Apis mellifera anatoliaca Bal arısında CRISPR-Cas9 kullanılarak jüvenil hormon asit o- metiltransferaz (JHAMT) nakavt mutantların üretilmesi

Abstract

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.