Türkiye'de Yetişen Helvella L. Türlerinin Morfolojik ve Moleküler Karakterizasyonu

Abstract

Helvella, Ascomycota bölümünün Helvellacae familyasında yer alan; düzensiz loblu, eyer, kadeh ya da fincan şeklinde apotezyum yapılarıyla karakterize edilen bir mantar cinsidir. Türkiye, zengin bir mikobiyotaya sahip olmasına rağmen, Helvella cinsi üzerine kapsamlı çalışmalar oldukça sınırlıdır. Türkiye'nin farklı ekolojik bölgelerinde hâlâ keşfedilmeyi bekleyen çok sayıda tür bulunduğu düşünülmekte; bu nedenle Helvella cinsine yönelik güncel ve kapsamlı bir taksonomik revizyona ihtiyaç duyulmaktadır. Doktora tez çalışmasında, 2022-2024 yılları arasında gerçekleştirilen arazi çalışmalarıyla doğadan toplanan ve çeşitli fungaryumlardan temin edilen örnekler morfolojik ve moleküler yöntemlerle değerlendirilmiş; tür teşhisleri yapılarak filogenetik ilişkileri ortaya konmuştur. Tez kapsamında elde edilen örneklerin, makroskobik ve mikroskobik özellikleri dikkate alınarak morfolojik tanımlamaları yapılmıştır. Makroskobik karakter olarak apotezyum, sap, reseptakulum ve himeniyum yapıları, mikroskobik karakter olarak ise askus, askospor, parafiz, excipulum gibi tanısal özellikler incelemiştir. Mikroskobik seviyede yapılan çalışmalar için distile su, melzer, pamuk mavisi, Congo red ve KOH (potasyum hidroksit) gibi belirteçlerden yararlanılmıştır. Ayrıca, çalışmada tanımlanan Helvella türlerinin tamamı için genişletilmiş morfolojik betimlemeler yapılmış; daha önce eksik ya da yetersiz şekilde belgelenmiş bazı türlerin tanımlamaları güncellenmiştir. Buna ek olarak, Türkiye'de yayılış gösteren Helvella türlerinin ayırt edilmesine olanak tanıyan, morfolojik ve ekolojik karakterlere dayalı yeni bir teşhis anahtarı oluşturulmuştur. Moleküler sistematik çalışmaları kapsamında, beş farklı DNA barkod bölgesine ait [Transkribe edilen aralayıcı bölgeler (ITS), büyük alt ünite (LSU), uzama faktörü 1-alfa (TEF1-α), RNA polimeraz 2 (RPB2) ve ısı şok proteini 90 (HSP90)] DNA dizileri elde edilerek filogenetik analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu bölgelere ait ayrı ayrı diziler elde edildikten sonra birleştirilmiş veri setleriyle dörtlü (ITS/LSU/TEF1-α/HSP90) ve beşli (ITS/LSU/TEF1-α/RPB2/HSP90) çoklu lokus analizleriyle kombine filogramlar oluşturulmuştur. Elde edilen diziler üzerinden Bayesian Inference (BI) yöntemine dayalı filogenetik ağaçlar oluşturularak, morfolojik verilerle desteklenen tür sınırları ve kladal yapılar ortaya konmuştur. Çalışma kapsamında analiz edilen 50 örnekten 26 farklı tür tanımlanmış olup, bu türler Helvella cinsinin Acetabulum, Crispa, Elastica ve Lacunosa kladları içerisinde sınıflandırılmıştır. Tanımlanan türlerden; Acetabulum kladında yer alan H. arctoalpina, Elastica kladında bulunan H. capucina, H. pubescens, H. rivularis ve Lacunosa kladına ait H. alpina, H. dryophila, H. pseudoalpina, H. sublactea türlerinin ülkemiz mikotası için yeni kayıtlar olduğu belirlenmiştir. Bu tez çalışmasıyla, Helvella cinsinin Türkiye'deki taksonomik çeşitliliği ve filogenetik ilişkilerine yönelik şimdiye kadar yapılmış en kapsamlı değerlendirme yapılmıştır. Morfolojik ve moleküler verilerin birlikte kullanılması sayesinde, tür teşhislerinde karşılaşılan problemlerin büyük oranda çözümlendiği, bazı geleneksel tür tanımlarının ise moleküler veriler ışığında yeniden ele alınması gerektiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca elde edilen bulgular, yalnızca Türkiye mikobiyotası için değil, Helvella cinsinin küresel ölçekte sistematik konumlandırılması açısından da önemli katkılar sunmaktadır. Sonuç olarak, bu çalışma yalnızca mevcut bilgi boşluklarını doldurmakla kalmayıp, gelecekte yapılacak ekolojik, evrimsel ve koruma temelli mikolojik araştırmalara da güçlü bir zemin hazırlamaktadır. Türkiye'nin mantar çeşitliliğine dair farkındalığın artırılması ve mikofloristik envanterlerin güncellenmesi açısından bu tez, temel bir başvuru kaynağı niteliğinde olmaktadır. Anahtar kelimeler: DNA barkodlama, Helvella, HSP90, ITS, LSU, RPB2, TEF1-α, Yeni kayıtHelvella is a genus of fungi within the family Helvellaceae of phylum Ascomycota, characterized by irregularly lobed, saddle-, cup- or goblet-shaped apothecia. Although Türkiye possesses a rich mycobiota, comprehensive studies on the genus Helvella remain limited. It is believed that many species of the genus Helvella remain undiscovered in Türkiye's diverse ecological regions; therefore, a current and comprehensive taxonomic revision of the genus is still needed. In this doctoral dissertation, specimens collected from the field from 2022 to 2024 and obtained from various fungaria were evaluated using both morphological and molecular methods. Species identifications were were made and their phylogenetic relationships were clarified. Morphological descriptions of the collected specimens were carried out by considering their macroscopic and microscopic features. Macroscopic characters such as apothecia, stipe, receptacle, and hymenium structures, and microscopic characters including asci, ascospores, paraphyses, and excipulum were examined. For microscopic analyses, various stains and reagents such as distilled water, melzer's reagent, cotton blue, congo red, and potassium hydroxide (KOH) were used. Additionally, comprehensive morphological descriptions were provided for all Helvella species identified in the study, updating the descriptions of some species that had previously been poorly or inadequately documented. Furthermore, a new identification key based on morphological and ecological characteristics was developed to differentiate Helvella species distributed in Türkiye. As part of the molecular systematic studies, DNA sequences were obtained from five different barcode regions: the internal transcribed spacer (ITS), the large subunit (LSU) of ribosomal DNA, translation elongation factor 1-alpha (TEF1-α), the second largest subunit of RNA polymerase II (RPB2), and heat shock protein 90 (HSP90). After generating separate sequence alignments for each region, combined phylogenies were constructed using concatenated datasets for four-locus (ITS/LSU/TEF1-α/HSP90) and five-locus (ITS/LSU/TEF1-α/RPB2/HSP90) multilocus analyses. Phylogenetic trees were inferred based on Bayesian Inference (BI), revealing species boundaries and clade structures supported by morphological evidence. A total of 50 specimens were analyzed during the study, resulting in the identification of 26 distinct species, which were classified into the Acetabulum, Crispa, Elastica, and Lacunosa clades of the genus Helvella. Among these, H. arctoalpina in the Acetabulum clade; H. capucina, H. pubescens, and H. rivularis in the Elastica clade, and H. alpina, H. dryophila, and H. sublactea in the Lacunosa clade were recorded as new species for the Turkish mycobiota. This thesis presents the most comprehensive assessment to date of the taxonomic diversity and phylogenetic relationships of the genus Helvella in Türkiye. The integration of morphological and molecular data significantly resolved identification issues and indicated that some traditional species delimitations need to be reconsidered in light of molecular evidence. Moreover, the findings provide significant contributions not only to the mycobiota of Türkiye but also to the global systematic positioning of the genus Helvella. In conclusion, this study not only fills critical knowledge gaps but also establishes a robust foundation for future ecological, evolutionary, and conservation-based mycological research. By raising awareness of Türkiye's fungal diversity and updating mycological inventories, this thesis serves as a fundamental reference source. Keywords: DNA barcode, Helvella, HSP90, ITS, LSU, New record, RPB2, TEF1-α