Doğu Akdeniz Bölgesinde Tribolium castaneum (Herbst) ve Tribolium confusum Jac du val popülasyonlarında fosfin direncinin belirlenmesi ve genetik ilişkisinin ortaya çıkarılması
Determination of phosphine resistance and genetic relation in Tribolium castaneum (Herbst) and Tribolium confusum Jac du val populations in Eastern Mediterranean Region
Yazar: İNANÇ ŞAFAK DOĞANAY
Danışman: PROF. DR. ALİ ARDA IŞIKBER
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Kimyasal mücadele = Chemical control ; Zararlı böcekler = Insect pests

Özet:
DOĞU AKDENİZ BÖLGESİNDE TRIBOLIUM CASTANEUM (Herbst) ve TRIBOLIUM CONFUSUM Jac Du Val POPÜLASYONLARINDA FOSFİN DİRENCİNİN BELİRLENMESİ VE GENETİK İLİŞKİSİNİN ORTAYA ÇIKARILMASI
DOKTORA TEZİ

İNANÇ Ş. DOĞANAY

ÖZET
		Bu çalışmada, ülkemizin Doğu Akdeniz Bölgesi'ndeki tahıl depolarında yaygınlıkla görülen ve zararlı olan Tribolium castaneum (Herbst) ve Tribolium confusum Jac Du Val popülasyonlarının fosfine direnç durumunun toksikolojik ve moleküler yöntemler kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaçla Adana, Osmaniye, Kahramanmaraş, Hatay ve Mersin illerindeki tahıl depolarındaki popülasyonlardan örneklenen T. castaneum ve T. confusum erginleri üzerinde ayırıcı fosfin konsantrasyon testleri yürütülmüş ve örneklenen 79 farklı T. castaneum popülasyonunun tamamının fosfine yüksek seviyede dirençli olduğu belirlenmiştir. Tribolium confusum popülasyonlarında ise 7 popülasyonun fosfine hassas, 2 popülasyonunun ise fosfine düşük seviyede dirençli olduğu saptanmıştır. Ayırıcı konsantrasyon testleri sonuçlarının değerlendirilmesiyle seçilen 21 farklı T. castaneum popülasyonunu erginleri ile 25 °C sıcaklıkta 20 saat süre ile yürütülen lethal konsantrasyon testleri sonucunda, yerel T. castaneum popülasyonlarının fosfine hassas referans popülasyona nazaran fosfine, 77 – 392 kat daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Araştırmanın yürütüldüğü illerde, fosfine en yüksek seviyede dirençli olduğu belirlenen DA-31, DB-12, DC-2, DD-12, DE-5 ve DE-8 kodlu T. castaneum popülasyonlarda, fosfine yüksek seviyede dirence sebebiyet veren; DLD geninde gerçekleşen rph_2 mutasyonunun varlığı araştırılmış ve yürütülen moleküler testler sonucunda popülasyonların toplam direnç allel yüzdeleri belirlenmiştir. Bu amaç için gerçekleştirilen testler sonucunda, Adana'dan DA-31, Osmaniye'den DB-12 ve Mersin'den toplanan DE-5 kodlu popülasyonların tüm bireylerinin her iki allelinde de fosfine yüksek dirence sebebiyet veren mutasyon varlığı tespit edilmiş ve toplam direnç allel yüzdeleri % 100 olarak belirlenmiştir. Kahramanmaraş'tan DC-2, Hatay'dan DD-12 ve Mersin'den toplanan DE-8 kodlu popülasyonların direnç alleli yüzdeleri sırasıyla % 83.75, % 95.5 ve % 97.5 olarak hesaplanmıştır. Fosfine dayanıklı olduğu belirlenen popülasyonlar ve fosfine hassas referans popülasyonun bireyleri kullanılarak gerçekleştirilen nükleotid dizi analizleri sonucunda ise fosfine dayanıklı popülasyonların tamamında DLD geninin rph_2 lokusunda C→T mutasyonu (C133T) belirlenerek, bunun aminoasit yansıması olarak Prolin yerine Serin (P45S) kodlandığı ortaya konulmuş ve bu durum, literatürde fosfine hassas ve dayanıklı olduğu rapor edilen popülasyonların nükleotid dizilimleri ile karşılaştırılarak teyit edilmiştir. 
		Araştırmanın ikinci aşamasında ise fosfine hassas ve yüksek seviyede dirençli T. castaneum popülasyonlarının tüm biyolojik dönemlerinde fosfin direncinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Bu amaçla, fosfine hassas ve yüksek seviyede dirençli (392X) popülasyonların ergin, larva, yumurta ve pupa dönemleri farklı uygulama konsantrasyonlarına 24, 48 ve 72 saat uygulama sürelerinde maruz bırakılarak lethal konsantrasyon değerleri hesaplanmış ancak fosfine dirençli popülasyonun tüm biyolojik dönemlerinin fosfine direnç katsayıları hesaplanamamıştır. Testlerden elde edilen lethal konsantrasyon değerlerinin incelenmesi sonucunda fosfine hassas popülasyonda pupa ve yumurta dönemleri, ergin ve larva dönemlerine nazaran daha dayanıklı bulunurken, fosfine dayanıklı popülasyonda ise pupa döneminin fosfine en dayanıklı biyolojik dönem olduğu saptanmıştır. Lethal konsantrasyon testlerine ek olarak; fosfine hassas ve dirençli popülasyonların tüm biyolojik dönemleri 25 °C sıcaklıkta 3 farklı fosfin konsantrasyonuna farklı uygulama sürelerinde maruz bırakılmış ve tüm dönemlerin LT50-LT99 değerleri ile fosfine direnç katsayıları belirlemiştir. Lethal zaman testleri sonucunda fosfine dirençli popülasyonun biyolojik dönemlerinin, fosfine hassas popülasyona nazaran 18 - 41 kat arasında daha dayanıklı olduğu belirlenirken, pupa ve yumurta dönemlerinin, ergin ve larva dönemlerine nazaran fosfine çok daha yüksek seviyede dirençli olduğu açık bir şekilde ortaya konulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Fosfin direnci, Tribolium castaneum, Tribolium confusum, Dihidrolipoamid dehidrogenaz, rph_2, biyolojik dönemler, lethal konsantrasyon, lethal zaman

Abstract:
DETERMINATION OF PHOSPHINE RESISTANCE AND GENETIC RELATION IN TRIBOLIUM CASTANEUM (HERBST) AND TRIBOLIUM CONFUSUM Jac Du Val POPULATIONS IN EASTERN MEDITERRANEAN REGION

PhD Thesis

İNANÇ Ş. DOĞANAY

SUMMARY

In this study, the phosphine resistance status of Tribolium castaneum and T. confusum populations, which are common and serious pests in the grain storages of The Eastern Mediterranean Region of Turkey, were investigated using toxicological and molecular tests. For this purpose, discriminating phosphine concentration tests were carried out on adults of T. castaneum and T. confusum populations collected from grain storages in Adana, Osmaniye, Kahramanmaraş, Hatay, Mersin provinces and all T. castaneum populations were determined strong resistant to phosphine. In the Tribolium confusum, 7 populations were determined susceptible and 2 populations were weak resistant to phosphine. Lethal concentration tests indicated that local T. castaneum populations were resistant to phosphine in the range of 77 - 392 folds compared with phosphine-susceptible reference strain. In addition, in the 6 different populations with the most resistance to phosphine (one population from Adana, Osmaniye, Kahramanmaraş and Hatay province (DA-31, DB-12, DC-2, DD-12), two from Mersin province (DE-5 and DE-8) the mutation at rph_2 locus of the DLD gene was investigated and the total resistance allele percentages of the populations were determined by molecular methods. The presence of mutations showing strong resistance to phosphine was detected in both alleles of all individuals of the DA-31 DB-12 and DE-5 populations, and as a result, the total resistance allele percentages were determined to be 100 %. Resistance allele percentage of DC-2, DD-12 and DE-8 populations was 83.75 %, 95.5 % and 97.5 % respectively. As a result of nucleotide sequence analysis in phosphine-resistant populations, rph_2 mutation (C133T) of DLD gene was determined that, was revealed that Serine (P45S) amino acid was encoded instead of Proline, and this was confirmed by comparison with the nucleotide sequences of the populations reported in the literature to be susceptible and strong resistant for phosphine.
In the second part of this study, it was aimed to determine the phosphine resistance in all biological stages of the susceptible and strong resistant (392X) T. castaneum populations for phosphine. Although lethal concentration values were determined by exposure to different phosphine concentrations at 24, 48 and 72 hours for all biological stages of susceptible and strong resistant T. castaneum populations, resistance factors of all biological stages could not be calculated for resistant population. Nevertheless, in the light of the results obtained from the lethal concentration tests, the pupa and egg stages were found more resistant than the adult and larval stages in the susceptible population, whereas the pupa stage was found to be the most tolerant biological stage in the phosphine resistant population. In addition to lethal concentration tests; all biological stages of both T. castaneum populations were exposed to 3 different phosphine concentrations (0.5, 1 and 2 mg/L) at 25 °C for determining lethal time values and phosphine resistance factors. As a result of the lethal time tests, it was determined that the biological stages of the phosphine-resistant population were 18 to 41 times more resistant than the susceptible population, while it was clearly demonstrated that the pupa and egg stages were much more resistant to phosphine than the adult and larval stages of both populations.
Keywords: Phosphine resistance, Tribolium castaneum, Tribolium confusum, Dihydrolipoamide dehydrogenase, rph_2, biological stages, lethal concentrations, lethal time