Analysis of environmental cues causing the seasonal change in PGM (phosphoglucomutase) allozyme frequencies in honey bees (Apis mellifera L.)

Abstract

Laboratuarımızda daha önceden gerçekleştirilmiş bir projede Fosfoglukomutaz (PGM) fenotip sıklıklarında, Pgm lokusunda kış arılarının neredeyse tamamının heterozigot olduğu ve homozigotların kayda değer ölçüde yüksek sıklık gösterdiği yaz arılarına kıyasla daha uzun ömürlü olduğu mevsimsel bir dalgalanmanın varlığı gözlemlenmiştir. Değişik iklim bölgelerine ait üç alttür olan A. m. meda, A. m. caucasica ve A. m. carnica toplumlarında aynı sonuçlara ulaşılmıştır. Bu çalışmada, PGM fenotip sıklığı ile ilişkili çevresel tetikleyiciler yanında PGM heterozigotluğu ile kışlama başarısı arasındaki ilişki incelenmiştir. Yiyecek akışının kesilmesinin PGM heterozigotluğunda ani ve çarpıcı bir artışa neden olan bir çevresel tetikleyici olduğu bulunmuştur. Bunun yanında, daha yüksek kışlama başarısına sahip kovanların PGM heterozigotluğu orta ve düşük kışlama başarısına sahip kovanlarınkinden kayda değer biçimde yüksek bulunmuştur. Daha once gerçekleştirilen çalışmaların ve bu çalışmanın sonuçlarından yararlanılarak etil oleat, PGM heterozigotluğunun düzenlenmesinde rol oynayan bir kimyasal olarak ileri sürülmüştür.

In an earlier project completed in our laboratory a seasonal fluctuation in Phosphoglucomutase (PGM) phenotype frequencies was found, so that the winter bees were almost all heterozygotes and long lived than the summer bees among which homozygotes were significantly at high frequencies at Pgm locus. Same results were obtained in populations of three subspecies, A. m. meda, A. m. caucasica, and A. m. carnica from different climatic regions. In the current study environmental cues related with seasonal change in PGM phenotype frequency was examined along with the correlation between PGM heterozygosity and overwintering success. Cessation of food influx was found to be effective by itself as an environmental cue that causes a sudden and sharpincrease in PGM heterozygosity. In addition to that, PGM heterozygosity of the colonies with greater overwintering success was found to be significantly higher than the ones with intermediate or low overwintering success. Benefiting from the previous studies and the results of current study, ethyl oleate was suggested as a chemical signal that functions in the regulation of PGM heterozygosity.