Distribution and Population Genetics of Wheat Stem Sawfly, [cephus Pygmeus L. (hymenoptera: Cephidae)] on Wheat Areas in Southeastern Anatolia, Eastern Anatolia and Eastern Black Sea Regions

Abstract

Bu tez çalışmasında, Türkiye'nin Güneydoğu Anadolu, Doğu Anadolu ve Doğu Karadeniz Bölgeleri'nde yer alan buğday tarlalarında Ekin sap arısı, Cephus pygmeus'un yayılışı, yoğunluğu ve genetik yapısı araştırılmıştır. Çalışma, 30 il ve bu illere bağlı 167 ilçede 2019 yılı Mart-Ağustos aylarında yürütülmüştür. Örneklemelerde her bir tarlada 200 atraplama yapılmıştır. Popülasyon genetiğinin araştırılması amacıyla mitokondri ve çekirdek genomuna ait gen bölgelerinden farklı uzunluklarda diziler PCR tekniği ile çoğaltılmış ve yeni nesil dizileme (NGS) yapılarak diziler açığa çıkartılmıştır. Çalışmanın sonucuna göre C. pygmeus'un Doğu Karadeniz illerinde bulunmadığı, Doğu Anadolu Bölgesi'nde Tunceli ve Hakkâri dışında tüm illerde ve Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nin ise tamamında yaygın olduğu saptanmıştır. Zararlıya tüm bölgeler içinde en yoğun olarak Kilis ilinde, en az ise Bingöl ilinde rastlanmıştır. Moleküler analizler sonunda nDNA'nın mtDNA'ya göre daha korunmuş olduğu görülmüştür. Mitokondriyal DNA'da (COI, Nd6) 23'er adet nükleotid yer değiştirme görülürken, nDNA'da (Ef1-α, VGSC, Wnt) test edilen üç gen bölgesinde sırasıyla 1, 2, 2 adet nükleotid yer değiştirme olduğu kaydedilmiştir. Nötralite testlerinden Fu'nun FS analizi temelinde mtDNA'ya göre popülasyonlarda ani bir genişleme ve pozitif seçilime uğradığı anlaşılmaktadır (FS=-17.79; P<0.05). Çalışma sonunda C. pygmeus'un çalışma bölgelerinde buğday tarlası bulunan birçok yerde yaygın olduğu, ancak farklı coğrafik özelliklerine göre oluşturulan bölgesel popülasyonlar arasında genetik açıdan herhangi bir farkın olmadığı tespit edilmiştir.In this thesis, the distribution, density and genetic structure of wheat stem sawfly, Cephus pygmeus in wheat fields in Southeastern Anatolia, Eastern Anatolia and Eastern Black Sea Regions of Turkey were investigated. The study was carried out in 30 provinces and 167 districts of these provinces in March-August 2019. In the sampling, 200 sweepings were made in each field. In order to investigate population genetics, sequences of different lengths from the gene regions of the mtDNA (COI, Nd6) and nDNA (Ef1-α, VGSC, Wnt) genome were amplified by PCR technique and the sequences were analyzed by next-generation sequencing (NGS). According to the results of the study, C. pygmeus was not found in any of the Eastern Black Sea provinces while it was common in all provinces except Tunceli and Hakkâri in the Eastern Anatolia Region and in all of the Southeastern Anatolia Region. Among all regions, the pest is most common in Kilis province, and least in Bingöl. At the end of the molecular analyzes, it was seen that nDNA is more protected than mtDNA. While 23 nucleotide displacements were seen in mtDNA, it was recorded that there were 1 or 2 nucleotide replacements in nDNA gene regions. It is understood from the neutrality tests that Fu undergoes a sudden expansion and positive selection in populations according to mtDNA gene regions on the basis of FS analysis. At the end of the study, it was determined that C. pygmeus was common in many areas with wheat fields throughout the study areas, but there was no genetic difference between the regional populations created according to different geographical features.