Determination of Core DNA Contents and Use in Species Identification by Ploidy Analysis of Dactylis glomerata ssp., and Festuca arundinaceae ssp. of Trifolium repens ssp. Collected from the Central Black Sea Region

An Erratum to this article was published on December 15, 2022. https://dergipark.org.tr/en/pub/ijlsb/article/1172926

Abstract

This study was carried out for the purpose to the determination of the nuclear DNA contents by flow cytometry method and its use in species identification with ploidy analysis of the populations of Dactylis glomerata, Festuca arundinaceae and Trifolium repens collected from the natural flora of the Central Black Sea Region. Pasture type 80 from T. repens, hay and pasture type 80 from D. glomerata and grass, pasture and hay type 130 from F. arundinaceae genotypes were used. Fresh leaf tissues from plants growing in the field were used in the analysis. Propidium iodide was used as fluorescent dye. Used Hordeum vulgare in Festuca arundinecea genotypes and Vicia sativa in Dactylis glomerata and Trifolium repens genotypes as internal standard. According to the results obtained average 2C core DNA content of Dactylis glomerata genotypes 9.12 pg (8.32 pg-9.66 pg); average 2C core DNA content of Trifolium repens genotypes 2.33 pg (2.22 pg-2.44 pg); average 2C core DNA content of Festuca arundinecea genotypes 17.47 pg (17.02 pg-17.98 pg) was determined. Chromosome counts were performed to correlate the core DNA contents with the ploidy levels of genotypes. 2n = 4x = 28 of D. glomerata genotypes and 2n = 4x = 32 of T. repens genotypes and 2n = 6x = 42 of F. arundinaceae genotypes was determined to have chromosomes. According to these results, tetraploid of Dactylis and Trifolium genotypes and hekzaploid of Festuca genotypes were determined to be. In addition, all the genotypes used in the study were taxonomically diagnosed with the help of the core DNA contents and Trifolium repens var. repens of Trifolium repens ssp., Dactylis glomerata subsp. glomerata of Dactylis glomerata ssp. and Festuca arundinacea subsp. arundinacea of Festuca arundineceae ssp. was founded. It was determined that genotypes did not contain any genotypes of other species.

Keywords

• Festuca arundinecea
• Dactylis glomerata
• Trifolium repens
• Flow Cytometry, Ploidy

Orta Karadeniz Bölgesinden Toplanan Dactylis glomerata, Festuca arundinacea, Trifolium repens Genotiplerinin Çekirdek DNA İçeriklerinin Belirlenmesi ve Ploidi Analiziyle Tür Teşhisinde Kullanılması

An Erratum to this article was published on December 15, 2022. https://dergipark.org.tr/en/pub/ijlsb/article/1172926

Abstract

Bu çalışma, Orta Karadeniz Bölgesi doğal florasından toplanan domuz ayrığı (Dactylis glomerata ssp.), kamışsı yumak (Festuca arundinaceae ssp.) ve ak üçgül (Trifolium repens ssp.) popülasyonlarının çekirdek DNA içeriklerinin flow sitometri yöntemiyle belirlenmesi ve ploidi analizi ile tür teşhisinde kullanılması amacıyla yürütülmüştür. Proje kapsamında ak üçgülden mera tipi 80, domuz ayrığından ot ve mera tipi 80 ve kamışsı yumaktan ot, mera ve çim tipi 130 adet genotip kullanılmıştır. Analizlerde tarlada yetişmekte olan bitkilerden alınan taze yaprak dokuları kullanılmıştır. Floresan boya olarak ise propidium iodide kullanılmıştır. İnternal standard, Dactylis glomerata ve Trifolium repens genotiplerinde Vicia sativa, Festuca arundinecea genotiplerinde ise Hordeum vulgare kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre araştırmada kullanılan Dactylis glomerata genotiplerinin ortalama 2C çekirdek DNA içeriği 9.12 pg (8.32 pg-9.66 pg); Trifolium repens genotiplerinin ortalama 2C çekirdek DNA içeriği 2.33 pg (2.22 pg-2.44 pg); Festuca arundinecea genotiplerinin ortalama 2C çekirdek DNA içeriği 17.47 pg (17.02 pg-17.98 pg) arasında değiştiği belirlenmiştir. Çekirdek DNA içerikleri ile genotiplerin ploidi düzeylerini ilişkilendirmek amacıyla yapılan kromozom sayımlarında domuz ayrığı genotiplerinin 2n=4x=28, ak üçgül genotiplerinin 2n=4x=32 ve kamışsı yumak genotiplerinin 2n= 6x=42 kromozoma sahip oldukları belirlenmiştir. Elde edilen bu sonuçlara göre çalışmada kullanılan Dactylis ve Trifolium genotiplerinin tetraploid, Festuca genotiplerinin ise hekzaploid olduğu saptanmıştır. Ayrıca çalışmada kullanılan tüm genotipler çekirdek DNA içeriklerinin de yardımıyla taksonomik olarak teşhis edilmiş ve Trifolium repens ssp.’nin Trifolium repens var. repens, Dactylis glomerata ssp.’nin Dactylis glomerata subsp. glomerata ve Festuca arundineceae ssp.’nin de Festuca arundinacea subsp. arundinacea olduğu ve genotiplerin içerisinde başka türlere ait hiç bir genotipin bulunmadığı belirlenmiştir.

Keywords

• Festuca arundinecea, Dactylis glomerata, Trifolium repens, Flow sitometri, Ploidi

References

1. 1. Anonim, Karadeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Toprak Gübre ve Su Laboratuarı, Samsun, 2014.
2. 2. Alay, F., K. İspirli, and N. Çankaya, Yıllara Göre Yem Bitkileri Ekiliş Alanları, Kaba Yem Üretimi, Tohum İthalatı ve İhracatı. SAMTİM, 2015. Sayı: 50 ISSN 1305-7588.
3. 3. Ayan, İ., et al.,. Orta Karadeniz Bölgesi’nde Bazı Buğdaygil Yembitkilerinin Toplanması, Tanımlanması ve Kültüre Alınma Olanaklarının Araştırılması. 106 O 738 nolu TÜBİTAK Proje Sonuç Raporu, 2011.
4. 4. Creber, L.H., et al., Variation in DNA C value in natural populations of Dactylis glomerata’’ School of Pure and Applied Biology. Universitv of Wales, PO Box 915, Cardiff CFl 3TL, 1994. 128, 555-561.
5. 5. Davis, P.H. Flora of Turkey and the East Aegean Islands. – Pp:.? in Davis PH (ed.) , Flora of Turkey and the East Aegean Islands 9. 1985. Edinburgh: Edinburgh University.
6. 6. Özbek, H. and S. Keskin, Standart sapma mı yoksa standart hata mı? Van Tıp Dergisi, 2007. 14(2): p.64-67.
7. 7. Reeves, G., et al., Genome Size is Negatively Correlated with Altitude in Natural Populations of Dactylis glomerata. Annals of Botany, 1998. 82: p. 99–105.
8. 8. Rizza, D. M., et al., Genetic diversity and DNA content of three South American and three Eurasiatic Trifolium species. Genet. Mol. Biol. 2007. vol.30 no.4.

9. 9. Šmarda, P., et al., Ploidy level variability of some Central European fescues (Festuca subg. Festuca, Poaceae) Biologia. 2005. 60/1:p. 25—36.
10. 10. Smarda P., et al.,. Genome Size and GC Content Evolution of Festuca: Ancestral Expansion and Subsequent Reduction. Annals of Botany, 2008. 101: p.421–433.
11. 11. Tuna, M., et al., Cite as Characterization of natural orchardgrass (Dactylis glomerata L.) populations of the Thrace Region of Turkey based on ploidy and DNA polymorphism. 2004. 135(1): p.39–46.
12. 12. Tuna, S, G., et al., Flow Sitometri ile Çok Yıllık Buğdaygil Yem Bitkisi Genetik Kaynaklarının Karakterizasyonu. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 2016. 25 (2):p.7-12.
13. 13. Turan, İ. Temel İstatistik, https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/2011.
14. 14. Vilhar, B., et al., Genome size and the nucleolar number as estimators of ploidy level in Dactylis glomeratain the Slovenian Alps. Plant Systematics and Evolution, 2002. 234(1):p.1–13.
15. 15. Vižintin, L., B. Javornik, and B. Bohanec, Genetic characterization of selected Trifolium species as revealed by nuclear DNA content and ITS rDNA region analysis. Plant Science, 2006. 170(1).p.859-866.