Apis mellifera anatoliaca bal arısında CRISPR-Cas9 kullanılarak jüvenil hormon asit o-metiltransferaz (JHAMT) nakavt mutantların üretilmesi ve varroa destructor üzerine etkisinin araştırılması
Production of juvenile hormone acid o-methyltransferase (JHAMT) knockout mutants using CRISPR-Cas9 in apis mellifera anatoliaca honey bee and investigation of its effect on varroa destructor
- Tez No: 811572
- Danışmanlar: PROF. DR. KEMAL KARABAĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Ziraat, Biotechnology, Genetics, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hayvansal Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Yakın zamanda farklı ülkelerde gözlemlenen bal arısı koloni kayıpları gelecekte dünyanın ekolojik dengesini etkileyebilecek bir sorun olarak görülmektedir. Yüksek oranda koloni kaybına sebep olan Varroa destructor'a karşı birçok mücadele yöntemi uygulansa da bu akar hala bal arısı için en tehlikeli tehdittir. Bu nedenlerden dolayı bilim insanları ve arıcılar tarafından Varroa ile mücadelede alternatif ve kesin sonuç verecek çözüm yöntemi arayışı sürmektedir. Varroa yüksek konukçu özgüllüğü gösteren bir ektoparazittir. Bu akar erkek arı larvalarını işçi larvalarından, tarlacı arıları bakıcı arılardan ayırt edebilmektedir. Larva tercihinde feromonlar ve düşük yoğunluktaki diğer uçucu bileşiklerin rol oynadığı bilinmektedir. Ancak, Varroa'nın konukçu tercihi altında yatan moleküler ilişki henüz çözümlenmiş değildir. Jüvenil hormon asit O-metiltransferaz (JHAMT), böceklerde Jüvenil hormon (JH) biyosentez yolağının son aşamasında JH asitlerini veya JH'lerin aktif olmayan öncüllerini aktif JH'lere dönüştüren bir enzimdir. Aynı zamanda feromon olarak davranabilen metil farnesoat üretiminden de sorumlu olması JHAMT geninin ifadesi ile Varroa'nın konukçu tercihi arasında bir ilişki olabileceği fikrini doğurmuştur. Bu fikre dayanarak bu tez porjesinde Varroa ile mücadelede sürdürülebilir yeni bir yöntem geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca ulaşmak için Muğla Arı Yetiştiricileri Birliği bünyesinde bulunan Anadolu bal arısı (Apis mellifera anatoliaca)'nın Muğla ekotipinde pedigrili aile setleri oluşturularak CRISPR-Cas9 yöntemiyle iki generasyon JHAMT geni susturulmuş (knockout) mutant kraliçeler ve işçi arılar yetiştirilmiştir. Varroa'nın konukçu tercihi bakımından JHAMT geni susturulmuş mutant larvalar ile yabani tip kontrol larvaları in vitro ve in vivo şartlarda karşılaştırılmıştır. Hem in vitro (p=0,002) hem de in vivo (p=0,037) denemelerde Varroa'nın yüksek oranda mutant larvaları tercih etmemesi JHAMT geninin konukçu tercihi üzerindeki etkisini ortaya çıkartmıştır. Başarıyla tamamlanan bu tez çalışmasında gen manipülasyonlarının hedeflenen sonuçları vermesi CRISPR-Cas9 teknolojisi kullanılarak Varroa akarına karşı yeni, etkili ve sürdürülebilir bir çözüm önerisi geliştirilmesini sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Honeybee colony losses, which have been observed in different countries recently, are seen as a problem that may affect the ecological balance of the world in the future. Although many methods of struggle are applied against Varroa destructor, which causes high colony loss, this mite is still the most dangerous threat to the honey bee. For these reasons, scientists and beekeepers continue to search for alternative and definitive solutions in the fight against Varroa. Varroa is an ectoparasite with high host specificity. This mite can distinguish drone larvae from worker larvae, and forager bees from nurse bees. It is known that pheromones and other low-density volatile compounds play a role in larval preference. However, the molecular relationship underlying Varroa's host preference is not yet resolved. Juvenile hormone acid O-methyltransferase (JHAMT) is an enzyme that converts JH acids or inactive precursors of JHs to active JHs in the final step of the Juvenile hormone (JH) biosynthesis pathway in insects. The fact that it is also responsible to produce methyl farnesoate, which can act as a pheromone, has led to the idea that there may be a relationship between the expression of the JHAMT gene and the host preference of Varroa. Based on this idea, it is aimed to develop a new sustainable method in the fight against Varroa in this thesis project. In order to achieve this aim, pedigree family sets were created in Muğla ecotype of Anatolian honey bee (Apis mellifera anatoliaca) within the Muğla Beekeepers' Association, and two generations of knockout mutant queens and worker bees were raised by CRISPR-Cas9 method. In terms of host preference of Varroa, mutant larvae with JHAMT gene silenced and wild-type control larvae were compared in vitro and in vivo. The fact that Varroa did not prefer highly mutant larvae in both in vitro (p=0.002) and in vivo (p=0.037) trials revealed the effect of JHAMT gene on host preference. The results obtained with gene manipulations in the study enabled the development of a new, effective and sustainable solution against the Varroa mite using CRISPR-Cas9 technology.
Benzer Tezler
- Balıkesir Marmara adasındaki bal arısı (Apis mellifera anatoliaca) kolonilerinde pudra şekeri yöntemi ile varroa (Varroa destructor) bulaşıklık seviyesinin belirlenmesi
The determination of varroa (Varroa destructor) infestation level in honeybee (Apis mellifera anatoliaca) colonies in Marmara island, Balıkesir with powder sugar method
SELVİNAR SEVEN ÇAKMAK
- Bal arılarında varroa destructor parazitine karşı direncin kalıtım derecesinin belirlenmesi
Determination of heritability value of varroa destructor parasite in honey bees
SELVİNAR SEVEN ÇAKMAK
- Anadolu balarısı (Apis mellifera Anatoliaca)'ndan doğal olarak elde edilen arı zehirlerinin fizikokimyasal özelliklerinin belirlenmesi
Determination of physicochemical properties of naturally obtained bee venoms from Anatoli̇an honeybee (Apis mellifera Anatoliaca)
TAYLAN SAMANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyolojiDüzce ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERAL KEKEÇOĞLU
- Anadolu (Apis mellifera anatoliaca) ve Kafkas (Apis mellifera caucasica) bal arılarında dalgalanan asimetri
Fluctuating asymmetry in Anatolian (Apis mellifera anatoliaca) and Caucasian (Apis mellifera caucasica) honey bees
DERYA KOÇ
- Hatay yerli arısı (Apis mellifera syriaca), Anadolu arısı (Apis mellifera anatoliaca) ve kKafkas bal arısının (Apis mellifera caucasia) arı zehiri verimlerinin belirlenmesi
Determination of bee venom yields of Hatay bee (Apis mellifera syriaca), Anatolian bee (Apis mellifera anatoliaca) and Caucasian honey bee (Apis mellifera caucasia)
YILDIRAY YABANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
ZiraatHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiZootekni Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AZİZ GÜL