Karabük-Yenice Tilia tomentosa Moench Popülasyonlarının Genetik Varyasyonu

Abstract

Türkiye’de olduğu gibi Karabük-Yenice’de de en geniş yayılış yapan Tilia tomentosa’nın (gümüşi ıhlamur) beş popülasyonunda (Camiyani, Kavaklı, Karakaya, Kayadibi ve Kızılkaya) üstün ağaçlar seçilmiştir. Üstün ağaç seçiminde kuruldaki çiçek sayısı, çiçeklenme oranı ve tepe büyüklüğünü içeren bir indeks kullanılmıştır. Seçilen 101 üstün ağacın 53 adedinden tohum toplanmıştır. Ortak bahçe denemesinde, tesadüf parselleri deneme deseni kullanılarak, her bir üstün ağaç tohumları Gökçebey Orman Fidanlığı alanına ekilmiştir. Yetişen fidanlarda birbirini izleyen 2 yıl kök boğazı çapı (mm) ve boy (cm) ölçülmüştür. Kök boğazı çapı ve boy özelliklerinde, her iki yılda da popülasyonlar arası istatistik farklılık görülmemiştir. Bununla birlikte, aileler arasında (popülasyon içi) boy farklılığı istatistik olarak anlamlı bulunmuştur. Boy için birinci yıl ve ikinci yıl bireysel kalıtım dereceleri 0.13 ve 0.29, aile ortalamaları kalıtım dereceleri aynı sırayla 0.31 ve 0.51 olmuştur. Fidanların kök boğazı çapı ve boyu arasında aile düzeyinde fenotipik korelasyon birinci yıl 0.68 ve ikinci yıl için 0.59 olmuştur. Gümüşi ıhlamurda yapılmış bu ilk çalışma, Karabük-Yenice’de bulunan gümüşi ıhlamur popülasyonları için tohum transfer kurallarına gerek olmadığı, boy özelliğinde ise aileler arasında genetik varyasyon olduğu ortaya çıkmıştır. Türkiye’de ve Karabük-Yenice’de en çok yayılışı olan gümüşi ıhlamur, ıhlamur çiçeği üretimi ve ekolojik açıdan ormanlarda karışım ağacı olarak önemlidir. Sürdürülebilir orman yönetimi için tür üzerinde daha ileri araştırmalar yürütülebilir.

Keywords

• Gümüşi ıhlamur
• üstün ağaç
• kalıtım derecesi
• ortak bahçe testi
• fenotipik korelasyon

Supporting Institution

Karabük Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

KBÜBAP-17-KP-388

Ethical Statement

Bu yayının bir kısmı, 5th International Non-Wood Forest Products Symposium, September 27-28, 2023'de sunulmuştur.

Thanks

Karabük Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenen bir Araştırma Projesinden üretilmiştir. Proje Numarası KBÜBAP-17-KP-388'dir. Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi'nin desteği minnettarlıkla karşılanmıştır. Zonguldak Orman Bölge Müdürlüğü, Gökçebey Fidanlık Müdürlüğü'nde artı ağaç seçimi, artı ağaçlardan tohum toplama ve fidan yetiştirme çalışmalarına destek vermiştir. Bu değerli destek için Zonguldak Orman Bölge Müdürlüğü'ne çok teşekkür ederiz.

Genetic Variation of Tilia tomentosa Moench Populations in Yenice of Karabük

Abstract

Plus trees were selected from five populations (Camiyani, Kavaklı, Karakaya, Kayadibi and Kızılkaya) of silver linden (Tilia tomentosa), which has the broadest distribution of linden species in Karabük-Yenice as well as in Türkiye. An index including the number of flowers in an inflorescence, flower rate in the crown, and crown size were used to select plus trees. Seeds were collected from 53 of the 101 selected plus trees. The seeds of each plus tree were sown in the Gökçebey Forest Nursery area using a completely randomized plot design in a common garden test. Root collar diameter (mm) and height (cm) were measured on the seedlings for two consecutive years. No statistical difference was observed between the populations in root collar diameter and height traits in both years. However, the height difference between families (within the population) was statistically significant. For height, individual heritabilities in the first and second years were 0.13 and 0.29, and family mean heritabilities were 0.31 and 0.51, respectively. Phenotypic correlations between root collar diameter and height at the family level were 0.68 in the first year and 0.59 in the second year. This first study on silver linden revealed that seed transfer rules were not required for silver linden populations in Karabük-Yenice and that there was genetic variation among families for height traits. Silver linden, the broadest distribution in Türkiye and Karabuk-Yenice, is crucial for linden flower production and a mixture tree in forests. For sustainable forest management, further research on the species may be conducted.

Keywords

• Silver linden
• plus trees
• heritability
• common garden test
• phenotypic correlation

Supporting Institution

Scientific Research Projects Coordination Unit of Karabuk University

Project Number

KBÜBAP-17-KP-388

Ethical Statement

Part of this manuscript was presented at the 5th International Non-Wood Forest Products Symposium, September 27-28, 2023

Thanks

This was a Research Project which was supported by the Scientific Research Projects Coordination Unit of Karabuk University. The project Number is KBÜBAP-17-KP-388. Support of the Scientific Research Projects Coordination Unit is gratefully acknowledged. Zonguldak Forest Regional Directorate supported selecting plus trees, collecting seed from plus trees, and growing seedlings in Gökçebey Nursery Directorate. Many thanks to the Zonguldak Forest Regional Directorate for this valuable support.

References

1. Alan, M., Güngöroğlu, C. and Coşgun, U. (2018). A proposal on domestication of Tilia temontosa Moench in Yenice of Karabuk. In 4th International Non-Wood Forest Products Symposium. 4-6. October, Bursa/Türkiye.
2. Alan, M. (2022). Gümüşi ıhlamurun çiçek amaçli evcilleştirilmesi. In edition:Alan, M., Güngöroğlu, C. and Coşgun, U., Gümüşi Ihlamur (Tilia tomentosa): Biyolojisi, Ekolojisi, Çiçek Toplayıcılığı ve Değerlendirilmesi:61-90.
3. Alan, M. and Ezen, T. (2018). Magnitude of genetic variation in seedling traits of Liquidambar orientalis populations. Fresenius Environ. Bull, (27), 1522-1531.
4. Ateş, F. (2021). Ihlamur çiçeğinin (Tilia tomentosa moench.) üretim, tüketim ve pazarlama yapısıyla orman köylülerine katkılarının belirlenmesi:(Karabük İli/Yenice İlçesi Örneği) (unpublished master thesis). Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye.
5. Baliuckas, V., Lagerstrom, T., Norell, L., Eriksson, G. (2005). Genetic variation among and within populations in Swedish Species of Sorbus aucuparia L. and Prunus padus L. assessed in a nursery trial. Silvae Genetica, 54(1), 1-8.
6. Bayram, E., Kırıcı, S., Tansı, S., Yılmaz, G., Arabacı, O., Kızıl, S. and Telci, İ. (2010). Tıbbi ve aromatik bitkiler üretiminin arttırılması olanakları. Ziraat Mühendisliği VII. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı 1-2.
7. Berend, K., Haynes, K., and Mac Kenzie, C. M. (2019). Common garden experiments as a dynamic tool for ecological studies of alpine plants and communities in northeastern North America. Rhodora, 121, 174–212.
8. Canlı, D. (2021). Karabük Yenice bölge ormanlarında üretilen tilia ballarının palinolojik ve fizikokimyasal analizi ile tilia çiçeklerinin anatomik çalışması (Yayımlanmamış doktora tezi). Hacettepe Üniversitesi, Ankara, Türkiye.

9. Cooper, H. F., Grady, K. C., Cowan, J. A., Best, R. J., Allan, G. J. and Whitham, T. G. (2019). Genotypic variation in phenological plasticity: Reciprocal common gardens reveal adaptive responses to warmer springs but not to fall frost. Global change biology, 25(1), 187-200.
10. Cornelius, J. (1994). Heritabilities and additive genetic coefficients of variation in forest trees. Canadian Journal of Forest Research, 24(2), 372-379.
11. Demir, D. (2003). Türkiye’de doğal yetişen ıhlamur (Tilia L.) taksonlarının morfolojik ve palinolojik özellikleri. İ.Ü. Fen bilimleri, İstanbul, 141 s.
12. Dieters, M. J., White, T. L., Littell, R. C., Hodge, G. R. (1995). Application of approximate variances of components and their ratios in genetic test. Theoretical and Applied Genetics, 91: 15-24.
13. Dixit, A., and Kolb, T. (2020). Variation in seedling budburst phenology and structural traits among southwestern ponderosa pine provenances. Canadian Journal of Forest Research, 50(9), 872-879.
14. Ebcin, E. (2022). Gümüşi ıhlamur’da (Tilia tomentosa Moench) tohum ve çiçek özellikleri ile üretim ve hasat esaslarinin değerlendirilmesi. In edition: Alan, M., Güngöroğlu, C. and Coşgun, U., Gümüşi Ihlamur (Tilia tomentosa): Biyolojisi, Ekolojisi, Çiçek Toplayıcılığı ve Değerlendirilmesi:43-60.
15. Güngöroğlu, C. (2022). Gümüşi ıhlamur (Tilia tomentosa Moench)’un yetişme ortamı özellikleri (Karabük/Yenice örneği). In edition: Alan, M., Güngöroğlu, C. and Coşgun, U., Gümüşi Ihlamur (Tilia tomentosa): Biyolojisi, Ekolojisi, Çiçek Toplayıcılığı ve Değerlendirilmesi:23-42.
16. Houle, D. (1992). Comparing evolvability and variability of quantitative traits. Genetics, 130,195-204.
17. Isik K. (1986). Altitudinal variation in Pinus brutia Ten: seed and seedling characteristics. Silvae Genetica, 35 (2-3), 58-67.
18. Jensen, J.S. and Hansen, J.K. (2008). Geographical variation in phenology of Quercus petraea (Matt.) Liebl and Quercus robur L. oak grown in a greenhouse. Scandinavian Journal of Forest Research, 23(2), 179-188.
19. Kaya, Z. and Isik, F. (1997). The pattern of genetic variation in shoot growth of Pinus brutia TEN. populations sampled from the Toros Mountains in Turkey. Silvae Genet, 46,73–81.
20. Korkusuz, E. E. and Dirik, H. ( 2011). Gümüşi ihlamur’un (Tilia tomentosa Moench) fenolojisi, çiçek özellikleri ve yararlanma esasları. 2nd International Non-Wood Forest Products Symposium 8-10 September 2011- Isparta, Türkiye, 201-208.
21. Lobo, A., Hansen, O. K., Hansen, J. K., Erichsen, E. O., Jacobsen, B. and Kjær, E. D. (2018). Local adaptation through genetic differentiation in highly fragmented Tilia cordata populations. Ecology and evolution, 8(12), 5968-5976.
22. Marchi, M., Castellanos-Acuña, D., Hamann, A., Wang, T., Ray, D., Menzel, A. (2020). ClimateEU, scale-free climate normals, historical time series, and future projections for Europe. Scientific Data, 7(1), 428.
23. Mátyás, C. (2021). Adaptive pattern of phenotypic plasticity and inherent growth reveal the potential for assisted transfer in sessile oak (Quercus petraea L.). Forest Ecology and Management, 482, 118832.
24. OGM. (2024). Orman Genel Müdürlüğü, Resmi İstatistikler (https://www.ogm.gov.tr/en/e-library/official-statistics, accessing date: 02.09.2024).
25. Oral, D. (2022). Gümüşi Ihlamur’un (Tilia tomentosa Moench) botanik özellikleri ile kullanım alanları. Editörler: Alan, M., Güngöroğlu, C. and Coşgun, U., Gümüşi Ihlamur (Tilia tomentosa): Biyolojisi, Ekolojisi, Çiçek Toplayıcılığı ve Değerlendirilmesi:1-22.
26. Pigott, D. (2012). Lime-trees and basswoods: A biological monograph of the genus Tilia. Cambridge university press, NewYork.
27. Pliura, A., Baliuckas, V. (2007). Genetic variation in adaptive traits of progenies of Lithuanian and western European populations of Fraxinus excelsior L. Baltic Forestry, 13(1), 28-38.
28. Rehfeldt, G. E. and Gallo, L. A. (2001). Introduction of ponderosa pine and Douglas-fir to Argentina. New Forests, (21), 35-44.
29. Radoglou, K., Dobrowolska, D., Spyroglou, G. and Nicolescu, V. N. (2009). A review on the ecology and silviculture of limes (Tilia cordata Mill., Tilia platyphyllos Scop. and Tilia tomentosa Moench.) in Europe. Die Bodenkultur, 60(3), 7-17. Sáenz-Romero, C., Kremer, A., Nagy, L., Újvári-Jármay, É., Ducousso, A., Kóczán-Horváth, A., ... and Mátyás, C. (2019). Common garden comparisons confirm inherited differences in sensitivity to climate change between forest tree species. PeerJ, 7, e6213.
30. Salk C. F. (2020). Interpreting common garden studies to understand cueing mechanisms of spring leafing phenology in temperate and boreal tree species. Silva Fennica, 54(5). https://doi.org/10.14214/sf.10381
31. Schwinning, S., Lortie, C. J., Esque, T. C. and DeFalco, L. A. (2022). What common‐garden experiments tell us about climate responses in plants. Journal of Ecology, 110(5), 986-996.
32. SAS Institute Inc. (2002). SAS/STAT Users’ Guide. SAS Institute, Cary, NC, USA, pp. 5121.
33. Tuttu, G., Ursavaş, S., Söyler, R. (2017). Ihlamur çiçeğinin Türkiye’deki hasat miktarları ve etnobotanik kullanımı. Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 3(1), 60-66.
34. Türk Patent. (2023). Yenice Ihlamur Balı, No:1456. Türk Patent ve Marka Kurumu, T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı. Uslu, J. 2004. Ihlamur Sektörü Profili, İTO, Bilgi ve Doküman Yönetimi Şubesi.
35. Vacek, Z., Prokůpková, A., Vacek, S., Bulušek, D., Šimůnek, V., Hájek, V., Králíček, I. (2021). Mixed vs. monospecific mountain forests in response to climate change: structural and growth perspectives of Norway spruce and European beech. Forest Ecology and Management, 488, 119019
36. White, T.L., Adams, W.T. and Neale, D.B. (2007) Forest Genetics. CABI Publishing, Cambridge, MA, USA. 682 p.