Karaman, Konya ve Mersin illeri Thripidae (thysanoptera) türlerinin morfolojik ve moleküler karakterizasyonu
Morphological and molecular characterization of Thripidae (thysanoptera) species in Karaman, Konya and Mersin
Yazar: İNCİ ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. LEVENT ÜNLÜ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ CENGİZ İKTEN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Konya, Karaman ve Mersin illeri Thripidae (Thysanoptera) türlerinin genetik veri tabanının oluşturulması amacıyla 2015-2017 yılları arasında, toplanan örneklerin morfolojik ve moleküler sistematik karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Morfolojik sistematikte, iki farklı yöntem (Hoyer (geçici) ve kanada balzamı (kalıcı)) preparat metotları kullanılarak preparat yapılmış ve türlerin teşhisleri yapıldıktan sonra, teşhis karakterleri fotoğraflanmıştır. Moleküler sistematik ise, DNA barkodlama yönteminde mitokondriyel (COI ) ve ribozomal (ITS) gen bölgeleri ele alınırken, tek bireyden elde edilen DNAlar ile ilgili gen bölgeleri PZR yöntemi ile çoğaltılmış, bütün genom anplifikasyonu ve yeni sekanslama metodlarıyla tüm mt genom dizisi, hizmet alımıyla sekanslanmıştır. Türlerin kendi cinslerine ait DNA ve protein clustal analiz yöntemiyle ile polimorfizimleri gösterilmiştir. Ağaçta ve clustal analizlerinde kullanılan örnek GenBank sekansları, yine türlerin dizilimlerinden oluşan BLAST sonuçlarına göre seçilmiştir. MEGA X programında ise barkod temelli filogenetik ağaçlar (UPGMA ile NJ metodu ve ilgili parametrelerle) ile uzaklık tahminleri hesaplanmıştır. Galaxy, SPAdes, Blastn, MITOS arayüz programları hamdata üzerinde gen noktalarını belirlemede kullanılmıştır.
Çalışma sonucunda Thripidae familyasından, 9 tür Thrips cinsi, 3 tür Tenothrips cinsi, 1 tür Taeniothrips cinsi, 2 tür Chirothrips cinsi, 2 tür Odontothrips cinsi, 1 tür Oxythrips cinsi, 2 tür Frankliniella cinsi, 1 tür Limothrips cinsi, 1 tür Thermothrips cinsi, yeni kayıt 1 tür Kakothrips cinsi olmak üzere toplamda 23 tür, çeşitli kültür bitkileri ve yabancı otlarda tespit edilmiştir. Mersin ilinde, Chirothrips kurdistanus zur Strassen, 1967, Tenothrips anatolicus (Priesner, 1961), Tenothrips discolor (Karny, 1907), Thermothrips mohelensis, Thrips atratus Haliday, 1836, Thrips physapus Linnaeus, 1758 türleri, Karaman'da Thrips major Uzel, 1895 türü ve Konya'da Thrips linarius Uzel, 1895, Limothrips angulicornis Jablonowski, 1894 (kanatlı ve kanatsız olmak üzere her iki formu), Türkiye'de ilk kayıt olan Kakothrips dentatus Knechtel (Yeni kayıt), 1938 türleri ile ilgili ilk faunistik kayıtları bu çalışma ile elde edilmiştir. Ayrıca hem tanılama için belirteç hem de filogenetik ilişkileri çözmek için, etkili bir yöntem olarak düşünülen bütün mt genomlarının sekanslanması (bütün genom amplifikasyonu ve yeni nesil sekanslama yöntemiyle) ile Frankliniella occidentalis (Pergande, 1895) ve L. angulicornis (ilk kez) türlerinin tüm mitokondriyel gen bölgesi bilgileri başarılı şekilde elde edilmiştir.
Morfolojik ve moleküler verilerden elde edilen sonuçlar, belirlenen 10 thrips cinsi türlerinin, tür düzeyinde ayrıldığını göstermektedir. COI gen bölgesi barkod sonuçlarında her cins kendi arasında ve genbank örnek sekansları ile aynı dalda kümelenirken; ITS primeri sekansları aynı başarıyı göstermemiştir. Yeni nesil sekanslama ile Frankliniella occidentalis türü için 8 adet SNP, cox1 gen bölgesinde tespit edilmiş ve bu gen bölgesinin barkodlamada kullanılabilecek en iyi potansiyelde olduğu görülmüştür. Bütün genom amplfikasyonunda, tüm mt genomunun, potansiyel barkod gen olma durumları ele alınmıştır. Tüm bu sonuçlar, morfolojik tanımlama sonuçları ile karşılaştırılmış, gen bölgelerinin barkod olma durumları tartışılmıştır. Yeni nesil sekanslama gibi metodların Thysanoptera takımı türlerinin, tüm mitokondriyel gen bölgesi bilgisinin hızlı bir şekilde sekanslanmasında, dolayısıyla teşhis açısından DNA barkodların yapılmasında fayda sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Species of Thripidae (Thysanoptera) family collected from Konya, Karaman and Mersin between 2015 and 2017 were studied in their morphological and molecular systematic aspects. Two different (Hoyer and canada balm) preparation methods were used in the morphological systematic studies. Samples were photographed for diagnosis of characters under microscope. In molecular systematic studies, while mitochondrial (COI) and ribosomal (ITS) gene regions were studied by amplification and Sanger sequencing per the DNA barcoding method from a single indivudual, whole mitochondrial genome sequences were obtained using next generations sequencing methods using Illumina platform. Polymorphisms of the species were shown by DNA and protein clustal analyses. GenBank samples were used in the tree and clustal analyzes which were selected according to the species of BLAST results. Barcode based phylogenetic trees (UPGMA and NJ method and related parameters) and distance estimates were calculated by MEGA X program. Galaxy, SPAdes, Blastn, MITOS programs were used to determine gene points on the raw data for next generation seuencing data.
As a result of the study, 9 species Thrips genus, 3 species Tenothrips genus, 1 species Taeniothrips genus, 2 species Chirothrips genus, 2 species Odontothrips genus, 1 species Oxythrips genus, 2 species Frankliniella genus, 1 species Limothrips genus, 1 species Thermothrips genus, new record 1 species Kakothrips genus, a total of 23 species, have been detected in various cultivated plants and weeds. Thrips atratus Haliday, 1836, Thrips physapus Linnaeus, 1758, Tenothrips anatolicus (Priesner, 1961), Tenothrips discolor (Karny, 1907), Chirothrips kurdistanus zur Strassen, 1967, T. mohelensis species in Mersin, Thrips major Uzel, 1895 species in Karaman and Thrips linarius Uzel, 1895, Limothrips angulicornis Jablonowski, 1894 (winged and wingless), Kakothrips dentatus Knechtel, 1938 species in Konya (the first record in Turkey) were obtained with the first faunistic information from this study. In addition, whole mitochondrial assembly of Frankliniella occidentalis (Pergande, 1895) and L. angulicornis (first time) were obtained successfully by whole mt genomes sequencing which is considered to be an effective method both marker for identification and phylogenetic relationships.
The results obtained from the morphological and molecular data indicated that the 10 thrips species are separated into the species level. Each genus was clustered among themselves in the same branch with genbank sample sequences in COI gene region barcode results, but ITS sequences did not show the same success. By using next generation sequencing, 8 SNPs were detected in the cox1 gene region of Frankliniella occidentalis and it was found to have the best potential for population genetic studies of the species. In whole genome amplification, the potential barcode gene of the whole mt genes were discussed. All the results were compared with the morphological identification results and the gene barcode regions were discussed. Next-generation sequencing and whole genome amplification methods are shown to be useful for rapidly sequencing all mitochondrial gene region information, thereby making DNA barcodes for diagnostic purposes of Thripidae species.