Ekin kamburbiti Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera:Bostrychidae) popülasyonlarının fosfine karşı direnç düzeylerinin belirlenmesi
Determination of phosphine resistance levels in populations of Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera:Bostrychidae)
Yazar: ABDULLAH YILMAZ
Danışman: PROF. DR. ERHAN KOÇAK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Ekin kambur biti [Rhyzopertha dominica  (F.) (Coleoptera: Bostrichidae)] depolanmış hububatın en önemli zararlılarından biridir. Fosfin uzun yıllardır dünya genelinde bu zararlıya karşı kullanılmaktadır ve yapılan çalışmalar fosfine karşı direnç geliştiğini göstermektedir. Ancak, ülkemizde bu zararlıda fosfine karşı direnç gelişiminin araştırılması yönünde henüz bir araştırma yapılmamıştır. Bundan hareketle, Ankara, Konya, Şanlıurfa, İzmir, Tekirdağ, Kütahya, Karaman, Samsun, Mersin, Hatay, Diyarbakır, Batman olmak üzere bu iller deki Toprak Mahsulleri Ofisi veya özel hububat depolarından R. dominica  ile bulaşık buğday örnekleri toplanmış ve 18 popülasyon elde edilmiştir. Bu popülasyonlar laboratuvarda 25±1ºC sıcaklık ve %65±5 orantılı nem koşullarına ayarlanmış iklim dolaplarında kültüre alınmıştır. Kültüre alınan böceklerden 1-3 haftalık erkek ve dişi erginler karışık olarak denemelere alınmıştır. Tüm popülasyonların fosfine karşı direnç durumu FAO metodu modifiye edilerek LC50 değerlerinin elde edilmesiyle belirlenmiştir. Direnç oranları, bu popülasyonların LC50 değerlerinin hassas popülasyon (AVS) ile kıyaslanmasıyla hesaplanmıştır. R. dominica popülasyonlardan elde edilen test sonuçları fosfine karşı farklı seviyelerde direnç oranlarını ortaya çıkarmıştır.  Fosfine karşı elde edilen en yüksek direnç oranları sırasıyla,  Şanlıurfa 537, Tekirdağ 537, Mersin 533,  Hatay 377, Ankara 357, Konya 335, İzmir 316, Kütahya 99 ve Samsun'da 96 kat olarak bulunmuştur. Karaman, Diyarbakır ve Batman illerinden alınan popülasyonlar dirençli olarak değerlendirilmemiştir. R. dominica popülasyonlarında olası mutasyon varlığını tespit etmek amacıyla toplanan bireylerden fosfine karşı direnç kaynağı ile bağlantı gösteren genler moleküler markerler kullanılarak belirlenmiştir. Toplanan popülasyonlardan her popülasyon için en az 18 birey moleküler çalışmalarda kullanılmıştır. Toplam 324 R. dominica bireyinden ekstrakte edilen DLD geninde aminoasit (P49S) mutasyonu, bu mutasyonu içeren PCR ürünleri, dirençli aleli belirleyen ve bu alel ile genotiplerin belirlenmesini sağlayan MboI kesim enzimi ile kesilmiştir. Buna göre; 324 bireyin 201 tanesi (%62)  homozigot dirençli, 61 tanesi (%18,8) heterezigot dirençli ve 62 (%19,1) adedinin ise homozigot hassas olduğu görülmüştür. Fosfin direnci ile ilişkili DLD geninin işlevini değiştiren rph2 lokusundaki genetik varyasyonların görüldüğü popülasyonların fenotip olarak yüksek dirençli olduğu ve popülasyonlarda yaygın olduğu görülmektedir. 
Kesim sonrasında Ankara, Konya, Şanlıurfa, İzmir, Tekirdağ, Kütahya, Samsun, Mersin, Hatay illerindeki popülasyonlarda fosfin direnci ile ilişkili DLD geninin işlevini değiştiren rph2 lokusundaki genetik varyasyonların görüldüğü popülasyonların fenotip olarak yüksek dirençli olduğu, Karaman, Diyarbakır ve Batman popülasyonlarında genetik varyasyonların henüz oluştuğu fenotip olarak dirençli olmadığı belirlenmiştir. Genel olarak Türkiye'den toplanan dirençli popülasyonlarda, DLD geninin işlevini değiştiren rph2 lokusundaki genetik varyasyonların yaygın olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The lesser grain borer, Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera, Bostrychidae) is one of the most important pests of stored grain. Phosphine has been used for many years against this pest. It has been determined in studies conducted in the world that the pests develop resistance to phosphine. However, there is no such study about this pest in Turkey. For that reasons, wheat samples were collected from a total of 12 local soil crops offices or special grain stores, including Ankara, Konya, Şanlıurfa, İzmir, Tekirdağ, Kütahya, Karaman, Samsun, Mersin, Hatay, Diyarbakır and Batman provinces and totally 18 populations of R. dominica were obtained. The resistance of all populations to phosphine was determined by modifying the FAO method to obtain LC50 values. Resistance rates were calculated by dividing LC50 values of these populations by sensitive population (AVS) values. Bioassay results from R. dominica populations revealed that the resistance rates against phosphine were at different levels. These ratios were as follows; 537 times in Şanlıurfa and Tekirdağ, 533 in Mersin, 377 in Hatay, 357 in Ankara, 335 in Konya, 316 in İzmir, 99 in Kütahya and 96 in Samsun. Karaman, Diyarbakır and Batman populations have not been evaluated as resistant according to discriminating dose studies. 
In order to identify the possible presence of mutation in R. dominica populations, genes associated with resistance to phosphine in individuals were identified using molecular markers. 18 individuals from each population were used in molecular studies. PCR products for the amino acid mutation (P49S) in the DLD gene extracted from a total of 324 individuals tested in different populations across the country were cut with the MboI cutting enzyme, which allows identification of resistant alleles and genotypes. As a result, 201 (62%) of the 324 individuals were found to be homozygous resistant, 61 (18.9%) were heterozygous resistant and 62 (19.1%) were homozygous sensitive. Populations of Ankara, Konya, Şanlıurfa, İzmir, Tekirdağ, Kütahya, Samsun, Mersin and Hatay provinces were homozygous for phenotypic changes in the rph2 locus that altered the function of the DLD gene related to phosphin resistance. Genetic variations in Karaman, Diyarbakır and Batman populations heterozygote resistance) have yet been established, whereas homozygote resistance has not detected. Overall it was determined that populations collected from Turkey has high phosphine resistance. Parallel to these results, genetic variations in the locus of rph2 that alter the function of the resistance-associated DLD gene and homozygous resistance as a phenotype in the populations have been identified.