Locusta migratoria cinerascens (FAB). (Orthoptera: Acrididae)`in erginlerinde corpora allata ve faz değişimi üzerine bitki büyüme regülatörü absisik asitin etkileri

Abstract

ÖZET Araştırma materyali bir lokust türü olan ve Akdeniz ülkelerinde yayılış gösteren Locusta migratoria cinerascens (Fab.)'in ergin dişi ve erkekleridir. L.m.cinerascens 'de çoğalmayı arttırıcı yönde etkisi saptanan ancak etki şekli bilinmeyen absisik asitin (ABA), corpora allata (CA) üzerinden olası etki yolunun araştırıldığı bu çalışmada kullanılan erginler, laboratuvar koşullarında, soliter ve gregar faz karakterlerine yaklaşan özellikleri gösterecek şekilde farklı yetiştirilen nimflerden elde edilmişlerdir. Her İki fazdaki dişi ve erkek erginler dört farklı grup olarak beslenmişlerdir. Bunlar, taze buğday yapraklanyla (Kontrol I), sentetik besinle (Kontrol II) ve sentetik besinlerine 5 ve 50 ppm'lik ABA (ABA 5, ABA 50) çözeltisi karıştırılarak beslenen gruplardır. Yapılan uygulamalar sonucunda, her iki ekstrem fazm dişi ve erkeklerinde sağ ve sol CA total çaplan bakımından saptanan farklılıklar istatistik açıdan önemli bulunmamıştır. Bu sonuç her iki CA nın aktivitesinin aynı zamana denk gelmediğini göstermekledir. Tüm gruplarda dişi ve e±eklerin gerek ayrı ayrı ve gerekse karşılaştırmak olarak yapılan istatistik analiz sonuçlarına göre, CA total çaplan soliterlerde biraz daha iri bulunmuştur. Ayrıca, soliter ve gregar fazlardaki dişi ve erkeklerin CA larıyla yapılan karşılaştırmalardan elde edilen genel sonuca göre; bez büyüklüğü ABA 5 grubunda ABA 50 ve Kontrol II gruplarına göre daha büyük, Kontrol I grubuna göre ise daha küçük bulunmuştur. Total çap bakımından dişi CA lannın erkeklere nazaran daha iri olduğu saptanmıştır. Corpus allatum bez hücre nukleus çaplarının, soliter ve gregar fazdaki dişi ve erkeklerin sağ ve sol CA lannda belirgin bir şekilde farklı olmadığı saptanmıştır. AB A 5, gregar faz dişilerle her iki fazın erkeklerinde, nukleuslann irileşmesine neden olmuştur. Soliter faz dişilerde ise ABA 5 ve ABA 50, nukleuslann irileşmesi yönünde etkili görülmemiştir. Nukleus çaplarının erkeklerde dişilere göre daha büyük oldukları saptanmıştır.Gerek istatistik yöntemlerle ve gerekse ışık mikroskobu gözlemleriyle, gregar dişi ve erkek CA bez hücre nukleuslannın tüm deney ve kontrol gruplarında genel olarak soliterlere oranla daha büyük oldukları saptanmıştır. Histolojik preparatlarda boyut bakımından normal ve dev nukleus olmak üzere farklı iki tip nukleusun varlığı belirlenmiştir. Bezin hem periferinde ve hemde iç kısımlarında görülen dev nukleuslar soliter ve gregar fazların tüm deney ve kontrol gruplarında saptanmıştır. ABA 5 ve ABA 50 deney gruplarının soliter erkeklerindeki CA bez hücrelerinde özellikle dev nukleuslarda boğumlanmalar görülmüştür. Corpus allatumların ince yapısı, elektron mikroskobu düzeyinde Kontrol I soliter dişilerde araştırılmıştır. Gözlemler sonucunda, CA nın açık ve koyu hücrelerine ait hücre uzantıları birbirleri içerisine girerek karmaşık bir yapı oluştururlar. Granülsüz endoplazmik retikulum keseciklerinin yer yer genişlediği, granüllü endoplazmik retikuluma göre daha baskın olduğu görülmüştür. Golgi sahaları değişik sayıda ve irilikte bulunmuştur. Değişik şekilli mitokondrilerle birlikte dev mitokondriler her iki tip hücrede de yer alırlar. CA bez hücreleri arasında yayılan sinirlerde salgı granüllerinin morfolojisine dayanarak dört farklı tip nörosekresyon aksonu belirlenmiştir. Birinci tip aksondan CA bez hücreleri arasındaki stromaya doğru salınma figürleri gözlenmiştir. Kontrol II grubunun soliter dişi CA bez hücrelerinin bazılarında, benzer ya da farklı yapıda olabilen çift nukleuslar tespit edilmiştir. Bu grubun gregar dişilerinde genişlemiş kesecikleriyle Golgi sahalarının çok sayıda oldukları da gözlenmiştir. ABA 5 gregar dişi CA bez hücrelerinde uzantıların arttığı ve stroma ile yalan ilişkide oldukları görülmüştür. Bu hücrelerde de gelişmiş Golgi sahalarının sayısal olarak artış gösterdikleri ve ayrıca tübûler sistemlerin de yoğun olarak yer aldıkları saptanmıştır. ABA 5 grubunun soliter dişi CA bez hücrelerinde önemli yapısal farklılıklar gözlenmemiştir. Absisik asitin 5 ppm'lik konsantrasyonunun en fazla etkili olduğu gregar erkek CA bez hücrelerinde, sitoplazmaların genişlediği, değişik şekilli mitokondrilerin yanında, boyutça büyümüş bol dev mitokondrilerin varlığı ile tübüler sistemlerin bulunuşu, bu grubun belirgin özellikleri olarak değerlendirilmiştir.Corpus allatum total çap ve nukleus çaplarının istatistiksel analizi ve elektron mikroskobu gözlemlerine dayanarak bitki büyüme regülatörü absisik asitin corpora allatayı aktive ederek dolaylı yolla faz değişiminde etkili olduğu gösterilmiştir.

SUMMARY The research material is adult males and females of Locusta rrdgratoria cinerascens (Fab.) which is a kind of locust that spreads in Mediterranean countries. The adults, which are used in this research about the effects of abscisic acid (ABA), which is known to increase the reproduction of L.m.cinerascens but the reason of this increase is still unknown have been obtained from differing nymphs, which are reared under laboratory conditions such that they approach the characteistics of solitarious and gregarious phases. In both phases, the male and female adults have been fed in four different groups. These groups are; the ones, which have been fed with fresh wheat seedlings (Control I), synthetic diet (Control H) and synthetic diet mixed with 5 and 50 ppm of ABA solutions (ABA 5, ABA 50). After these applications, no statistically significant differences, between the right and left corpus allatum (CA) total diameters of males and females in the two extrem phases, have been found. This result shows that the two CA activities do not coincide in same time. According to the statistical analysis results of the males and females of all groups in both ways, either seperately or comperatively, the CA total diameter of the solitarious locusts are found to be larger. Furthermore, according to the general results of CA diameter comparisons between the males and the females of the gregarious and the solitarious phases reveal that the size of the gland in ABA 5 is larger than that of ABA 50 and Control II but is smaller than that of Control I. With respect to the total diameter, female CA has been found to be larger than male CA. The diameters of corpus allatum gland cell nucleus have not been found to be significantly different in right and left CA of males and females in gregarious and solitarious phases. ABA 5 has caused the nuclei to increase in size in females of gregarious phase and males of both phases. In females of solitarious phase, no effect of ABA 5 and ABA 50 on the increases of diameters of nuclei has been observed. The diameters of the nuclei have been found to be larger for the males with respect to the females.126 The gregarious female and male CA gland cell nuclei in all experiments and control groups have been verified, to be larger than the solitarious groups by means of statistical methods and light microscope observations. In histological slides, two different types of nuclei are found out according to their sizes as normal and giant nuclei. The giant nuclei seen both in peripheral and inner parts of the gland are found out in all experiments and control groups in solitarious and gregarious phases. Nuclear constricts are seen especially in giant nuclei of the CA gland cells of solitarious males of ABA 5 and ABA 50 experiment groups. The fine structure of corpora allata are researched under electron microscope level in Control I solitarious females. After the observations, it is seen that the cell extentions of the light and dark CA cells form a complex structure by interfering with eachother. It has been observed that the smooth endoplasmic reticulum vesicles occasionally increase in size and are dominant to the vesicles of rough endoplasmic reticulum. The Golgi complexes are found differ in size and number. Giant mitochondria together with differently shaped mitochondria are found in both types of cells. Four different types of neurosecretory axons are found in the nerves penetrating between the CA gland cells by morphology of secretory granules. Releasing figures are observed from the first type of axons through to the stroma between the CA gland cells. In some CA gland cells of the Control n group solitarious females, double nuclei similar or nonsimilar in structure are observed. In the gregarious females of this group the Golgi complexes with their well developed dictyosomes have been found to be large in number. In the ABA 5 gregarious female CA gland cells finger-like projections of plasma membrane have increased in number and are in close relationship with the stroma. Also, in these cells, the well developed Golgi complexes are increased in number and the tubular systems have been observed densely. In the ABA 5 solitarious female CA glands cells, no significant structural differences have been observed. The characteristics features of ABA 5 group where this concentration was most effective on the gregarious male CA127 gland cells are increaseraent of cytoplasm, differently shaped mitochondria, giant mitochondria increased in size and number, and the observation of the tubular system. It is shown by the statistical analysis and electron microscopic observations on the CA total diameters and the nucleus diameters that the plant growth regulator, abscisic acid, activates the corpora allata and causes indirectly in phase transformation.