Ege ve Akdeniz bölgelerinden toplanan karasinek (Musca domestica L.) populasyonlarında Ace geninin kısmi baz dizi analizinin yapılması ve bu örneklerde % kalan asetilkolinesteraz enzim aktivitesinin belirlenmesi
Partial base sequence analysis of Ace gene and the determination of percent remaining acethylcholinestarese enzyme activities in house fly (Musca domestica L.) populations collected from Mediterranean and Aegean regions of Turkey
Yazar: SİBEL BAŞKURT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. VATAN TAŞKIN
Muğla Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Ace geni tarafından kodlanan asetilkolinesteraz (AKE) enzimi böceklerde organofosfat (OF) ve karbamat (KB) grubu insektisitler için hedef bir bölgedir. Dirençli karasinek (Musca domestica L.) soylarının Ace genininde OF ve KB grubu insektisitlere karşı duyarsızlaşmaya yol açan farklı mutasyonlar belirlenmiştir. Bu grup insektisitlere karşı dirençli ve duyarlı soylar karşılaştırıldığında bu genin üretmiş olduğu AKE enziminde Val260?Leu, Gly342?Ala, Gly342?Val, Phe407?Tyr ve Gly445?Ala değişimleri gözlemlenmiştir. Çalışmamızda, ülkemizin Ege ve Akdeniz Bölgelerindeki 16 farklı ilden toplanan karasinek örneklerindeki Ace geni PCR ile çoğaltılarak bu genin kısmi baz dizi analizi yapılmış ve bu genin ürününde 260, 342 ve 407 numaralı amino asitleri kodlayan bölgelerindeki direnç mutasyon frekansları belirlenmiştir. Bununla birlikte çalışılan örneklerdeki ortalama % kalan AKE enzim aktivitesi OF (malaokzon, paraokzon, dikolorvos) ve KB (karbaril) grubuna ait farklı inhibitörler kullanılarak belirlenmiştir. Baz dizi analizi yapılan örneklerde 260, 342 ve 407 numaralı aminoasit bölgeleri göz önünde bulundurulduğunda 13 farklı genotipik kombinasyon gözlemlenmiştir. İncelenen örnekler arasında Leu260/ Val - Ala342/ Gly - Tyr407/ Phe kombinasyonuna sahip olan bireyler % 21'lik frekans oranı ile en yüksek değerde bulunmuştur. Çalışmamızda OF ve KB grubu insektisitlere karşı karakteristik duyarlı genotipe (Val260 - Ala316 - Gly342 - Phe407) sahip birey bulunamamıştır. İnhibitör olarak paraokzon ve malaokzon kullanıldığında Leu260- Ala342/ Gly - Tyr407/ Phe fenotipine sahip bireylerin ortalama % kalan enzim aktivitesinin en yüksek olduğu saptanmıştır. İnhibitör olarak diklorvos ve karbaril kullanıldığında ise, Leu260 - Ala342- Tyr407/ Phe kombinasyonuna sahip bireylerin analiz edilen bireyler arasında en yüksek ortalama % kalan aktivitesinin yüksek olduğu görülmüştür. Elde edilen veriler analiz edildiğinde bulunan genetik kombinasyonlar ve direnç arasında doğrusal bir ilişki bulunamamıştır. Bu durumun muhtemel nedeni doğal populasyonların bu gen açısından çok polimorfik olmasıdır. Çalışmamızda model organizma olarak kullanılan karasinekten elde edilen moleküler ve biyokimyasal seviyedeki bulgular, incelenen alanlarda bu ve benzeri zararlılarla mücadelede önemli kontrol problemlerinin varlığına işaret etmektedir.Anahtar Kelimeler: Asetilkolinesteraz, Musca domestica, insektisit direnci, allelik dağılım.

Abstract:
Acetylcholinesterase (AChE), encoded by the Ace gene, is the primary target site for the organophosphates (OPs) and carbamates (CBs) in insects. Ace mutations have been identified in OP and CB resistant strains of Musca domestica. Comparison of OP/ CB resistant and susceptible strains indicated five different mutations Val260?Leu, Gly342?Ala, Gly342?Val, Phe407?Tyr and Gly445?Ala singly or in combination in the Ace gene of the housefly strains. In this study, the Ace gene was partially amplified and sequenced at the amino acid positions of 260, 342 and 407 to determine the frequencies of these mutations in housefly samples which were collected from farms and garbage disposal sites of 16 provinces in the Aegean and Mediterranean Regions of Turkey. In addition, the percent remaining acethylcholinesterase enzyme activities in these samples were assayed by using three OP (malaoxon, paraoxon and dichlorvos) and one CB (carbaryl) compounds as inhibitors. In all analyzed samples 13 different combinations at the three amino acid positions were identified and Leu260/ Val - Ala342/ Gly - Tyr407/ Phe combination was found in the highest frequency. No susceptible individual Val260- Ala316 - Gly342 - Phe407 combination was detected. The highest mean percent remaining AChE activities were detected in the individuals having Leu260- Ala342/ Gly- Tyr407/ Phe phenotype in the use of malaoxon and paraoxon as inhibitors. In the use of dichlorvos and carbaryl as an inhibitor, the individuals with Leu260- Ala342 - Tyr407/ Phe combination had the highest mean percent remaining activity among all the analyzed samples. The obtained data were heterogeneous and there was no exact correlation between molecular genetic background and resistance of phenotypes of the flies. Findings of this study at molecular and biochemical levels indicate the presence of significant practical control problems in the field.Key Words: Acethylcholinesterase, Musca domestica, Insecticide resistance, Allelic distribution