 and 44 (33%) of them are parsimony informative. Serious topological differences showing thatAchillea taxa include both monophyletic and polyphyletic lineages were revealed in phylogenetic trees obtained underUPGMA, MP and BI methods. Sections were not clearly separated in trees with clear species separations. The results ofUPGMA and MP analyses showed that A. vermicularis Trin. was placed as the outgroup while A. sipirokorensis Hausskn. &Bornm. and A. sintenisii Hub.-Mor. formed the outgroup together in Bayesian Inference analysis (BI). The obtained clusters ofPCA based on binary genetic distance values were consistent with the result of BI analysis. Molecular variation analysis showedthat almost all of the molecular variation was completely resulted from variations within populations.

Özet

Çok fazla hibridizasyon ve poliploidi görülmesinden dolayı karmaşık filetik yapıya sahip çok yıllık ve allogamik Achillea cinsi Kuzey Yarımküre üzerinde geniş yayılıma sahip 142 kadar türe sahiptir. Bunlardan 48 tanesi Türkiye’de geniş yayılış göstermektedir ve bu 48 türün yarısı endemiktir. 18 endemik türe sahip Santolinoideae seksiyonunun gen ve değişim merkezinin Anadolu olduğu düşünülmektedir. Türkiye taksonlarının morfolojik revizyonu 2006 yılında yapılmış olan bu cinsin, kapsamlı bir moleküler filogenetik çalışması halihazırda bulunmamaktadır. Bu çalışmada, Achillea cinsinin 3 seksiyonundan, 18 türe ait 74 örnekle ISSR bantlarının amplifikasyonu için 10 farklı oligonükleotid kullanılarak filogenetik analizler yapılmıştır. Analiz edilen tüm oligonükleotidlerin polimorfik olduğu görülmüştür. Toplam lokus sayısı 135 olup, 44 (%33) tanesi parsinomik olarak bilgi vericidir. UPGMA, MP ve BI filogenetik analiz yöntemleri ile çizilen ağaçlardan Achillea taksonlarının monofiletik ve polifiletik olduğunu gösteren ciddi topolojik farklılıklar belirlenmiştir. Tür ayrımlarının olduğu ağaçlarda, seksiyonların net olarak ayrılmadığı belirlenmiştir. UPGMA ve MP analizi sonucunda A. vermicularis Trin., Bayesian çıkarsamalı analiz sonucunda ise A. sipirokorensis Hausskn. & Bornm. ile A. sintenisii Hub.-Mor. türlerinin birlikte dış grup olarak yerleştiği görülmüştür. İkili genetik uzaklık değerlerine dayalı PCA sonuçlarında görülen kümelenmeler Bayesiyan çıkarsamalı analiz sonuçlarıyla uyumlu gerçekleşmiştir. Moleküler varyasyon analiz sonuçları moleküler varyasyonun tamamına yakınının populasyonlar içinden kaynaklandığını göstermiştir.