İstilacı zararlı ricania simulans (Walker, 1851) (Hemiptera: ricaniidae) türünün taslak genom dizisinin ortaya konması
Revealing the draft genome sequence of an invasive pest, ricania simulans (Walker, 1851) (Hemiptera: ricaniidae)
Yazar: YUSUF ULAŞ ÇINAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ VAHAP ELDEM
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Zooloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Zooloji = Zoology
Dizin: Moleküler biyoloji = Molecular biology

Özet:
Anavatanı Uzak Doğu olan istilacı bir tarım zararlısı olan Ricania simulans, Gürcistan ve Rusya üzerinden bitkisel madde ticareti yoluyla Türkiye'ye girmiş ve günümüzde İstanbul'a kadar yayılmıştır. Hem nimf formu hem de ergin bireyleri başta sıklıkla tüketilen çay, kivi, fındık, mısır, fasulye, biber ve patlıcan gibi bitkiler olmak üzere tüm tarım bitkilerinde, çalılarda ve genç ağaçların sürgünlerinde bitki özsuyu ile beslenmektedir. Dolayısıyla söz konusu bitkiler büyük zarar görmekte ve önemli ekonomik kayıplara sebep olmaktadır. R. simulans türü bir model organizma olmadığı için genetik ve omik kaynaklar, diğer tarım zararlıları için olanlar kadar kapsamlı bir şekilde geliştirilmemiştir ve şimdiye kadar yayımlanmamıştır. İstilacı tarım zararlısı R. simulans'ın kemosensöriyel yeteneklerini ve insektisit direncini daha iyi anlamak ve gen düzenleme gibi yeni kontrol stratejileri geliştirmek için genomik kaynakların önemi yüksektir. Bu doğrultuda tez çalışması kapsamında R. simulans'a ait yüksek moleküler ağırlıklı DNA izole edilmiştir. R9.4.1 ve R10.3 akış hücreleri kullanılarak Nanopor dizileme reaksiyonu Moleküler Biyoçeşitlilik Laboratuvarı'nda gerçekleştirilmiş ve ~16 Gb genomik veri elde edilmiştir. MGI DNBSEQ-G400 platformu üzerinde yapılan DNA Nanoball dizileme reaksiyonu ile de 636 milyon kısa okuma elde edilmiştir. Ardından elde edilen uzun ve kısa okumalar birleştirilerek hibrit de novo genom inşaa analizinde kullanılmıştır. Biyoenformatik analiz sonucunda R. simulans'ın genom uzunluğunun 1.3 Gb olduğu belirlenmiş ve BUSCO üzerinde bulunan eklembacaklılar verisetinin %84.7'si için tam dizileri içerdiği bulunmuştur. Tekrarlayan diziler ise bütün genomun %26'ını oluşturduğu belirlenmiştir. Genom annotasyon analizi sonucunda 17,761 protein-kodlayan gen tanımlanmıştır. İstilacı bir tarım zararlısı olan R. simulans ülkemizde yayılımını sürdürmektedir bu nedenle R. simulans'a ait genomun ortaya konulması, bu türle mücadele etme ve biyokontrol yöntemlerinin geliştirilmesi açısından önem arz etmektedir.

Abstract:
The invasive agricultural pest Ricania simulans, whose origin is the Far East, has entered Turkey through plant material trade via Georgia and Russia and has spread as far as Istanbul today. Both nymph and adult forms feed on the plant sap of all agricultural plants, shrubs, and young tree shoots, especially frequently consumed plants such as tea, kiwi, hazelnut, corn, beans, peppers, and eggplants, causing significant damage to these plants and resulting in significant economic losses. R. simulans is not a model organism, so genetic and omic resources have not been developed as comprehensively as those for other agricultural pests and have not been published so far. The importance of genomic resources is high to better understand the chemosensory abilities and insecticide resistance of the invasive agricultural pest R. simulans and to develop new control strategies such as gene regulation. In this context, high molecular weight DNA belonging to R. simulans was isolated in the thesis study. Nanopore sequencing reactions were performed in Molecular Biodiversity Laboratory using R9.4.1 and R10.3 flow cells, and ~16 Gb genomic data was obtained. DNA Nanoball sequencing reaction was performed on the MGI DNBSEQ-G400 platform, and 636 million short reads were obtained. Then, the obtained long and short reads were combined and used in hybrid de novo genome assembly analysis. As a result of bioinformatics analysis, the genome length of R. simulans was determined to be 1.3 Gb, and it was found to contain complete sequences for 84.7% of the arthropod dataset on BUSCO. Repeat sequences were found to constitute 26% of the entire genome. As a result of genome annotation analysis, 17,761 protein-coding genes were identified. R. simulans, an invasive agricultural pest, continues to spread in our country, therefore the assembly of the R. simulans genome is important in terms of combating this species and developing biocontrol methods.