Ege bölgesinden örneklenen zeytin sineği (Bactrocera oleae) populasyonlarının izoenzim belirteçleri yardımı ile genetik karakterizasyonları ve bu populasyonlarda insektisit direncinin biyokimyasal temellerinin araştırılması
Genetic characterization of olive fly (Bactrocera oleae) populations sampled from Aegean region by isozyme markers and investigation of the biochemical basis of insecticide resistance in these populations
Yazar: MERİÇ ERDOLU
Danışman: DOÇ. DR. BELGİN GÖÇMEN TAŞKIN
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: Bactrocera oleae = Bactrocera oleae ; Zararlılar = Pests ; Zeytin sineği = Olive fly ; İnsektisit direnci = Insecticide resistance

Özet:
Zeytin sineği (Bactrocera oleae) zeytinin en önemli zararlısıdır. Bu türün Türkiye'de zeytin tarımının önemli bir ekonomik kaynak olduğu Ege Bölgesi'nde de zeytin bitkilerine etkisi büyüktür. Bu nedenle türün Ege Bölgesi'ndeki populasyonlarının genetik karakterizasyonları ve bu populasyonlardaki insetisit direncinin biyokimyasal temellerinin saptanması önemlidir. Bu amaçla Ege Bölgesi'nde zeytinciğin yoğun olarak yapıldığı 7 farklı lokasyon (Altınoluk, Ayvalık, Burhaniye, Dikili, İzmir, Muğla, Şakran) seçilmiş ve bu lokasyonlardaki zeytin sineği populasyonları örneklenmiştir. Populasyonlar Aldehit Oksidaz (AOX; E.C. 1.2.3.1), Alkol Dehidrogenaz (ADH; E.C. 1.1.1.1), Asit Fosfataz (ACP; E.C. 3.1.3.2), Alkalin Fosfataz (ALP; E.C. 3.1.3.1), Esterazlar (α-EST, β-EST; E.C. 3.1.1…), Fruktokinaz (FK; E.C. 2.7.1.4), Hekzokinaz (HK; E.C. 2.7.1.1), Hidroksibütirat Dehidrogenaz (HBDH; E.C. 1.1.1.30), Katalaz (CAT; E.C. 1.11.1.6) ve Malat Dehidrogenaz (MDH; E.C. 1.1.1.37) olmak üzere 10 farklı izoenzim sistemi kullanılarak genetik olarak karakterize edilmişlerdir. Tüm izoenzim sistemleri için polyakrilamid jel elektroforezi (PAGE) yöntemi kullanılmıştır.  Elektroforetik verilerin analizi POPGENE Versiyon 1.32 bilgisayar programı ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmada lokuslar bazında değerlendirmeye alınan 9 izoenzim sisteminde (Esterazlar hariç) toplam 30 lokus saptanmıştır. Bu 30 lokusta toplam 72 allel gözlenmiştir. Tüm populasyon ve lokuslar için, gözlenen ortalama allel sayısı (Na) 2,2606 ± 0,8377 ve ortalama etkili allel sayısı (Ne) ise 1,9517 ± 0,7013 olarak bulunmuştur.  Populasyonlardaki polimorfik lokus oranı ortalama % 44,29 olarak saptanmıştır. Tüm populasyonlarda beklenen heterozigotluk ortalaması (He) 0,4354 ± 0,2751 olarak bulunurken, gözlenen heterozigotluk ortalaması (Ho) 0,3660 ± 0,3964 olarak saptanmıştır. Genetik çeşitliliğin % 53,10'luk kısmının populasyonlar içinde, geriye kalan % 46,90'lık kısmının ise populasyonlar arasında olduğu görülmüştür. Nei'nin genetik uzaklık katsayısı (DN), bütün populasyon çiftleri dikkate alındığında 0,9433 ile 0,3171 arasında değişmiştir.
Çalışılan zeytin sineği populasyonlarındaki insektisit direncinin biyokimyasal temelerinin ortaya konulabilmesi amacıyla metabolik detoksifikasyonda rol oynayan enzimlerden Asetilkolin Esteraz (AKE), Glutathion-S-Transferaz (GST) ve Genel Esteraz (GE) enzim sistemleri de bu tez kapsamında spektrofotometrik olarak çalışılmıştır. Populasyonların Genel Esteraz enzim aktivitelerinin α-esterazlar için 29,1 ± 4,9 ile 39,2 ± 6,8 arasında, β-esterazlar için ise 25,3 ± 4,8 ile 35,0 ±  5,5 arasında değiştiği saptanmıştır. Glutathion-S-Transferaz enzim aktivitesi için populasyonlarda 32,5 ± 17,9 ile 54,5 ± 5,0 değerleri arasında aktivite değerleri görülmüştür. Asetilkolin Esteraz aktivitesi için ise iki farklı inhibitörle (diazinon ve karbaril) % kalan aktivite değerleri ölçülmüştür ve bunun sonucunda diazinon için 13,2 ± 1,3 ile 22,5 ± 1,3 değerleri arasında % kalan aktivite, karbaril için ise 22,8 ± 3,5 ile 86,2 ± 1,9 değerleri arasında % kalan aktivite hesaplanmıştır.

Abstract:
Olive fly (Bactrocera oleae) is the most important pest species of the olive.This species has a great effect on olive trees in Egean region, where olive cultivation is an important economic source. Therefore, genetic characterisation and determination of the biochemical basis of insecticide resistance is essential to identify in the Aegean populations. For this purpose, seven different locations in the Aegean Region (Altınoluk, Ayvalık, Burhaniye, Dikili, İzmir, Muğla, Şakran) were selected and olive fruit fly populations of that locations were sampled. Populations were genetically characterized by using 10 different isoenzyme systems such as aldehyde oxidase (AOX, EC 1.2.3.1), alcohol dehydrogenase (ADH, EC 1.1.1.1), acid phosphatase (ACP, EC 3.1.3.2), alkaline phosphatase (ALP, EC 3.1.3.1), esterases (α-EST , β-EST, EC 3.1.1), fructokinase (FK, EC 2.7.1.4), hexokinases (HK, EC 2.7.1.1), hydroxybutyrate dehydrogenase (HBDH, EC 1.1.1.30), catalase (CAT, EC 1.11. 1.6) and malate dehydrogenase (MDH, EC 1.1.1.37). For all isoenzyme systems polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) method was used. Electrophoretic analysis of data was performed by computer software POPGENE version 1.32. In the study, a total of 30 loci were identified in nine isoenzyme system (excluding esterase) were taken into consideration on the basis of loci. A total of 72 alleles were observed on these 30 loci. For all populations and loci, the observed average number of alleles (Na) was 2.2606 ± 0.8377 and the average effective number of alleles (Ne) was 1.9517 ± 0.7013, respectively. Polymorphic locus ratio of the populations were determined as the average of 44.29 %. The average expected heterozygosity in populations (He) was identified as 0.4354 ± 0.2751 and the average observed heterozygosity (Ho) was identified as 0.3660 ± 0.3964. It is found that the percentage of the genetic diversity within and among the populations were 53.10 % and 46.90 % respectively. Nei's genetic distance coefficient (DN), considering all pairs of populations ranged from 0.3171 to 0.9433. Within the scope of this thesis, in order to determine the biochemical basis of insecticide resistance of the studied populations Acetylcholine Esterase (AKE), Glutathione-S-Transferase (GST) and General Esterase (GE) enzyme systems which involved in metabolic detoxification have been studied spectrophotometrically. In populations, General Esterase activities changed between 29.1 ± 4.9 and 39.2 ± 6.8 for α-esterases and 25.3 ± 4.8 and 35.0 ±  5.5 for β-esterases. For Glutathione-S-Transferase enzyme activities in populations the activity values within the range of 32.5 ± 17.9 and 54.5 ± 5.0 were observed. Percent remaining Acetylcholine Esterase activities were determined by using two different inhibitors (diazinon and carbaryl). With diazinon inhibitor, the activity values were found between 13.2 ± 1.3 and 22.5 ± 1.3, and with carbaryl inhibitor the activity values were found between 22.8 ± 3.5 ile 86.2 ± 1.9.