Κυτταρογενετική και μοριακή ανάλυση του είδους Bactrocera kandiensis (Diptera: Tephritidae)
Creators: name: Χαρτοματσίδου, Τατιάνα Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Κυτταρογενετική ανάλυση
Μοριακή ανάλυση
Bactrocera kandiensis
Cytogenetic study
Molecular study

description: Η γενετική και η κυτταρολογική μελέτη, σε συνδυασμό με τη μοριακή ανάλυση ειδών εντόμων μεγάλης οικονομικής σημασίας, όπως τα είδη της οικογένειας Tephritidae, είναι ιδιαίτερα σημαντική. Στόχος των πληροφοριών που συλλέγονται από τέτοιου είδους μελέτες, είναι εκτός από τη βιολογική γνώση, η ανάπτυξη νέων μεθόδων ελέγχου και καταπολέμησής τους, φιλικών προς το περιβάλλον (π.χ. τεχνική απελευθέρωσης στείρων εντόμων, SIT). Στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε κυτταρογενετική και μοριακή ανάλυση των ατόμων του είδους Bactrocera kandiensis. Το δίπτερο έντομο B. kandiensis ανήκει στο σύμπλεγμα ειδών B. dorsalis της οικογένειας Tephritidae, το οποίο εντοπίζεται κυρίως στη νοτιοανατολική Ασία και σε νησιά του Ειρηνικού. Τα είδη του συμπλέγματος αυτού είναι εξαιρετικής οικονομικής σημασίας, καθώς ευθύνονται για σημαντικές απώλειες πολλών καλλιεργούμενων φρούτων και λαχανικών. Στην παρούσα εργασία, η κυτταρογενετική μελέτη περιλαμβάνει την ανάλυση του μιτωτικού και του πολυταινικού πυρήνα του είδους. Τα μιτωτικά χρωμοσώματα δίνουν τη δυνατότητα μελέτης του αριθμού, του μεγέθους και της μορφολογίας των αυτοσωμικών και φυλετικών χρωμοσωμάτων ενός είδους. Παράλληλα, τα πολυταινικά χρωμοσώματα αποτελούν ένα ανεκτίμητο εργαλείο τόσο για τη μελέτη της δομής και λειτουργίας των χρωμοσωμάτων και της οργάνωσης γονιδιωμάτων, όσο και για τη μελέτη της γενετικής δομής των φυσικών πληθυσμών. Στους μιτωτικούς πυρήνες του B. kandiensis παρατηρήθηκαν πέντε ζεύγη αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων και ένα ζεύγος φυλετικών, με ετερογαμετικό το αρσενικό άτομο. Η ανάλυση των πολυταινικών πυρήνων σιαλογόνων αδένων έδειξε την ύπαρξη πέντε πολυταινικών χρωμοσωμάτων (δέκα πολυταινικοί βραχίονες) που αντιστοιχούν στα πέντε ζεύγη των αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων του μιτωτικού πυρήνα. Επιπλέον, σε όλα τα παρασκευάσματα παρατηρήθηκε μια ετεροχρωματινική δομή με ποικίλη μορφολογία μεγέθους και πυκνότητας, η οποία αντιστοιχεί στα φυλετικά χρωμοσώματα. Η σύγκριση του προτύπου ζωνώσεων των πολυταινικών χρωμοσωμάτων του B. kandiensis με το είδος Bactrocera dorsalis έδειξε εκτεταμένες ομοιότητες στους εννέα από τους δέκα χρωμοσωμικούς βραχίονες. Η μοναδική εξαίρεση παρατηρείται στον δεξιό βραχίονα του δεύτερου πολυταινικού χρωμοσώματος (βραχίονας 2R), στον οποίο εντοπίζεται ομόζυγη αναστροφή που περιλαμβάνει τις περιοχές 15-19. Η μοριακή ανάλυση του είδους B. kandiensis περιλαμβάνει την πλήρη αλληλούχιση του μιτοχονδριακού γονιδιώματος και τη σύγκρισή του με το είδος B. dorsalis. Στο μιτοχονδριακό γονιδίωμα εντοπίστηκαν οι θέσεις και οι αλληλουχίες των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, καθώς και των γονιδίων που κωδικοποιούν διάφορα RNA.
description: The genetic and the cytogenetic study, along with a molecular study of insects of great economic importance, such as the species of the Tephritidae family, is considered strongly important. The aim of the information, delivered by this kind of studies, is to acquire biology knowledge, as well as to develop new environmentally friendly methods of control and confront (e.g. Sterile Insect Technique, SIT). The present study refers to a cytogenetic and molecular analysis of the species Bactrocera kandiensis. B. kandiensis belongs to Tephritidae family and specifically to B. dorsalis complex, established mainly in southern- eastern Asia, as well as in some Pacific islands. Species belonging to this complex are considered as pests with great economic impact, as they are responsible for important losses of numerous crops. The cytogenetic study contains the analysis of the mitotic and the polytene nucleus of the species. The study of the mitotic chromosomes allows the analysis of the number, the size and the morphology of the autosomes and the sex chromosomes of a species. Furthermore, polytene chromosomes are considered a priceless tool in studying the structure and function of the chromosomes and the genome organization, as well as the genetic structure of a natural population. The mitotic karyotype of B. kandiensis consists of 5 pairs of autosomes and one pair of sex chromosomes, which are heteromorphic in males. In the polytene nuclei of the salivary glands, five polytene elements (10 arms) can be observed, corresponding to the five pairs of autosomes of the mitotic nuclei. The analysis of polytene and mitotic nuclei of male and female individuals of B. kandiensis, revealed that sex chromosomes are not represented by polytene nuclei. However, a heterochromatic mass is observed in every specimen, varying in morphology, size and density. The comparison of the banding pattern of B. kandiensis polytene chromosomes with that of the reference species, B. dorsalis, showed extensive similarities across the nine of the ten chromosome arms. Based on this observation, these arms could be characterized as homosequential. The only exception is related to the right arm of the second polytene chromosome (2R arm), where a fixed inversion covering regions 14-19 has been observed. The molecular analysis of B. kandiensis consists of the complete sequencing of the mitochondrial genome. The mtDNA is being compared to the one of B. dorsalis. The position and the sequence of protein coding genes, as well as the RNA coding genes, are estimated.