Tetranychus urticae Koch. (Acari:Tetranychidae)'de cypermethrin direncinin biyokimyasal ve moleküler karakterizasyonu
Biochemical and molecular characterization of cypermethrin resistance in Tetranychus urticae Koch. (Acari:Tetranychidae)
Yazar: NACİYE SENA ÇAĞATAY
Danışman: PROF. DR. RECEP AY ; PROF. DR. BAYRAM ÇEVİK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Tetranychus urticae tarımda önemli zararlılardan biridir. Tarımda zararlılar ile mücadelede genellikle kimyasal savaşım tercih edilmektedir. T. urticae sahip olduğu biyolojik özeliklerden dolayı kullanılan kimyasallara kısa sürede direnç geliştirmektedir.
Bu tez çalışmasında, cypermethrin ile 6 kez selekte edilen T. urticae popülasyonunda cypermethrin'e karşı direnç gelişimi, direncin biyokimyasal ve
moleküler mekanizması araştırılmıştır. Hassas T. urticae populasyonu GSS'den cypermethrin ile 6 kez seleksiyon yapılmıştır ve elde edilen cypermethrin dirençli populasyona C6 ismi verilmiştir. C6 populasyonu LC50 değeri hassas populasyonun LC50 değerine oranlandığında 54.24 kat direnç geliştirdiği belirlenmiştir. T.urticae 'nin hassas GSS ve cypermethrin dirençli C6 populasyonlarında cypermethrin ile bazı sinerjistlerin [piperonyl butoxide (PBO), S-Benzyl-O,O-diisopropyl phosphorothioate (IBP) ve diethylmaleate (DEM)] sinerjistik etkileri incelenmiştir. C6 populasyonunda cypermethrin ile PBO, IBP ve DEM'nin sinerjistik oranları sırasıyla 1.41, 1.68 ve 2.27 kat olduğu belirlenmiştir. GSS populasyonunda sinerjist uygulamalarında herhangi sinerjistik etki gözlenmemiştir. GSS ve C6 populasyonlarında esteraz, glutatyon S-transferaz ve sitokrom P450 sırasıyla α-naphthyl asetat, 1-chloro-2,4 dinitrobenzene (CDNB) ve 7-ethoxycoumarin (7-EC) subsratları kullanılarak belirlenmiştir. C6 populasyonunda esteraz, glutathione S-transferaz ve sitokrom P450 detoksifikasyon enzimleri hassas populasyonun detoksifikasyon enzim aktiviteleri ile karşılaştırıldığında sırasıyla 1.58, 1.16 ve1.35 kat daha yüksek olduğu bulunmuştur.
Ayrıca hassas ve dirençli populasyonlardan genomik DNA izalosyonunda yapılmıştır. Elde edilen genomik DNA'lardan sodyum kanal geninin daha önce belirlenen mutasyonları taşıyan bölgeleri (F1538I, L1025V, A1215D) spesifik primerler kullanılarak PCR yöntemiyle çoğaltılmıştır. Çoğaltılan PCR ürünleri saflaştırıldıktan sonra dizileme servisine gönderilmiştir. Dizi analiz sonuçlarına bakıldığında hassas ve dirençli populasyonların DNA dizileri birbirleriyle karşılaştırılmasını sonucu herhangi bir mutasyon saptanamamıştır.Elde edilen sonuçlara göre, T. urticae'de cypertmethrin direncinde detoksifikasyon enzimleri rol oynabileceği kanısına varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Tetranychus urticae, cypermethrin, direnç, detoksifikasyon enzimleri, mutasyon

Abstract:
The two-spotted spider mite, Tetranychus urticae Koch, is one of the most important agricultural pests in world-wide. T. urticae develops resistance against chemicals in short time because of its biological features.
In this study, the biochemical and the molecular mechanisms of cypermethrin resistance were investigated in the susceptible T. urticae population selected with cypermethrin for 6 times. A susceptible strain T. urticae (GSS) was selected with cypermethrin for 6 applications in the laboratory. It was determined that when the LC50 value of the C6 population was proportioned LC50 value susceptible population, 54.24 fold resistance was developed. The obtained cypermethrin resistant population was named C6. According to LC50, determined54.24 fold resistance was developed when C6 compare population with GSSpopulation. Susceptible and cypermethrin resistance T. urticae populations were examined for sinergistic effect on cypermethrin with some sinergists[piperonly butoxide (PBO), S-Benzyl-O, O-diisopropyl phosphorothioate (IBP) and diethylmaleate(DEM)]. Synergistic ratios on the cypermethrin resistant T. urticae population were 1.41, 1.68 and 2.27- fold for piperonyl butoxide (PBO), -Benzyl-O,O-diisopropyl phosphorothioate (IBP) and diethylmaleate (DEM), respectively. No sinergism was observed any sinergist application on the susceptible (GSS) population. The activities of esterase, glutathione S-transferase and cytochrome P450 was determined using α-naphthyl acetate, 1-chloro-2,4 dinitrobenzene (CDNB) and 7-ethoxycoumarin (7-EC) as substrate, respectively. In the C6 strain, activities of esterase, glutathione S-transferase and cytochrome P450 were 1.58, 1.16 and 1.35 fold higher, respectively, when compare with parental susceptible (GSS) population
Afterwards, genomic DNA were isolated from the susceptible and resistant populations. Three diffirent regions of a sodium channel containing previously identified mutations (F1538I, L1025V, A1215D) were amplified from genomic DNA of the susceptible and resistant population by PCR method using spesific primers. The amplified PCR products were purified and sequnced in both direction. Sequences comparison showed that sequences of the susceptible and resistance populations were ıdenticain oll three regions. Thus no previously identified or new mutations was determined in the sodium channel.
Consequently, our results revealed that a detoxification based cypermethrin resistance mechanism was associated with the resistant phenotype of the C6 strain.

Keywords: Tetranychus urticae, cypermethrin resistance, detoxification enzymes, mutation