Drosophila melanogaster izosoylarında besin kısıtlamasının gelişim süresi ve yumurta veriminin eklemeli genetik varyanslarına etkilerinin araştırılması
The effect of food restriction on the genetic variances of development time and fecundity in Drosophila melanogaster isolines
Yazar: NAZLI AYHAN
Danışman: DOÇ. DR. ERGİ DENİZ ÖZSOY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Beslenme = Nutrition

Özet:
Bir canlının doğaya olan uyum başarısı, yaşam döngüsü boyunca değişen çevre şartlarına karşı ürettiği yaşam öyküsü stratejilerin başarısına bağlıdır. Yaşam öyküsü karakterlerinin organizmanın doğaya olan uyum başarısında kritik rolü bulunmaktadır. Bu karakterlerin değişen çevre koşulları altında ürettikleri farklı uyumsal değişimleri çalışmak, evrimsel stratejilerin nasıl şekillendiğini anlamak açısından önemlidir. 
Çalışmamız, organizmanın doğaya olan uyum başarısı üzerinde etkili dört yaşam öyküsü karakteri ile gerçekleştirilmiştir. Bunlar, gelişim süresi, hayatta kalma başarısı, dişi yumurta verimi ve açlık direncidir. Bu karakterler üzerinde bir çevresel stres faktörü olan besin kısıtlamasının etkisi araştırılmıştır. Yüksek düzeyde kendileşmiş olan Drosophila melanogaster izodişi soyhatları ile gerçekleştirilen çalışmada temel hedef normal ve stres koşulları altında gelişim süresi, hayatta kalma başarısı, dişi yumurta verimi ve açlık direnci karakterlerine ait eklemeli genetik varyans, dar-anlamlı kalıtsallık ve evrimleşebilirlik değerlerinin nasıl değiştiğini araştırmaktır.
Elde ettiğimiz veriler, eklemeli genetik varyans, kalıtsallık ve evrimleşebilirlik değerlerinin çalışılan yaşam öyküsü karakterine özgü değerler aldığı gösterilmiştir. Eklemeli genetik varyans gelişim dönemi beslenmesi temelinde incelenen gelişim süresi ve açlık direnci karakterleri kısıtlı besinde standart besine göre yüksek bulunmuştur. Yumurta verimi deneyi için ise kısıtlı besin ortamında genetik ifadenin baskılanmasının bir sonucu olarak eklemeli genetik varyansta düşüş gözlenmiştir. Hayatta kalma karakterine ait hem eklemeli genetik varyans hemde evrimleşebilirlik değeri oldukça düşüktür. Bu durum hayatta kalma için yüksek bir tamponlanmaya işaret etmektedir. Evrimleşebilirlik değeri hayatta kalma başarısı dışında diğer tüm yaşam öyküsü karakterleri için stres koşulları altında artış göstermiştir. Bu durum kısıtlı koşullar altında özelliklerin seçilime cevap verme potansiyelinin arttığını göstermektedir. Özellikle açlık direnci karakteri diğer karakterlere göre daha yüksek evrimleşebilirlik değerine sahiptir bunun bir sebebi gelişim döneminde ki besin kısıtlaması stresine ek olarak ergin dönem açlık stresinin tamponlanma kapasitesinin üstünde olmasıdır. Kalıtsallık değerlerine bakıldığında ise hayatta kalma başarısı, dişi yumurta verimi ve açlık direnci karakterleri için normal ve stres koşulları altında fark gözlenmezken, gelişim süresinin kısıtlı besin ortamında kalıtsallığında artış olduğu ortaya konmuştur. Artış, özellikle larvadan pupaya geçiş  döneminde kritik düzeydedir. Bu artışın muhtemel sebebi genetik ifadenin larvadan pupaya geçiş döneminde artmasıdır. Pupadan ergine gelişim döneminde ise genetik ifade tamponlanma eğilimdedir.

Abstract:
An organism's adaptation in nature depends on lifetime strategies it can produce against changing environmental conditions. Life history traits have important roles in organism's fitness. Studies on different life history trait's strategies under changing environments are crucial to understand how evolution shapes the organism.
In our study we investigated four life history traits which should impact on fitness. The chosen traits are developmental time, viability, fecundity and starvation resistance. We used dietary restriction as an environmental stress factor and looked for the effects of dietary restriction on these life history traits. The main aim of our research is to show how narrow-sense heritability, additive genetic variance and evolvabilities of the traits change under stressfull conditions. 
Our results of additive genetic variance, heritability and evolvability values indicate difference responses for each life history trait. Additive genetic variance increased under restrictive conditions compare to normal conditions for developmental time and starvation resistance. Both developmental time and starvation resistance depend on nutrition intake in preadult developmental stage. As for the fecundity, possibly as a result of restricted genetic expression under dietary restriction, additive genetic variance was decreased. Viability showed considerably lower values for both additive genetic variance and evolvability. Evolvability increased under stressful environment for each life history trait other than viability. 
Especially, starvation resistance under dietary restriction has a higher value for evolvability. A possible reason is that starvation resistance has two stress components, one in development and the other in the starvation. These two stress factors may cause the supression of the homeostatic buffering because of the double stressing.  
For heritability values, fecundity, starvation resistance and viability showed no differences between dietary restricted and standard diet groups whereas the heritability increased for developmental time under stressfull conditions. In particular, dietary stress seems to have created a critical increase in heritability for the larvae to pupae component of the developmental time. This could be due to lower genetic robustness of that developmental component which may result in the decanalization of the related genetic variance which in turn can rise the phenotypic variance of that component.