Bal arılarında (Apis mellifera) beslenme farklılığının yaşam uzunluğu, gelişme, davranış (AmILP-1, Vg) ve nörotransmitter salınımını düzenleyen (BRP) genlerindeki etkilerinin araştırılması
Research to effects of different nutrition on development, behavior (AmILP-1 and Vg) and neurotransmitter release regulation (BRP) genes in honey bee (Apis mellifera)
Yazar: YILMAZ BERK KORU
Danışman: YRD. DOÇ. DEVRİM OSKAY
Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
İklim değişimleri, tarım ilaçları, hastalıklar ve zararlılar bal arılarını olumsuz yönde etkilemektedir. Bal arıları doğadan temiz, yeterli miktarda polen ve nektarı temin etmekte güçlük çektiklerinde arıcılar kolonilerini bal ve polen ikame yemlerle beslerler. Bu çalışmada, enerji ve proteince zengin ikame yemleri ile beslenen arıların yaşam uzunluğunu ve gelişmeyi etkileyen Vitellogenin (Vg), Apis mellifera İnsülin Benzeri Peptit 1 (AmILP-1) ve nörotransmitter salınımını kontrol eden, iş bölümü davranışını düzenleyen bruchpilot (BRP) genlerinin ekspresyon seviyeleri belirlenmiştir. 450 adet bir günlük yaştaki işçi arılar inkübatör koşularında kafeslerde yetiştirilmiştir. A grubu; Polen ikame yemi + %70 İnvert Şeker Şurubu + Su, B grubu; %70 İnvert Şeker Şurubu + Su, C grubu; Bal + Polen + Su ile beslenmiştir.  Gruplardaki işçi arıların yaşam uzunlukları Surviving testi (Kaplan Meier) ile hesaplanmıştır. 14 ve 21 günlük yaştaki işçi arılardan beyin ve vücut yağı doku örnekleri alınarak,  RNA izolasyonu, cDNA sentezi ve Real Time PCR ile gen ekspresyonlarına bakılmıştır. Gen ekspresyon seviyeleri Kruskal-Wallis ve Mann-Whitney istatistik yöntemleri ile hesaplanmıştır. Sonuç olarak, yaşam uzunlukları ortalamasına göre gruplar arasında arasındaki fark istatistik olarak önemli çıkmıştır (p<0,0001). Buna göre polen ve bal ikame yemleri ile beslenen grubun ortalaması 25.25 gün, polen ve bal ile beslenen grubun ortalaması 18.47 gün, sadece bal ikame yemi ile beslenen grubun ortalaması 15.36 gün olarak tespit edilmiştir. Farklı besin diyetleri ile beslenen 14 günlük yaştaki işçi arılarda büyüme ve gelişmeyi etkileyen AmILP-1 geninin mRNA seviyeleri karşılaştırıldığında gruplar arasında istatistiki fark bulunmazken, 21 günlük yaştaki işçi arılarda polen ikame yemi ile beslenen grupta istatistiki fark önemli bulunmuştur (p<0,05). Nörotransmitter salınımı düzenleyen, yaşa bağlı iş bölümü davranışını etkileyen BRP proteini gen ekspresyon seviyeleri farklı besin diyetleri ile beslenen 14 günlük yaştaki işçi arılarda polen ikame yemi ile beslenen grupta istatiki fark önemli bulunurken (p<0,05), 21 günlük yaştaki işçi arıların bulunduğu gruplarda istatistiki fark önemli bulunmamıştır. Farklı besin diyetleri ile beslenen 14 günlük yaştaki işçi arıların yaşam uzunluğunu etkileyen Vg geninin gen ekspresyon seviyeleri karşılaştırıldığında istatistiki fark önemli bulunmazken 21 günlük yaştaki işçi arılarda polen ikame yemi ile beslenen işçi arılarda istatistiki fark önemli bulunmuştur (p<0,05). Bal arısı beslenmesinde protein ve enerji dengesi sağlanmış ikame yemler kullanıldığında işçi arıların yaşam uzunluğunun arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, büyüme, gelişme, davranış ve yaşam uzunluğunu etkileyen genlerin (AmILP-1, BRP, Vg) gen ekspresyon seviyeleri yaşa ve farklı besin diyetlerine göre değişim göstermiştir.

Abstract:
Climate change, pesticides, diseases and pests effect negative way to the honey bees. Beekeepers feed their colony with honey and pollen substitute when the honey bees have difficulty to finding enough and clean pollen and nectar from nature. In this study,  has been identified expression of level bruchpilot (BRP) that regulate neurotransmitter release, division of labor, Vitellogenin (Vg) and Apis Mellifera Insulin like Peptide-1 (AmILP-1) that effects lifespan, development which the bees fed with enegry and protein-rich substitute feeds. 450 one day- old honey bees were rearing in the cages under incubator condition; Group A; Pollen Substitute + 70% Inverted Sugar Syrup + Water, Group B; 70% inverted Sugar Syrup + Water, Group C; Honey + Pollen + Water. Survival tests (Kaplan Meier) were used to calculate the life lengths of the the worker bees in the groups. 14 and 21 day old worker bees were taken brain and fat body samples then RNA extraction, cDNA convertion and Real Time PCR techniques were applied. Gene expression levels were calculated Kruskal-Wallis and Mann-Whitney statistics methods.
As a results, there is statistical difference among the groups according to the average of the lifespan (p<0,0001). According to this, average 25.25 days for pollen and honey substitute feed group, 18.47 days for pollen and honey feed group and 15.36 days for only honey substitute feed group. The mRNA levels of AmILP-1 gene was affecting the growth and development of the 14-day-old workers fed diets with different nutrients were compared, there was no statistical difference among the groups and there was statistical difference in the group fed 21 days old workers with pollen substitute diet (p<0.05). BRP protein gene expression levels, which regulate neurotransmitter release and affect division of labor, were statistically significant (p<0,05) in groups fed on pollen substitution diet after 14 days old of age workers fed diets with different nutrient intakes there was no statistical difference in the 21 days old group. The gene expression levels of Vg gene was affecting the life span, there was no statistical difference among in the 14 days old groups and there was statistical difference in the group fed 21 days old workers with pollen substitute diet (p<0.05). 
Lifespan of the worker bees are increased when protein and energy balance supplemented feeds are used in honey bee feeding. In addition, gene expression levels of genes (AmILP-1, BRP, Vg) affecting growth, development, behavior and length of life have been shown to be dependent on age and dietary nutrients.