Kafkas (Apis Mellifera Caucasica G.), Karadeniz (Apis Mellifera L.), Kafkas X Karadeniz Bal Arısı Kolonilerinde Genetik Çeşitliliğin ve Hijyenik Davranış ile Bağlantılı Bazı Snp'lerin Tespit Edilmesi

Abstract

Bu çalışmada 2021 yılında Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Arıcılık Araştırma ve Uygulama Ünitesi'nde yetiştiriciliği yapılan hijyenik davranış bakımından selekte edilmiş Kafkas arısı, Karadeniz arısı ve bunların melezlenmesi ile elde edilen Kafkas x Karadeniz Melez popülasyonlarının genetik çeşitlilik durumlarının ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Bu popülasyonların genetik çeşitlilik durumu mikrosatelit PZR yöntemi ile FAO tarafından önerilen 30 mikrosatelit lokusu kullanılarak tespit edilmiştir. Elde edilen veriler GenAlEx ve Structure istatistiki analiz programları yardımıyla analiz edilmiştir. Kafkas-Karadeniz, Kafkas-Kafkas x Karadeniz melezi ve Karadeniz-Kafkas x Karadeniz melezi popülasyonları arasındaki genetik mesafe sırasıyla; 0.154, 0.083 ve 0.164 olarak bulunmuştur. Popülasyonlara ait fiksasyon indeksi verileri Kafkas arısı, Karadeniz arısı ve Kafkas x Karadeniz melezi popülasyonları için sırasıyla 0.961, 0.959 ve 0.957 olarak hesaplanmıştır. Analizler sonucunda tüm lokusların ortalama FIS, FIT, FST ve Nm değerleri sırasıyla 0.959, 0.960, 0.045 ve 12.855 olarak tespit edilmiştir. Çalışmada elde edilen veriler sonucunda Kafkas arısı, Karadeniz arısı ve Kafkas x Karadeniz melezi popülasyonları arasında genetik çeşitliliğin düşük olduğu, popülasyon içinde ve bireyler arasında genetik çeşitliliğin ise yüksek olduğu tespit edilmiştir. GenAlEx yazılımı kullanılarak yapılan Temel koordinatlar analizi ve Structure yazılımı kullanılarak yapılan kümeleme analizi verileri de elde edilen sonuçları doğrulamaktadır. Elde edilen veriler soncunda genetik farklılaşmanın genetik sürüklenmeden değil gen akışından kaynaklı olduğu tespit edilmiştir. Türkiye'deki yerli bal arısı genotiplerinin korunması ve sahip oldukları genetik çeşitliliğin sürdürülmesinde, bu genotiplere ait popülasyonların genetik çeşitlilik durumlarının tespit edilmesi önem arz etmektedir. Çalışmada taranan hijyenik davranış ile ilgili SNP'ler popülasyonların genelinde çoğunlukla heterozigot yapıda bulunmuş, hem yüksek hijyenik davranış performansı hemde düşük hijyenik davranış performansı ile ilşkili SNP'ler gözlenmiştir. Varroa paraziti ile mücadele etmek için, bu parazite karşı dayanıklı ve yüksek seviyede hijyenik davranış gösteren ırkların geliştirilmesi gerekmektedir. Genetik ıslah çalışmalarında kullanılacak moleküler markörlerin geliştirilmesi için; hijyenik davranış sürecindeki genetik ve epigenetik faktörlerin ortaya çıkarılması önem arz etmektedir.

In this study, the genetic diversity of Caucasian honey bees, Black Sea honey bees and their hybrids obtained through the crossbreeding of Caucasian and Black Sea honey bees which were reared and selectively bred for hygienic behaviour at the Apiculture Research and Application Unit of the Faculty of Agriculture at Ondokuz Mayıs University in 2021. The genetic diversity status of these populations was determined using the microsatellite PZR method with 30 microsatellite loci which the FAO recommends. The obtained data were analysed using GenAlEx and Structure software. The genetic distances between the Caucasian-Black Sea, Caucasian-Caucasian x Black Sea hybrid, and Black Sea-Caucasian x Black Sea hybrid populations were found to be 0.154, 0.083, and 0.164, respectively. The fixation index values for the Caucasian honey bee, Black Sea honey bee, and Caucasian x Black Sea hybrid populations were calculated as 0.961, 0.959, and 0.957, respectively. The average FIS, FIT, FST, and Nm values for all loci were determined as 0.959, 0.960, 0.045, and 12.855, respectively. The analysis results indicated low genetic diversity among the Caucasian bee, Black Sea bee, and Caucasian x Black Sea hybrid populations. In contrast, high genetic diversity was observed within populations and among individuals. Principal Coordinate Analysis conducted using the GenAlEx software and cluster analysis performed using the Structure software confirmed the results. The data revealed that genetic differentiation was due to gene flow rather than genetic drift. Preserving genetic diversity, which significantly impacts the healthy survival of individuals within a population, is crucial. Therefore, it is essential to determine the genetic diversity status of populations belonging to indigenous honeybee genotypes in Türkiye to ensure the preservation of these genotypes and their genetic diversity. The SNPs associated with hygienic behaviour, which are examined in this study, were predominantly found to be in a heterozygous state throughout the populations and SNPs associated with both high and low levels of hygienic behaviour were observed. It is crucial to uncover the genetic and epigenetic factors involved in hygiene behaviour to develop breeds resistant to the Varroa parasite and exhibiting high levels of hygienic behaviour.