Domates güvesi, tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechiidae)'da chlorantraniliprole direnç yönetimi geliştirilmesine yönelik kalıtımın ve moleküler mekanizmaların araştırılması
Investigating the inheritance and molecular mechanisms for the development of chlorantraniliprole resistance management in the tomato leafminer, tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechiidae)
Yazar: ABDULLAH EMRE ATIŞ
Danışman: PROF. DR. ALİ ERGÜL
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışma domates güvesi, Tuta absoluta Ryanodine reseptöründe (RyR) sadece Türkiye'de tespit edilen I4746K mutasyonunun, chlorantraniliprole (CHL) direncine katkısının belirlenmesi ve direnç yönetimine yönelik bilgilerin ortaya konulması amacıyla yapılmıştır.
Biyoassay sonuçlarına göre I4746K mutasyonunu taşıyan TR-Krş-21 popülasyonunda, hassas popülasyona kıyasla, 97 katla yüksek CHL direnci tespit edilmiştir. Altı generasyon CHL seleksiyonu sonucunda TR-Krş-21-Sel popülasyonundaki direnç oranı, 929 kata çıkarken; I4746K mutasyon frekansı ise %73'ten %96'ya anlamlı şekilde artmıştır. 14 generasyon süresince ilaca maruz kalmadan kültürü devam ettirilen TR-Krş-21-Unsel popülasyonunda, 77 kat CHL direnci ve %74 I4746K mutasyon frekansıyla, CHL direnci laboratuvar koşullarında stabil kalmıştır. TR-Krş-21 ve TR-Krş-21-Sel popülasyonlarında CHL direnci, abamectin, broflanilide ve pyriproxyfenin aksine flubendiamide ve cyantraniliprole'e çapraz-direnç göstermiştir. Sinerjizm çalışmalarında sitokrom-P450 ve glutatyon S-transferaz enzimleri CHL direncine düşük seviyede katkı sağlamaktadır. Hassas, TR-Krş-21 ve TR-Krş-21-Sel popülasyonlarında RyR ifade seviyelerinde anlamlı bir fark bulunamamıştır. Dirençli ve hassas popülasyonların çaprazlamalarına göre CHL direnci otozomal, eksik baskın karakterde ve çok sayıda gen tarafından kontrol edilirken; I4746K mutasyonuyla birlikte kalıtlanmaktadır. CHL direncinin moleküler mekanizmasının anlaşılmasına katkıda sağlaması amacıyla Tuta absoluta RyR geni karakterize edilmiş ve  I4746K mutasyonunun hızlı tespitine yönelik T-ARMS PCR tabanlı moleküler markır geliştirilmiştir. Çalışmada sekiz adet arazi popülasyonunda zararlıyla mücadelede başarısızlığa yol açması muhtemel orta-yüksek seviyede CHL direnci tespit edilmiştir. Direncinin ana mekanizmasınının I4746M/K ve G4903E mutasyonları temelli hedef-bölge değişimleri olduğu gösterilmiştir.
Sonuç olarak, mevcut tez T. absoluta RyR'de tespit edilmiş I4746K mutasyonunun yüksek CHL direnciyle ilişkisinin ortaya koymaktadır. Elde edilen verilerin zararlıyla mücadeleye önemli katkılar sağlayacağına inanılmaktadır.

Abstract:
This study was conducted to determine the contribution of the I4746K mutation, which is identified solely in Türkiye, in the Ryanodine receptor (RyR) of the tomato leaf miner, Tuta absoluta, to chlorantraniliprole (CHL) resistance and to provide insights into resistance management. 
The bioassay results showed that the TR-Krş-21 population carrying the I4746K mutation exhibited a 97-fold higher CHL resistance compared to the susceptible population. The resistance ratio in the TR-Krş-21-Sel population increased to 929 times after six generations of CHL selection, while the frequency of I4746K mutations increased significantly from 73% to 96%. In the TR-Krş-21-Unsel population, which was maintained for 14 generations without CHL exposure, a stable CHL resistance of 77-fold and a 74% I4746K mutation frequency were observed under laboratory conditions. CHL resistance in the TR-Krş-21 and TR-Krş-21-Sel populations showed cross-resistance to flubendiamide and cyantraniliprole, but not to abamectin, broflanilide, or pyriproxyfen. Synergism studies revealed that cytochrome-P450 and glutathione S-transferase-mediated metabolic detoxification played minor role in CHL resistance. No significant difference was found in the expression levels of the RyR among the susceptible, TR-Krş-21, and TR-Krş-21-Sel populations. Crossings of resistant and susceptible populations suggested that CHL resistance is autosomal, incompletely dominant and is polygenic, and co-segregate strongly with the I4746K mutation. The Tuta absoluta RyR gene was characterized to gain more insight into the molecular mechanism underlying CHL resistance. Additionally, a T-ARMS PCR-based molecular marker was developed for the rapid identification of the I4746K mutation. Eight field populations were found to have moderate to high levels of CHL resistance, which could result in control failures. Based on the I4746M/K and G4903E mutations, it was shown that target-site modifications were the major mechanism of resistance.
In conclusion, the present thesis elucidates the association between the I4746K mutation, detected in T. absoluta RyR, and high CHL resistance. It is believed that the data obtained will significantly contribute to pest management strategies.