Süne (Eurygaster maura) vitellogenin genlerinin karakterizasyonu ve ifade düzeylerinin belirlenmesi

Abstract

Süne, Eurygaster maura, buğday tarlalarının en önemli zararlısıdır. Süne yaşam döngüsü `aktif` ve `pasif` olmak üzere ikiye ayrılır. Zararlı aktif dönemde beslenme, üreme, yumurta bırakma gibi faaliyetlerini yerine getirir ve sonra ölür. Yumurtadan çıkan nimflerin gelişmesiyle oluşan yeni nesil ergin bireyler buğday tarlalarında beslenip buğday hasadını takiben pasif döneme geçerler. Pasif dönem yarı uyku (yazlama) ve diyapoz (kışlama) dönemlerini kapsar. Süne diyapoz süresince yaşamını sürdürebilmek için vücudunda yağ olarak depoladığı besinleri kullanır ve ilkbaharda ovalara göç ederek biyolojik döngüsünü tamamlar. Böceklerde üreme başarısı ovarilere besin sağlayan vitellogenin (Vg) sentezine bağlıdır. Vg genelde yağ dokusundan sentezlenip, hemolimfe salgılanır ve gelişen oositler tarafından oosite alınır. Dişi bireylerle özdeşleşmiş bu proteinin son yıllarda üreme dışında farklı görevlerde de bulunabildiği saptanmıştır. Bu tez çalışmasında süne yağ dokusu cDNA kütüphanesinde saptanan üç adet vitellogenin proteinini kodlayan genler (EmVg1, EmVg2 ve EmVg3) sunulmuş, PCR, RACE PCR ve dizileme teknikleri kullanılarak tahmini aminoasit dizilerinin karakterizasyonu yapılmıştır. Nükleotid ve tahmini aminoasit dizileri EmVg'lerin en fazla Hemiptera takımından Plautia stali Vg'lerine benzerlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Filogenetik ağaçlar Neighbour Joining yöntemiyle, tahmini protein yapılarına ilişkin tahmini üç boyutlu yapılar ise Hidden Markov modeli kullanılarak tespit edilmiştir. Real Time PCR tekniği ile Vg ifade düzeyleri sünenin farklı gelişme dönemleri, farklı doku ve organları ile önemli biyolojik dönemlerinde araştırılmıştır. Analiz sonucu, EmVg'lerin sinir sistemi, yağ dokusu, ovari, kas sistemi, malpigi tüpleri, orta bağırsak, baş ve trake gibi doku ve organlar arasında en yüksek böcek başında ifade olduğu görülürken, gelişme dönemine ilişkin ise en fazla ergin dönemde sentezlendiği ortaya çıkmıştır. Vg'lerin ayrıca dişi bireylerde en fazla ovalara göç öncesinde, erkekler bireylerde ise yazlama döneminde en yüksek ifadeye sahip olduğu saptanmıştır.

Sunn pest, Eurygaster maura, is one of the major harmful pests for cereal crops. The biological cycle of the sunn pest consists of active and passive stages. During the active stage, sunn pest completes the processes of feeding, mating, laying eggs and later dies. Following the wheat harvest, the new generation adults emerged from the hatched eggs enter a passive stage after feeding on grains. Passive stage comprises semi-sleep (aestivation) and diapause (overwintering) phases. Nutrition stored as fat body is consumed in order to survive during the diapause phase and sunn pest completes its biological cycle in the spring by migrating to the fields. Reproductive success of insects depends on vitellogenin (Vg) synthesis, which supplies nutrients to the ovaries. Vg is usually synthesized by fat body, secreted into the hemolymph and then sequestered by developing oocytes. In recent decades, it has been demonstrated that this protein, which has mainly been associated with females, also has different functions besides reproduction. In this thesis, three genes (EmVg1, EmVg2 and EmVg3) encoding Vg proteins were presented in cDNA libraries generated from the fat body of overwintering adults and the characterization of the deduced amino acid sequences were carried out using PCR, RACE PCR and sequencing techniques. Nucleotide and deduced amino acid sequences reveal that EmVgs show high similarities to Vgs of Plautia stali from Hemipteran. Phylogenetic trees were inferred using the Neighbor-Joining method, while predicted three dimensional structures of the putative proteins were created using the Hidden Markov model. Vg expression levels of different tissues and organs, developmental stages, and biologically-important times were examined using Real Time PCR. High abundance of EmVg mRNAs were detected in the head among tissues and organs including the nervous system, fat body, ovary, muscles, Malpighian tubules, midgut, head, and trachea, while it is highly synthesized in adults relevant to developmental stages. Also highest expression of EmVgs was found in females in the pre-migration phase and in males during the aestivation phase.