Drosophila simulans populasyonlarında kışlama ile ilgili gen ve karakterlerde enlemsel varyasyonların araştırılması
Studying latitudinal variations of winter related gene and characters in Drosophila simulans populations
Yazar: NUR SEDA COŞKUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BANU ŞEBNEM ÖNDER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Alel frekansları ve kantitatif karakterlerde görülen klinler adaptif evrimin kanıtı olarak görülmektedir. Klinal varyasyonların çalışılması ise lokal adaptasyonun anlaşılmasında oldukça önemlidir. Kozmopolit türlerin sahip olduğu yüksek adaptasyon yeteneği, bu türlerin farklı iklimsel ve coğrafi alanlara kolonize olabilmelerini sağlamaktadır. Geniş coğrafyalara yayılan kozmopolit türlerde görülen enlemsel klinler ise bu türleri adaptif evrim çalışmalarının merkezine koymaktadır. Kozmopolit bir tür olan Drosophila simulans lokal adaptasyon çalışmaları için siblingi Drosophila melanogaster kadar popüler bir tür olmadığından sahip olduğu adaptasyon mekanizmaları hakkındaki bilgi kısıtlıdır. D. simulans'ın nasıl kışladığı hakkında ise farklı teoriler mevcuttur. Çalışmamızda D. simulans'ın farklı enlemlerden toplanmış Kampala, Hayfa, Hatay, Ankara ve Napoli populasyonlarında kış adaptasyonunu anlamak için kışlama ile ilişkili ve D. melanogaster ile yapılan çalışmalarda enlemsel klin gösterdiği bilinen; reprodüktif diyapoz frekansı, soğuk komasından kurtulma süresi ve kuru vücut ağırlığı karakterleri ve bu karakterler ile ilişkili olduğu düşünülen "Insulin like receptor" (InR) geni incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre populasyonlar, seçilen fenotipik karakterler ve InR gen bölgesi bakımından farklılaşmış ve populasyonlar arası varyasyon enlem ile ilişkili olabileceği bulunmuştur. Ayrıca D. simulans'ın farklı coğrafi bölgelerde iki karakter için aynı seçilim baskısı altında olduğunu gösteren ve bu tür için ilk defa ortaya konulan paralel klinler tanımlanmıştır. İncelenen karakterlerin ve InR gen bölgesinin, D. simulans populasyonlarının bulunduğu enlemde kış mevsimine gösterdiği lokal adaptasyonda rol alabileceği yönündeki bulgularımız populasyonların göç etmeksizin bulunduğu bölgede kışlayabileceği teorisini desteklemektedir.

Abstract:
Clines that are seen in allele frequency and quantitative characters are accepted as evidence of adaptive evolution. Studying the clinal variations is the key of understanding local adaptation. The high adaptation ability of cosmopolitan species enables them to be colonized in different climatic and geographical locations. Latitudinal clines that are seen in cosmopolitan species which spread over wider range of habitats put these species at the center of adaptive evolution studies. Drosophila simulans, which is a cosmopolitan species, is not as popular as Drosophila melanogaster for local adaptation studies, therefore knowledge about the adaptation mechanisms of this species is limited. There are different theories about how D. simulans overwintering. In this thesis, populations that were collected from different latitudes - Kampala, Haifa, Hatay, Ankara and Napoli - were studied in order to understand winter adaptation. For this purpose, we examined the frequency of reproductive diapause, chill coma recovery time and dry body weight characters which were associated with overwintering and the "Insulin like receptor" (InR) gene that was able to associated with these characters in D. melanogaster. Previous studies also showed clinal variation in these characters and overwintering in D. melanogaster. According to the results, populations differentiated in terms of phenotypic characters and InR locus, and inter-population variation was found to be related with latitude. In addition, we showed that D. simulans is under the same selection pressure for two characters in different geographical regions; and these results provide strong evidence for parallel clines for the first time for this species. Results shows that these characters and the InR locus may play a role in the local adaptation of the D. simulans populations for overwintering in their local environment, and thus our study supports the theory that the populations can overwinter in their local region without migration.