Kapra böceği Trogoderma granarium'un kontrolünde bakır nanoparçacıklarının insektisit aktivitesi
Insecticidal activity of copper nanoparticles in the control of Khapra beetle Trogoderma granarium
Yazar: MOHAMMED LENGICHOW KADIR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI DAĞERİ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞBA NUR ASLAN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Katalaz = Catalase ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Nanobiyoteknoloji = Nanobiotechnology ; Origanum = Origanum ; Süperoksit dismutaz = Superoxide dismutase ; Zararlı böcekler = Insect pests

Özet:
Depo zararlıları (Dermestidae: Coleoptera) her yıl depolanan ürünlerin miktarında ve kalitesinde önemli bir azalmaya neden olmaktadır. Trogoderma granarium (Coleoptera: Dermestidae) Kapra böceği, kontrolü oldukça zor olan ve karantinaya tabi bir depo zararlısıdır. Depolanan tahıllar içinde yaşayarak ciddi oranda ürün nitelik kaybına neden olan, insan sağlığı için tehdit oluşturan, zorlu koşullara ve birçok insektisite karşı direnç gösteren bir böcektir. Son zamanlarda, gelişmekte olan nanoteknolojik yaklaşımlar ile elde edilen nanomalzemelerin, bu tür zararlıların kontrolü için umut verici, güvenilir ve alternatif pestisitler olarak kullanılabileceği önerilmektedir. Bu çalışmada, T. granarium'a karşı insektisit etkinliğini araştırmak için, yeşil sentez yöntemiyle Origanum sp. ekstraktından bakır nanoparçacıklar (g - Cu NP) sentezlenmiştir. Sentezlenen g – Cu NP'lerin oluşumu mikroskobik ve spektroskopik teknikler kullanılarak doğrulanmıştır. g - Cu NP'lerin yüzey plazmon rezonansı 385 nm' de, UV - Görünür bölge – spektrofotometresi (Ultraviolet (UV) - visible (UV-Vis)) ile ölçülmüştür. Geçirimli Elektron Mikroskop (TEM) görüntülerine göre g – Cu NP'leri 6.59 ± 0.57 nm boyutundadır. X - ışını Kırınım Spektroskopisi (XRD) ve Enerji Dağılımlı X - Işını Spektroskopisi (EDX) kullanılarak Cu NP'lerin kristal yapıda olduğu ve Cu, O ve diğer organik içeriği gösterilmiştir. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrofotometresi (FTIR) analizi ile kullanılan bitki ekstraktının g – Cu NP'lerin sentezinde yer aldığı gösterilmiştir. g - Cu NP'lerin T. granarium'a karşı insektisit aktivitesinin araştırılması sonucunda ise, 250 ve 300 ppm konsantrasyonlarda %90 ölüm oranı kaydedilmiştir. TgSOD, TgCAT ve TgGPX genlerinin RTq-PCR kullanılarak araştırılan ifade analizi, bu genlerin g - Cu NP'ler ile beslenen böceklerde yüksek oranlarda ifade edildiklerini göstermiştir. Önemli ölüm oranlarına ve genlerin artan ifade seviyelerine dayanarak, sentezlenen g - Cu NP'lerin zararlı yönetiminde etkili olabileceği ve entegre zararlı yönetiminin (IPM) potansiyel bileşenlerinden biri hâline gelebileceği önerilebilir. Bununla birlikte, diğer NP türlerinin bu zararlı üzerindeki etkilerine ilişkin sınırlı çalışmaların bulunması nedeniyle, daha fazla araştırma yapılması tavsiye edilebilir.

Abstract:
Stored product pests (Dermestidae: Coleoptera) cause a significant decrease in the quantity and quality of stored products each year. Trogoderma granarium (Coleoptera: Dermestidae), Khapra beetle is a stored product pest that is very difficult to control and subject to quarantine. This insect causes serious loss of product quality by living in stored grains, threatening human health, and showing resistance to harsh conditions and many insecticides. Recently, the emerging scientific field called "nanotechnology" suggests that nanomaterials can be used as a promising, reliable, and alternative pesticide for the control of such pests. In this study, copper nanoparticles (g - Cu NP) were synthesized from Origanum sp. extract by the green synthesis method to investigate the insecticide activity against T. granarium. The formation of synthesized g - Cu NPs was confirmed using microscopic and spectroscopic techniques. Surface plasmon resonance of g - Cu NPs was measured at 385 nm by Ultraviolet (UV) - visible (UV-Vis) spectrophotometer. According to the Transmission Electron Microscope (TEM) images, g - Cu NPs are 6.59 ± 0.57 nm in size. X - ray Diffraction Spectroscopy (XRD) and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX) analyses have demonstrated crystalline forms and Cu, O and other organic contents of g - Cu NPs. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis has shown that the plant extract used is involved in the synthesis of g - Cu NPs. As a result of the investigation of the insecticidal activity of g - Cu NPs against T. granarium, 90% mortality was recorded at 250 and 300 ppm concentrations. Expression analysis of TgSOD, TgCAT, and TgGPX genes investigated using Reverse transcription - quantitative Polymerase Chain Reaction (RT – qPCR) analysis has shown that these genes are highly expressed in insects fed with g - Cu NPs. Based on the significant mortality rates and increased gene expression levels, it can be suggested that synthesized g - Cu NPs could be effective in pest management and can become one of the potential components of integrated pest management (IPM). However, further research can be recommended due to the limited availability of studies on the effects of other types of NPs on this pest.