D3 vitaminin Drosophila melanogaster (Meigen) (Diptera: Drosophilidae)'in bazı biyolojik özellikleri ile P450 detoksifikasyon enziminin aktivitesine etkisi
The effects of vitamin D₃ on some biological traits with the activity of P450 detoxification enzyme of Drosophila melanogaster (Meigen) (Diptera: Drosophilidae)
Yazar: ECEM ÖYKÜ ÖZDOĞAN
Danışman: PROF. DR. KEMAL BÜYÜKGÜZEL
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Yapılan bu tez çalışmasında yağda çözünen bir vitamin olan D₃ vitamininin Drosophila 
melanogaster model organizması üzerindeki biyolojik ve biyokimyasal etkileri araştırıldı. 
Çalışmanın amacı, artan D₃ vitamini konsantrasyonlarının D. melanogaster'in yaşam döngüsü, 
biyolojik özellikleri ve sitokrom P450 detoksifikasyon enzimi aktivitesi üzerindeki olası 
toksik etkilerini incelemektir. Bunun yanı sıra D vitamini kullanımının tarımsal zararlılarla 
mücadelede insektisit olarak değerlendirilebilme potansiyeli de ele alınmıştır. Bu çalışmada 
D₃ vitamini içermeyen öncelikli olarak D₃ vitamininin denenecek konsantrasyonları 
belirlendi. Belirlenen D₃ vitamini içermeyen Besin kontrolü ve tween 80 çözücü kontrolü 
dışında D₃ vitamininin 5, 20, 80, 320, 1280, 2560 mg/L olan konsantrasyonlarıdır. Besin 
kontrol grubunda besine bırakılan 1. evre larvalarının % 85 oranında 3. evre larva, pup ve 
ergin evrelere ulaştığı gözlemlendi. Denenen konsantrasyonlardan 320 mg/L'de 3. evre olma 
oranı % 38,75, pup olma oranı % 36,25 ve ergin olma oranı % 33,75 olarak tespit edildi. D₃ 
vitamininin 2560 mg/L' lik konsantrasyonlarında ergin olma oranlarının % 7,50' ye kadardüştüğü belirlendi. Böceğin gelişme sürelerine bakıldığında besin kontrol grubunda 3. evreye 
ulaşma süresi 3,12, pup olma süresi 4,19 ve ergin olma süresi 8,05 gün olarak belirlenirken 
320 mg/L'lik konsantrasyonda 3. evreye ulaşma süresi 3,54, pup olma süresi 4,60 ve ergin 
olma süresi 8,51 gün olarak belirlendi. Ergin ömür uzunluğu besin kontrolü grubunda 
17,88 gün iken vitamin D₃'ün 320 mg/L'sinde 9,94 güne kadar düştü. Elde edilen bu bulgular 
artan D₃ vitamini konsantrasyonlarının toksik etki oluşturduğunu gösterdi. Yüksek D₃ 
vitamini konsantrasyonları, larva ve pupa gelişim sürelerini uzatırken, ergin ömür uzunluğunu 
ise önemli derecede kısalttı. Özellikle 1280 mg/L ve 2560 mg/L gibi yüksek 
konsantrasyonlarda toksisitesinin yüksek olduğu gözlendi. D₃ vitamininin denenen 
konsantrasyonları D. melanogaster larvalarının protein miktarını artırırken sitokrom P450 
enzim aktivitesini önemli ölçüde düşürdü. Kontrol grupları ile kıyaslandığında, D₃ 
vitamininin yüksek dozlarda ergin bireylerin ömür uzunluğunu kısalttığı ve ergin öncesi 
biyolojik özelliklerini olumsuz etkilediği tespit edildi. Sonuç olarak, D₃ vitamininin yüksek 
dozlarda böcek üzerinde zararlı etkiler gösterebileceği ve D. melanogaster'in biyolojik 
parametreleri üzerinde toksik etkiye sahip olduğu gösterildi. Bu çalışma, D vitamininin 
yüksek dozlarının toksisiteye neden olabileceğini ortaya koymakta ve aynı zamanda tarımsal 
zararlılarla mücadelede alternatif bir kimyasal ajan olarak değerlendirilebileceğini 
göstermektedir.

Abstract:
In this thesis study, the biological and biochemical effects of the fat-soluble vitamin D₃ on the 
model organism Drosophila melanogaster were investigated. The aim of the study was to 
examine the potential toxic effects of increasing D₃ vitamin concentrations on the life cycle, 
biological properties, and cytochrome P450 detoxification enzyme activity of D. 
melanogaster. Furthermore, the potential of using vitamin D as an insecticide in the control of 
agricultural pests was also ascertained. The preliminary concentrations of D₃ vitamin to be 
used in the experiments were firstly determined. Aside from diet control (without vitamin D₃) 
and tween 80 solvent control, D₃ vitamin concentrations of 5, 20, 80, 320, 1280, and 2560 
mg/L were determined. In the diet control group, it was observed that 85% of the first instar 
larvae reached the third instar, pupal, and adult stages. At the tested concentration of 320 
mg/L, the rates of reaching the third instar, pupal, and adult stages were determined to be 
38.75, 36.25 and 33.75% respectively. In the case of the 2560 mg/L concentration, the adult 
emergence rate decreased to 7.50%. When examining the developmental times of the insects,the diet control group showed that the time to reach the third instar was 3.12 days, the time to 
pupation was 4.19 days, and the time to adulthood was 8.05 days. In contrast, at the 320 mg/L 
concentration of vitamin D₃, the time to reach the third instar was 3.54 days, the time to  
pupation was 4.60 days, and the time to adulthood was 8.51 days. The effect of vitamin D₃ on 
adult lifespan was found to be 17.88 days in the diet control group, while it dropped to 9.94 
days at the 320 mg/L concentration. These findings indicate that increasing concentrations of 
D₃ vitamin exert toxic effects. High they concentrations of D₃ vitamin prolonged the 
developmental times of larvae and pupae while significantly shortened adult lifespan. 
Notably, more toxicity were observed at high concentrations such as 1280 mg/L and 2560 
mg/L. The tested concentrations of D₃ vitamin increased the total protein levels in D. 
melanogaster larvae, but significantly reduced cytochrome P450 enzyme activity. Compared 
to the control groups, it was found that high doses of D₃ vitamin shortened the lifespan of 
adults and negatively affected biological development al parameters in pre adult stages. High 
doses of D₃ vitamin exhibit toxic effects on the biological parameters of D. melanogaster. 
This study highlights that high doses of vitamin D would lead to toxicity suggesting its 
potential as an alternative chemical agent in the control of agricultural pests.