Estimated genetic diversity between Atak-S and isa brown chickens with SSR markers

Ankara Tavukçuluk Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen Atak-S yumurtacı hibriti yerli hibritler içinde yumurta verimi en yüksek olan hibrittir. Ancak bu hibritin yumurta verimi Isa Brown gibi yabancı kaynaklı hibritlere göre daha düşüktür. Atak-S hibritinin yabancı kaynaklı hibritlerle yarışabilmesi için verim ile ilgili moleküler ıslah çalışmaları gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı Atak-S ve Isa Brown tavuk hibritlerindeki genetik çeşitliliği belirlemek ve bu hibritler arasındaki genetik çeşitliliği karşılaştırmaktır. Bu amaç için, iki alt popülasyondan 200 tavukta 6 mikrosatelit lokusu ayrı ayrı genotiplendirildi. Bu çalışmada kullanılan 6 farklı SSR markörü için toplam da 85 polimorfik fragment bulundu. Ayrıca He değeri 0.61±0.05 olarak bulundu. İki hibrit arasında He ise; Atak-S’de 0.35±0.76, Isa Brown’da 0.26±0.68 olarak bulundu. Bu sonuç, Atak-S hibritindeki genetik çeşitliliğin Isa Brown hibritine göre daha yüksek olduğunu ortaya koymuştur. Ek olarak iki hibrite ait genetik farklılıklar ve popülasyon yapısı dendogram analizi yapılarak ortaya konmuş ve farklıllıklar belirlenmiştir. Sonuç olarak Atak-S ve Isa Brown hibritleri içindeki ve arasında genetik çeşitliliklerin iyi korunmuş olduğu ileri sürülebilir. Mikrosatellit analizi ile tahmin edilen Atak-S ve Isa Brown hibrtileri hakkındaki bilgiler, gelecekteki genetik varyasyon araştırmalarını tasarlamak ve koruma stratejileri geliştirmek için hedeflerin belirlenmesinde rehber olarak yararlı olabilir.Atak-S layered hybrid, developed by the "Ankara Poultry Research Institute", is the hybrid with the highest egg productivity among local hybrids. However, egg yield are lower compared to foreign-origin hybrids such as Isa brown. Molecular development studies as to productivity are required for Atak-S hybrid to be able to compete with foreign-origin hybrids. The objective of this study was to detect genetic diversity within the breeds and to compare the Atak-S and Isa Brown breeds. To achieve this goal, we individually genotyped 6 SSR loci in 200 chickens from two populations. 85 polymorphic fragments were found in total for 6 different SSR markers employed in this study. For all loci, high He was observed, and means He was 0.61±0.05 among loci. Among breeds, the mean He was 0.35±0.76 in Atak-S and 0.26±0.68 in Isa Brown. This result indicated that genetic diversity in the Atak-S breed is higher than in the Isa Brown breed. Furthermore, genetic differences and population structure of two hybrids were shown by virtue of dendogram analysis and differences were detected. As a result, we could be suggested that genetic diversity is well preserved within and between Atak-S and Isa Brown hybrids. Based on the Atak-S and Isa Brown breeds estimated by microsatellite analysis may be useful as a guide in setting goals for designing future genetic variation studies and for improving conservation strategies

Populationsgenetisk kartläggning av Vänerlax

I Vänern finns två av världens få kvarvarande bestånd av storvuxen insjölevande Atlantisk lax samt ett antal storvuxna öringstammar. Sedan 1800-talet har omfattande exploatering av lek- och uppväxtområden i tillrinnande vattendrag kraftigt försämrat laxfiskens naturliga förutsättningar, och en majoritet av Vänernområdets ursprungliga laxfiskstammar är idag utdöda. För att kompensera produktionsbortfall orsakade av vattenkraftens utbyggnad pågår sedan länge omfattande odlings- och utsättningsverksamhet baserad på lax och öring med ursprung från Klarälven och Gullspångsälven. I dessa vattendrag förekommer även vild produktion av lax, och där finns också de idag viktigaste uppväxtområdena för sjövandrande vildfödd öring. Klarälvens och Gullspångsälvens lax- och öringstammar anses ha högt bevarandevärde. De utgör samtidigt värdefulla biologiska resurser för fisket. Långvarigt svaga vilda bestånd, en odlingsverksamhet som länge baserade sig på ett lågt antal avelsfiskar, förekomst av stamkorsningar samt genutbyte mellan odlad och vild fisk förväntas ha förändrat stammarnas genetiska sammansättning. Hittills har det emellertid varit oklart hur stora förändringar som ägt rum och hur ”genetiskt ursprungliga” dagens stammar är. I denna rapport presenteras en omfattande genetisk kartläggning av vild och odlad lax och öring av Gullspångs- respektive Klarälvsstam. Genom att jämföra genetisk information (mikrosatellit-DNA) som extraherats från fjällprover insamlade under tidigare decennier med nutida material har det varit möjligt att analysera hur stammarna förändrats. Samma information har även använts för att skatta stammarnas genetiskt effektiva populationsstorlekar samt graden av genflöde och genetisk stamblandning (hybridisering). Resultaten visar att Gullspångsälvens och Klarälvens lax- och öringstammar har förändrats sedan 1960-talet tack vare en kombination av genflöde och slumpmässiga genetiska förändringar orsakade av få föräldrafiskar (s.k. genetisk drift). Trots att förändringarna i flera fall har varit påtagliga återstår ännu tydliga stamskillnader, och det är således befogat att även fortsättningsvis betrakta Vänerstammarna som genetiskt unika och skyddsvärda. Resultaten är samtidigt mycket bekymmersamma. Exempelvis har andelen ”ursprungliga gener” hos dagens Gullspångslax skattats till endast ca 70 %, vilket motsvarar ett tillskott av omkring 6–9 % ”Klarälvsgener” per generation sedan 1960-talet – en mycket hög nivå. Avslutningsvis ges ett antal rekommendationer som syftar till att skydda och bevara Vänerstammarnas genetiska status mer effektivt än hittills. Ett framgångsrikt framtida bevarandearbete utgör en nödvändighet för den vilda och odlade laxens och öringens långsiktiga produktionsförmåga och fortlevnad, och är därigenom även en grundförutsättning för ett långsiktligt hållbart laxfiske i Vänern

Genetic fingerprinting of black poplar trees in the Aras River

Black poplar is an economically important tree species that spreads in the Eastern and Central Anatolian regions of Türkiye and is used extensively in wood production. In addition to being used as a model organism for raw material production in breeding programs all over the world, its natural populations and plantations are used extensively, especially in Europe, due to its environmental plasticity and contribution to biodiversity. The habitat of the species is decreasing day by day and the continuity of the species is threatened in parallel with the increase in human activities such as planting fields and establishing hydroelectric power plants on the riverbanks where they naturally spread. In this study, genetic identity was given to individuals in black poplar populations distributed in the Aras River with 16 microsatellite markers. A high level of expected and observed heterozygosity was found in the populations. It turned out that the populations sampled from the sections of the Aras River between Iğdır-Kars and Erzurum-Kars originated from two genetic groups. It has been observed that there is a low rate of genetic differentiation between these two genetic groups due to high gene flow. The genetic data obtained can be used in the development of in-situ/ex-situ conservation programs and breeding programs for black poplar populations distributed in the Aras River

Genetische Populationsvergleiche mit gengekoppelten und anonymen Mikrosatelliten: auf der Suche nach Markern unter Selektion

Natürliche Selektion wird als der Schlüsselprozess der Evolution betrachtet und trägt maßgeblich zur Anpassung von Arten an ihre Umwelt bei. Während Selektion auf der Ebene des Phänotyps unzählige Male nachgewiesen wurde, ist die Frage nach der genetischen Basis selektiver Prozesse immer noch zu großen Teilen ungeklärt. Im Zentrum der modernen Evolutionsbiologie steht deshalb die Frage, wie Genotyp und Phänotyp ursächlich zusammenhängen. Molekulargenetische Techniken ermöglichen es uns heute, genetische Marker zur Suche nach Selektion zu verwenden. Marker, die räumlich nahe bestimmter Gene liegen, spiegeln die durch Selektion entstandenen Veränderungen dieser Gene wieder. Beim ‚Genome Scanning’ werden zahlreiche Genloci in verschiedenen Populationen untersucht. Das Ziel ist, Unterschiede in der Populations-Differenzierung verschiedener Loci zu ermitteln. Loci, die von der Neutralität abweichendes Verhalten aufweisen, werden als Kandidaten für Loci unter Selektion identifiziert. Ich entwickelte erstmals in einer marinen Blütenpflanze, dem großen Seegras Zostera marina, 14 EST-Mikrosatelliten und kombinierte diese einem ‚Genome Scan’ mit 11 anonyme Mikrosatelliten. Während anonyme Mikrosatelliten zufällig im Genom verstreut liegen, sind EST-Mikrosatelliten eng an bekannte Gene gekoppelt. Ich untersuchte drei Z. marina-Populationspaare, deren Standorte sehr unterschiedliche Umweltbedingungen aufwiesen. Der Habitatkontrast hatte erkennbare Auswirkungen auf morphologische Eigenschaften und Life- History-Traits der Pflanzen, eventuelle genetische Unterschiede sollten mit Hilfe des ‚Genome Scans’ erfasst werden. In diesem neuartigen Versuchsdesign, das drei Replikate des Versuchsansatzes beinhaltete, identifizierte ich Loci mit von der Neutralität abweichendem Verhalten mittels zweier verschiedener Methoden. Die beiden verwendeten Modelle gehen von verschiedenen Voraussetzungen aus und identifizieren daher unterschiedliche Loci als Kandidaten für Loci unter Selektion. Außerdem untersuchte ich, ob sich anonyme und gengekoppelte Mikrosatelliten im Ausmaß ihrer Populationsdifferenzierung unterschieden. Meine Ergebnisse weisen darauf hin, dass bei Z. marina kein Unterschied im Verhalten von gengekoppelten und anonymen Mikrosatelliten auftritt. ESTMikrosatelliten zeigten weder eine geringere noch eine stärkere Differenzierung als anonyme Mikrosatelliten und wurden auch nicht häufiger als Kandidaten für Loci unter Selektion identifiziert. Ich konnte zwei anonyme und drei gengekoppelte Mikrosatelliten identifizieren, deren Verhalten nicht mit der Selektionsneutralität übereinstimmte. Von den drei gengekoppelten Mikrosatelliten war einer an eine saure Phosphatase gekoppelt, ein Locus lag nahe bei dem Gen eines unbekannten Proteins. Der Interessanteste Kandidat für einen Locus unter Selektion ist der Mikrosatellit C_P07_28, welcher an das Gen eines Nodulins gekoppelt ist. Noduline sind Proteine aus der Gruppe der Aquaporine, welche Wasserkanäle in Zellmembranen bilden. Es ist wahrscheinlich, dass die divergierende Selektion, die zu der Differenzierung an diesem Locus geführt hat, in Zusammenhang mit dem Wasserhaushalt von Z. marina steht. Meine Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe von ‚Genome Scans’ die genetischen Hintergründe ökologischer Anpassungen beleuchtet werden können. Da ‚Genome Scans’ verwendet werden können, um Gene zu identifizieren, die bei der Anpassung natürlicher Populationen eine Rolle spielen, sind sie ein wertvolles Mittel für das Management ökologisch wertvoller oder bedrohter Arten.Inhalt 1 Einleitung___________________________________________________ 6 1.1 Die Suche nach den Spuren der Selektion ______________________ 6 1.2 Genome Scans mit Hilfe von Mikrosatelliten ____________________ 10 1.3 Zostera marina im nordfriesischen Wattenmeer _________________ 13 1.4 Ziel und Fragestellung dieser Arbeit __________________________ 16 2 Material und Methoden_______________________________________ 19 2.1 Die untersuchten Populationen ______________________________ 19 2.2 Probennahme und DNA- Extraktion___________________________ 20 2.3 Entwicklung der Mikrosatelliten ______________________________ 22 2.3.1 Anonyme Mikrosatelliten ________________________________ 22 2.3.2 Gengekoppelte Mikrosatelliten ___________________________ 22 2.4 PCR und genetische Analyse _______________________________ 25 2.5 Datenanalyse ____________________________________________ 26 2.5.1 Genetische Differenzierung der Seegras-Populationen ________ 26 2.5.2 Vergleich der Populationsdifferenzierung anonymer und gengekoppelter Mikrosatelliten________________________________ 28 2.5.3 Identifizierung von einzelnen Mikrosatelliten-Loci unter Selektion 29 2.5.4 Das Problem der multiplen statistischen Tests _______________ 33 3 Ergebnisse_________________________________________________ 35 3.1 Genetische Differenzierung der Seegras-Populationen ___________ 35 3.2 Vergleich anonymer und gengekoppelter Mikrosatelliten __________ 39 3.3 Identifizierung von Mikrosatelliten-Loci unter Selektion____________ 41 4 Diskussion_________________________________________________ 49 4.1 Genetische Differenzierung der Seegras-Populationen ___________ 49 4.2 Vergleich anonymer und gengekoppelter Mikrosatelliten __________ 52 4.3 Identifizierung von Mikrosatelliten-Loci unter Selektion____________ 54 5 Zusammenfassung __________________________________________ 64 6 Literaturverzeichnis _________________________________________ 66 7 Anhang____________________________________________________ 73 8 Danksagung _______________________________________________ 77 9 Stellungnahme _____________________________________________ 7

Upregulation of microrna-106a is associated with microsatellite instability status in colorectal cancer

Mikrosatellit instabilite (MSI), DNA tamir genlerindeki hatalardan kaynaklanan ve kolorektal kanserin (KRK) oluşmasına neden olan genetik bir durumdur. Sporadik KRK’larda MSI görülme sıklığı, prognoza olan etkisi literatürde çelişkilidir. Bununla birlikte MSI’ya sahip KRK’larda standart kemoterapi yetersiz kaldığı için yeni tedavi seçeneklerine ihtiyaç duyulmaktadır. micoRNA’lar (miRNA) kanserleşme sürecinde görev alan ve tanıda, prognozda ve tedavide belirteç olarak kullanılan küçük RNA molekülleridir. Mevcut çalışmada, Türk popülasyonuna ait sporadik gelişen KRK’larda MSI’nın görülme sıklığının tanımlanması ve bu tümörlerde miRNA’ların ekspresyon farklılıklarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, sporadik KRK tanısı almış 63 hasta değerlendirildi. Hastalara ait arşiv tümör ve normal dokularından DNA ve RNA izolasyonları yapıldı. DNA örneklerinden fragment analizine dayalı MSI testi gerçekleştirildi. qRT-PCR kullanılarak 38 farklı miRNA’nın ekspresyon profili incelendi. 63 hastada MSI görülme oranı %23.8 olarak belirlendi. MSI ve mikrosatellit stabil (MSS) tümörler karşılaştırıldığında, MSI tümörlerde, miR-124 ve miR-106a’nın yüksek ve miR-145’in ise düşük ekspresyon gösterdiği belirlendi (p<0.05). Bununla birlikte miR-106a’nın yüksek ekspresyonunun cerrahi sonrası nüks gelişimi ile ilişkili olduğu saptandı (p=0.002). Elde edilen bulgular ışığında miR-106a’nın özellikle MSI genotipine sahip KRK tümörlerde hedeflenmesi ile KRK hastalarında yeni tedavi protokollerinin oluşturularak nüks oluşumunun engellenebileceğini öngörülmüştür.Microsatellite instability (MSI) is a genetic condition that results from errors in DNA repair genes and causes colorectal cancer (CRC). The incidence of MSI in sporadic CRCs and its effect on prognosis are contradictory in the literature. However, since standard chemotherapy is insufficient in CRCs with MSI, new treatment options are needed. micoRNAs (miRNAs) are small RNA molecules that take part in the cancer process and are used as markers in diagnosis, prognosis and treatment. In the study, it is aimed to define the prevalence of MSI in sporadically developing CRCs belonging to the Turkish population and to determine the expression differences of miRNAs in these tumors. 63 patients diagnosed with sporadic CRC were evaluated in the study. DNA and RNA isolations were made from archive tumor and normal tissues of the patients. MSI test was performed based on fragment analysis from DNA samples. The expression profiles of 38 different miRNAs were examined using qRT-PCR. In 63 patients, the incidence of MSI was determined as 23.8%. When MSI and microsatellite stable (MSS) tumors were compared, it was determined that miR-124 and miR-106a showed high expression and miR-145 low expression in MSI tumors (p <0.05). However, high expression of miR-106a was found to be associated with postoperative recurrence (p=0.002). In the light of the findings obtained, we think that by targeting miR-106a especially in CRC tumors with MSI genetype, recurrence can be prevented by creating new treatment protocols in these tumors