Fosfine dirençli ve hassas Tribolium castaneum (un biti) ırklarının biyolojik parametrelerinin karşılaştırılması
Comparison of biological parameters of phosphine resistant and susceptible Tribolium castaneum (red flour beetle) strains
Yazar: BÜŞRA TÜREMEN
Danışman: PROF. DR. ALİ ARDA IŞIKBER
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada, fosfin uygulanmayan ortamda popülasyon artış ve gelişme oranlarının hesaplandığı demografik çalışmalar yürüterek Türkiye'de bulunan fosfine dirençli Tribolium castaneum (Herbst) popülasyonlarındaki direnç genlerinin bir uyum maliyeti (fitness cost) veya uyum faydası (fitness benefit) sağlayıp sağlamadığı ortaya konulmuştur. Ayrıca fosfin uygulanan fosfine hassas ve dirençli T. castaneum ırklarının fosfin uygulamasından sonra fosfine hassas ve dirençli T. castaneum ırklarının yumurta, larva ve pupaların gelişme süreleri, hayatta kalma oranları, yumurta verimi arasındaki farklılıklar da belirlenmiştir. Mevcut çalışmada fosfin olmayan bir ortamda demografik verilerden test edilen böceklerin toplam gelişme sürelerine (yumurta+larva+pupa) ve hayatta kalma oranlarına bakıldığında fosfine dirençli T. castaneum ırkın toplam gelişme süresi fosfine hassas ırkın toplam gelişme süresinden istatistiki olarak önemli seviyede daha uzun olduğu bulunmuştur. Aynı şekilde fosfine dirençli T. castaneum ırkının tüm gelişme dönemlerinin hayatta kalma oranı da fosfine hassas ırkın tüm gelişme dönemlerin hayatta kalma oranından istatistiki olarak önemli seviyede daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Benzer şekilde, fosfine dirençli T. castaneum popülasyonu, fosfine hassas popülasyona kıyasla daha yüksek kalıtsal üreme yeteneğine (rm) sahip olmuştur. Elde edilen bu veriler muhtemelen T. castaneum türünde fosfin direnç genleri ile ilişkili olarak bir uyum faydası (fitness benefit) olduğunu göstermektedir.
Fosfin uygulanmayan fosfine dirençli T. castaneum ırkının yumurta, larva ve pupa gelişme süresinin hem LC25 hem de LC50 fosfin konsantrasyonu uygulanan fosfine dirençli ırkın yumurta, larva ve pupa gelişme süresinden istatistiki olarak önemli seviyede daha kısa olduğu bulunmuştur. Fosfin uygulanan fosfine dirençli ırkların yumurta, gelişme süreleri kıyaslandığında düşük fosfin konsantrasyonu (LC25) uygulanan fosfine dirençli ırkın yumurta, larva ve pupa gelişme süresi yüksek fosfin konsantrasyonu (LC50) uygulanan fosfine dirençli ırkın yumurta, larva ve pupa gelişme süresinden istatistiki olarak önemli seviyede daha kısa olduğu görülmüştür. Genel olarak fosfin uygulama konsantrasyonu arttıkça fosfine dirençli T. castaneum ırkının yumurta, larva ve pupa gelişme süresinin uzadığı görülmüştür. Fosfin uygulanmayan fosfine dirençli T. castaneum ırkının yumurtaların larva, larvaların pupa ve pupaların ergin olma oranlarının hem LC25 hem de LC50 fosfin konsantrasyonu uygulanan fosfine dirençli ırkın oranlarından istatistiki olarak önemli seviyede daha yüksek olduğu bulunmuştur. Fosfinin LC25 konsantrasyonuna maruz bırakılan fosfine dirençli T. castaneum ırkının kalıtsal üreme yeteneğinin (rm değeri) fosfine hassas T. castaneum ırkından kısmen daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Fosfin uygulanmayan fosfine dirençli T. castaneum ırkının kalıtsal üreme yeteneğinin fosfin uygulanan fosfine hassas ve fosfine dirençli T. castaneum ırkından daha yüksek olduğu görülmüştür.
Sonuç olarak, bu çalışmada fosfine dirençli T. castaneum ırkının ergin öncesi dönemlerin gelişimindeki gecikme ve düşük popülasyon artış oranı ile ilgili elde edilen veriler fosfine dirençli ırkın genotipinin bir pleiotropic ekspresyonu olabileceğini ve uzun süre boyunca fosfin kullanımın durdurulmasının, T. castaneum populasyonundaki fosfin direncini azaltmayabileceğini ortaya konmuştur.

Abstract:
In this study, it was determined if there were fitness effects associated with phosphine resistance in T. castaneum strains from Turkey by measuring demographic parameters such as population growth and developmental rates of phosphine-resistant and -susceptible strains of T. castaneum in a phosphine-free environment. Moreover, the differences in development times, survival rates and fecundity of phosphine treated-eggs, larvae and pupae of phosphine-resistant and -susceptible strains of T. castaneum were determined after phosphine fumigation. In present study, based on the demographic data for tested insect strains in a phosphine-free environment, the total development time of phosphine-resistant T. castaneum strain was significantly longer than that of phosphine-susceptible strain. The total development survival rate of phosphine-resistant T. castaneum strain was significantly higher than that of the phosphine-susceptible strain. Likewise, phosphine-resistant T. castaneum strain had also a higher intrinsic rate of natural increase (rm value) compared to phosphine-susceptible strain. These data indicated that there was a fitness cost and possibly a fitness benefit associated with phosphine resistance genes in T. castaneum.
It was found that the development times of eggs, larvae and pupae of the phosphine-resistant T. castaneum strain exposed to non-phoshine fumitagion was statistically shorter than those of the phosphine-resistant T. castaneum strain exposed to both LC25 and LC50 phosphine concentrations. As comparing with development times of eggs, larvae, and pupae of the phosphine-resistant T. castaneum strain exposed to LC25 and LC50 phosphine concentrations, development time of eggs, larvae, and pupae of the phosphine-resistant strain exposed to LC25 phosphine concentration was significantly shorter than those of the phosphine-resistant strain exposed to LC50 phosphine concentration. In general, as the phosphine concentration increased, the development time of the eggs, larvae and pupae of the phosphine-resistant T. castaneum starin was prolonged. The survival rates of eggs, larvae and pupae of phosphine-resistant T. castaneum strain exposed to non-phoshine fumitagion were significantly higher than those of phosphine-resistant T. castaneum strain exposed to both LC25 and LC50 phosphine concentrations. In the case of life table pararameters, the intrinsic rate of natural increase (rm value) of the phosphine resistant T. castaneum strain exposed to LC25 phosphine concentration was slightly higher than that of the phosphine-susceptible T. castaneum strain exposed to LC25 phosphine concentration. Similiarly, the intrinsic rate of natural increase of phosphine-resistant T. castaneum strain exposed to non-phoshine fumitagion were also significantly higher than those of phosphine-resistant T. castaneum strain exposed to both LC25 and LC50 phosphine concentrations.
In conclusion, in this study delay in immature development and low intrinsic rate of natural increase shown by phosphine-resistant and phosphine-susceptible T. castaneum strain indicated that it is probably a pleiotropic effect of the resistance mechanism and withholding phosphine use for long periods of time may not mitigate phosphine resistance in T. castaneum.