Genetic and morphometric variation in honeybee populations (Apprs mellifera l.) in Turkey

Abstract

öz TÜRKİYE BALARISI POPULASYONLARININ (Apis mellifera L.) MORFOMETRİK VE GENETİK VARYASYONU Kandemir, İrfan Doktora, Biyoloji Bölümü Danışman: Prof. Dr. Aykut KENCE Şubat, 1999, 136 sayfa Bu çalışmada Türkiye balansı (Apis mellifera L) populasyonlarında morfometrik ve genetik varyasyon belirlenmiştir. Morfometrik ve genetik varyasyonun belirlenmesinde on morfometrik (kanat uzunluğu, kanat genişliği, kanat C ve D değerleri, kübital A ve B değerleri, femur uzunluğu, tibia uzunluğu, metatarsus genişliği ve metatarsus uzunluğu), altı biyokimyasal enzim sistemi (Fosfoglukomutaz, Hekzokinaz, Fosfoglukozizomeraz, Malat dehidrogenaz, Esteraz-3, ve Malik enzim), total mitokondriyal DNA ve mitokondriyal DNA üzerinde bulunan bazı genler çalışılmıştır. Altı enzim sisteminden, dört tanesinin (toplam 16 alel) polimorfik (Pgm, Est, Hk, Mdh), diğer iki enzimin ise (Pgi ve Me) monomorfik oldukları tespit edilmiştir. Ortalama heterozigotluk düzeyi 0.072±0.007 olarak bulunmuştur.VI Pgm genotipleri Güney Anadolu ve Akdeniz bölgesinde Hardy-Weinberg dengesinden sapmalar göstermiştir (p<0.001). Uzamsal otokorelasyon analizi sonucunda Hk ve Mdh enzim sistemlerinde güneydoğu-kuzeybatı doğrultusunda coğrafik varyasyon örüntüsü gözlenmiştir. Esteraz enzimi ise kuzey doğu Anadolu bölgesinde hiç varyasyon göstermemiştir. Türkiye halanlarının ayrışım fonksiyon analizinde morfometrik ve elektroforetik veriler eşit ağırlıklarda, balansı populasyonlarını ayırmışlardır. Birinci eksende Trakya ve Anadolu arıları birbirlerinden ayrılmış, ikinci eksende ise Anadolu balansı populasyonları kendi aralarında iki ana gruba daha ayrılmışlardır. Mitokondriyal DNA analizi sonucunda 3 farklı örüntü (Karnika/l_igustika, Afrika ve bilinmeyen bir örüntü) tespit edilmiştir. En güneydeki Hatay ilinde, Türkiye'de ilk defa Afrika örüntüsüne rastlanmıştır. Daha sonra, mitokondriyal DNA'nın CO-I bölgesinin Hinf-I ve Taq-I enzimleri ile çalışılması sonucunda, Afrika örüntüsü gösteren balansı kolonilerinde varyasyon tespit edilmiştir. Bu çalışmada elde edilen bulgular, halanlarının kuzeydoğu Afrika'da bulunan bir merkezden yayıldığı hipotezini desteklemektedir. Anahtar kelimeler: Baları lan, Apis mellifera, Genetik varyasyon, Nişasta-jel elektroforezi, izozim, mitokobdriyal varyasyon, mikrosatellitler, Uzamsal otokorrelasyon, Temel Öğeler Analizi, Anadolu.

Ill ABSTRACT GENETIC AND MORPHOMETRIC VARIATION IN HONEYBEE POPULATIONS (Apis mellifera L.) IN TURKEY Kandemir İrfan Ph.D., Department of Biology Supervisor: Prof. Dr. Aykut KENCE February, 1999, 136 pages In this study, morphometric and genetic variation were determined for the honeybee populations (Apis mellifera L.) in Turkey. Ten morphometrical (wing length, wing width, wing C and D values, cubital A and B values, femur length, tibia length, metatarsus length and metatarsus width), six biochemical markers (Phosphoglucomutase, Hexokinase, Phosphoglucoseisomerase, Malatedehydrogenase, Esterase-3, and Malic enzyme), mtDNA and some regions in mtDNA were utilized to find out the extent of morphometric and genetic variation. Out of six enzyme systems, four were found to be polymorphic with 16 allozymes. The average heterozygosity was calculated as 0.072±0.007. Pgm genotypes showed deviations (p<0.001) from the expected Hardy-Weinberg equilibrium.IV Spatial autocorrelation analysis of allozymes (Hk and Mdh) showed clinal type of variation in south-east to north-west direction. Est showed no variability in Caucasian honeybee populations (north-east of Turkey). Morphometric as well as electrophoretic variables were equally effective in discriminating honeybee populations. European and Anatolian honeybee populations were separated on the first axis and Anatolian honeybees were further separated along second canonical axis in discriminant function analysis. RFLP analysis of whole mtDNA showed 3 different haplotypes (Carnica/Ligustica, African and an unknown haplotype). In very southern locality (Hatay), African mtDNA haplotype was observed for the first time. Further analysis of mtDNA by using PCR amplification and restriction enzyme digestion of CO-I region displayed similar type of variations, only the same colonies that showed African haplotype were found to have variation. The hypothesis that honeybees dispersed from a center situated in the north east of Africa to near east was supported by the evidences found in the present study. Keywords: Honeybees, Apis mellifera, Genetic variation, Starch-gel electrophoresis, Isozymes, mtDNA variation, microsatellites, Spatial Autocorrelation analysis, Principle component analysis, Anatolia.