Farklı Bambul arı, Bombus terrestris (L.) (Hymenoptera: Aphidae), populasyonlarında yeni nesil dizileme tabanlı snp markır geliştirme ve populasyon yapısının belirlenmesi
Development of new generation sequence-based snp markers and determination of population structure in different Bumblebee, Bombus terrestris (L.) (Hymenoptera: Aphidae), populations
Yazar: ASLI HÜRRİYET
Danışman: DOÇ. DR. CENGİZ İKTEN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı / Entomoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada Antalya ilinin Kumluca, Demre, Kaş, Karatepe, Aksu, Serik ve Manavgat ilçelerinden, Burdur'un güneyi ve Isparta ilinde bulunan Karacaören Gölü'nün çevresinden toplanan ticari kovan ve doğal Bombus terrestris (L.)  bireylerinin popülasyon yapısı ve genetik çeşitliği incelenmiştir. Popülasyonlar arası genetik çeşitliliğin ve polimorfizmlerin belirlenmesi için bireylerden kalitesi yüksek DNA elde etmek amacıyla özel modifiye edilmiş CTAB yöntemi ile izole edilen DNA'lar aracılığıyla yeni nesil sekanslama kütüphaneleri hazırlanarak genom dizileri elde edilmiştir. Moleküler çalışmalarımızda, kromozom seviyesinde birleşme ve dolayısıyla SNP'lerin genomdaki konumunun belirlenmesine izin veren yüksek doğruluk saptanmıştır. Fst analizleri için ek olarak filtrelenmiş bir veri seti oluşturulmuştur. Tassel programı ile Distance Matrix, PCoA ve numerik genotip değerleri elde edilmiştir. Bu numerik genotip değerleri "Structure" programı ile çalıştırılmış, popülasyonların kendi içerisinde 5 farklı alt popülasyona ayrıldığı saptanmıştır (ΔK=5). Numerik genotip değerleri kullanılarak PAST programı ile ANOVA istatistiksel işlemi gerçekleştirilmiş ve popülasyonun istatistiki değerleri belirlenmiştir. Elde edilen Distance Matrix verileri ile MEGA 11 programında sekans temelli filogenetik ağaç UPGMA metodu ve ilgili parametreler kullanılarak oluşturulmuştur. Structure programından elde edilen verilerle ayrıştırılan alt popülasyonlar, Structure Harvester ve Clumpak web ara yüzleri ile görselleştirilmiş ve standart sapma grafikleri elde edilmiştir. Tassel'de elde edilen PCoA değerleri ile elde edilen veriler R Studio istatistik programında grafikler haline getirilmiştir. 
Sonuç olarak, tamamı Bombus terrestris (L.) bireylerinden oluşan farklı populasyonlar elde etmek amacıyla dokuz farklı ticari ve doğal lokasyondan 113 adet birey örneklenmiştir. Yeni nesil sekanslama çalışmaları, ddRAD tekniği ve biyoinformatik analizler sonucu ortaya konulan 31.556 adet SNP verisi tüm kromozomları temsil edecek şekilde 463 adet SNP'e indirgenmiş ve bu SNP lokusları kullanılarak 10.000 burning periyod ve 10.000 MCMC parametreleri aralığında alt populasyon taramaları yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda bireylerin 13.43 belirlenen K değeri ile 5 ayrı alt popülasyona ayrıldığı ve bu popülasyonlar arasında düşük-orta seviyede (p=1.7) genetik farklılık gözlemlendiği bulunmuştur. Doğadan toplanan türler orta-güçlü oranda farklılık gözlenmiş fakat özellikle ticari koloniler arasında beklenen düzeyde yüksek farklılıklar gözlenmemiştir

Abstract:
This study examines the population structure and genetic diversity of commercial hives collected from the districts of Kumluca, Demre, Kaş, Karatepe, Aksu, Serik, and Manavgat in the Antalya province, as well as natural areas around Karacaören Lake in the southern part of Burdur and in Isparta province, along with natural Bombus terrestris (L.) individuals. In the study, high-quality DNA was obtained from individuals using a modified CTAB method specific to the study to isolate DNA, and next-generation sequencing libraries were prepared to obtain genome sequences to determine the inter-population genetic diversity and the presence of polymorphisms. In molecular studies, high accuracy allowing chromosomal-level assembly and thus determination of the genomic location of SNPs has been detected. Additionally, a filtered dataset was created for Fst analyses. Distance Matrix, PCoA values, and numerical genotype values were obtained using the TASSEL program. These numerical genotype values were used to conduct ANOVA statistical analysis using the PAST program to determine the statistical values of the population. Sequence-based phylogenetic trees were made in MEGA 11 program using the obtained Distance Matrix data with the UPGMA method and relevant parameters. Data obtained from the Structure program were visualized using Structure Harvester and Clumpak web interfaces, and standard deviation graphs were obtained. PCoA values obtained in TASSEL were converted into graphics in R Studio statistical program.
As a result of the study, a total of 113 individuals were sampled from nine different commercial and natural locations with the aim of obtaining distinct populations consisting entirely of Bombus terrestris (L.) individuals. Next-generation sequencing applications, utilizing the ddRAD technique and bioinformatics analyses, reduced the initial dataset of 31,556 SNP markers representing all chromosomes to 463 SNP loci. Subpopulation scanings were conducted using 10,000 burning periods and 10,000 MCMC parameters. Resulting in the identification of five distinct subpopulations among the individuals with a determined K value of 13.43. Genetic differentiation was observed a low to moderate level (p=1.7) among these populations. Wild species collected from natural habitats exhibited moderate to strong differentiation, notably high differentiations expected among commercial colonies were not observed.