Bazı Bombus Latreille, 1802 (Hymenoptera: Apidae) türleri üzerinde sistematik ve transkriptom çalışmaları
Systematic and transcriptome studies on some species of Bombus Latreille, 1802 (Hymenoptera: Apidae)
Yazar: BURCU DAŞER ÖZGİŞİ
Danışman: PROF. DR. NEVİN KESKİN
Hacettepe Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Zooloji = Zoology
Dizin: Anten = Antenna ; Hymenoptera = Hymenoptera ; Transkriptomlar = Transcriptomics

Özet:
Kimyasal uyarıların algılanması böceklerin yaşam döngüsü boyunca besin bulma, üreme ve predatörlerden kaçınma gibi hayati kararlarda rol oynamaktadır. Koku alma duyusu, sınırsız kimyasal bilgi spektrumundaki hassas ayrım gücü ve yorumu, böceklerin hayatta kalmalarında doğrudan katkıda bulunan çeşitli davranışsal kararları etkilemektedir. Böcekler esas olarak antenlerinde bulunan koku alma duyu nöronları aracılığı ile uçucu molekülleri tanımlarlar. Bu süreçte kemosensör ailelerden koku reseptörleri (OR), tat/temas reseptörleri (GR), iyonotropik reseptörler (IR), koku bağlayıcı proteinler (OBP), kemosensör proteinler (CSP) ve duyusal nöron membran proteinlerinin (SNMP) katılımı gereklidir.

Bombus cinsi içerisinde türlerin dil uzunlukları; kısa, orta ve uzun olmak üzere üç grupta incelenmektedir. Dil uzunluğu besin tercihini dolayısıyla beslenme mekanizmasını etkileyen faktörlerden birisidir. Bu çalışma kapsamında besin tercihlerinde rol oynayan kemosensör gen ailelerindeki ifade farklılaşmasını belirlemek amacıyla, kısa-dilli B. (Kallobombus) soroeensis ve uzun-dilli B. (Subterraneobombus) fragrans işçi bireylerinin antenlerinde de novo transkriptom inşası gerçekleştirilmiştir. Referans temelli biyoinformatik yaklaşımlar ile birlikte B. soroeensis anten transkriptomunda 96 OR, 9 GR, 17 IR, 11 OBP, 5 CSP ve 1 SNMP; B. fragrans anten transkriptomunda ise 107 OR, 9 GR, 18 IR, 10 OBP, 5 CSP ve 2 SNMP geninin ifadesi tespit edilmiştir. Kemosensör gen ailelerinin Bombus cinsi filogenisi inşa edilmiş ve her bir gen ailesinde seçici baskılar belirlenmiştir. Karşılaştırmalı analizler sonucunda B. soroeensis ve B. fragrans anteninde OR, GR, IR, OBP ve CSP ifadelerinde türe özgü ligand duyarlılıklarındaki farklılaşmalar ortaya konmuştur.

Abstract:
The perception of chemical stimuli plays a role in vital decisions such as feeding, reproduction, and avoidance of predators throughout the life cycle of insects. The sense of smell, the sensitive precise discrimination, and interpretation in an unlimited spectrum of chemical information influence a variety of behavioral decisions that directly contribute to the survival of insects. Insects identify volatile molecules mainly through olfactory sensory neurons located in their antennae. In this process, the participation of odorant receptors (ORs), gustatory receptors (GRs), ionotropic receptors (IRs), odorant binding proteins (OBPs), chemosensory proteins (CSPs), and sensory neuron membrane proteins (SNMPs) from chemosensory families are required.

The tongue length of the species of Bombus is examined in three groups; short, medium, and long. Tongue length is one of the main factors affecting food preference and the feeding mechanism. In this study, de novo transcriptome assembly was carried out in the antennae of short-tongued B. (Kallobombus) soroeensis and long-tongued B. (Subterraneoombus) fragrans workers to determine the expression variation in chemosensory gene families that play a role in food preferences. With reference-based bioinformatics approaches, 96 ORs, 9 GRs, 17 IRs, 11 OBPs, 5 CSPs, and 1 SNMP genes from the antennal transcriptome of B. soroeensis; 107 ORs, 9 GRs, 18 IRs, 10 OBPs, 5 CSPs and 2 SNMPs genes from the antennal transcriptome of B. fragrans were detected. The genus phylogeny of chemosensory gene families was constructed and selection pressures were determined in each gene family. As a result of comparative analyzes, differences in species-specific ligand susceptibility in ORs, GRs, IRs, OBPs, and CSPs expressions in B. soroeensis and B. fragrans antennae were revealed.