türkiye balarılarının mtdna ve bazı morfolojik Özellikleri bakımından...

8/7/2019 Trkiye Balarlarnn mtDNA ve Baz Morfolojik zellikleri Bakmndan Karlatrlmasna Ynelik Bir Aratrma

1/148

TRK YE BAL ARILARININ mtDNAve BAZI MORFOLOJKZELL KLER

BAKIMINDAN KARILATIRILMASINAYNEL K B R ARATIRMA

Meral KEKEOLUDOKTORA TEZ

ZOOTEKN ANABL M DALIDANIMAN: Prof. Dr. M. hsan SOYSAL


2/148

T.C.NAMIK KEMAL NVERS TES

FEN B L MLER ENST TS

DOKTORA TEZ

TRK YE BAL ARILARININ mtDNA ve BAZI MORFOLOJKZELL KLER BAKIMINDAN KARILATIRILMASINA

YNEL K B R ARATIRMA

Meral KEKEOLU

ZOOTEKN ANABL M DALI

DANIMAN: Prof. Dr. M. hsan SOYSAL

TEK RDA/2007

Her hakk sakldr


3/148

III

Prof. Dr. M. hsan SOYSAL danmanlnda, Meral KEKEOLU tarafndan hazrlanan bualma 10/12/2007 tarihinde aadaki jri tarafndan Biyometri-Genetik Anabilim dalndadoktora tezi olarak kabul edilmitir.

Jri Bakan: Prof. Dr. M. hsan SOYSAL mza:ye: Prof. Dr. Muhittin ZDER mza:

ye: Prof. Dr. Ferat GEN mza:

ye: Do. Dr. Harun CERT mza:

ye: Do. Dr. rfan KANDEMR mza:

Yukardaki sonucu onaylarm

( mza)

....................Enstit Mdr


4/148

IV

ZET

Doktora Tezi

Trkiye Bal Arlarnn mtDNA ve Baz Morfolojikzellikleri Bakmndan Karlatrlmasna

Ynelik bir Aratrma

Meral KEKEOLU

Namk Kemal niversitesiFen Bilimleri EnstitsZootekni Anabilim Dal

Danman: M. hsan SOYSAL Bu almada A. m. anatoliaca , A. m. meda , A. m. caucasica ve A. m. carnica rklarn temsileden 55 farkl yerleimden bal ars rnekleri 12 morfolojik karaktere gre morfometrikyntem ve mtDNAnn iki gen blgesi (COI ve 16s rDNA) bakmndan PZR-KPUP yntemiile incelenmitir. Morfometri sonular NTSYS paket programnda, mtDNA sonular iseREAP paket programnda deerlendirilmitir.UPGMA yntemi ile izilen aa morfometrik bakmdanA. m. anatoliaca , A. m. meda , A. m.caucasica ve A. m. carnica rklarn temsil eden drt temel bal ars populasyonu olduunugstermitir. Buna gre ticari ve ger arcla ramen Trkiyede Apis mellifera eitliliinin deimedii grlmektedir.Dier taraftan COI ve 16srDNA gen blgelerinin srasyla sekiz ve yedi restriksiyon enzimiile kesilmesi sonucu Trkiyede iki yeni mtDNA haplotip grubunun bulunduu belirlenmitir.Buna gre A. m. caucasica , A. m. meda ve A. m. anatoliaca birbirlerine ok yakn rklardr.Bu durum TrkiyeninApis mellifera nn doudan gen merkezi olmas veya gen merkezineok yakn olmasnn bir sonucu olabilir.Bu almann sonular benzer aratrma sonular ile karlatrldnda Trkiyedeki balars populasyonlarnn 16srDNA/DraI kesim sitesi dnda A. m. adami ile ayn kesimsitelerini tad grlmtr. Yunanistann kuzeyi (A. m. macedonica ), Yunanistann orta

kesimleri (A. m. cecropia ) ve Kbrsn kuzeyindeki (A. m. cypria ) dier ar rklarndanCOI/NcoI,StyI ve 16srDNA/Sau3AI kesim siteleri bakmndan farkl olduu grlmtr. Anahtar kelimeler: mtDNA, PZR-KPUP, bal ars (Apis mellifera ), Trkiye,

2007,148sayfa


5/148

V

ABSTRACT

A Comparative Investigation of Honeybee Ecotypes of TurkeyBy Means of mtDNA and Some Morphological

Traits

Ph.D. Thesis

Meral KEKEOLU

Namk Kemal UniversityGraduate School of Natural and Applied Sciences

Main Science Division of Animal Science

Supervisor: M. hsan SOYSAL

In this study honey bee population, corresponding these subspecies,A. m. anatoliaca , A. m.meda , A. m. caucasica and A. m. carnica from 55 different local areas of Turkey weresurveyed with morphometric analysis using twelve characters and molecular analysis usingPCR-RFLP method on two mtDNA gene segments (COI, 16srDNA). The results of themorphometrics analysis were statistically processed using NTSYS programe package; asconcerning the results from mtDNA analysis, REAP package was being applied.The trees obtained by UPGMA revealed four main groups of honey bee,A. m. anatoliaca, A.m. meda, A. m. caucasica and A. m. carnica , respect to morphometric. It was seen thatmorphometric structure of honey bee population from Turkey have been no changed even somigratory beekeeping and commerical breeding.At the other hand diagnostic patterns of COI and 16srDNA gene segments digested with eightand seven resitriction enzymes revealed two new mtDNA haplotypes in Turkey. According tothese pattern, A. m. caucasica , A. m. meda and A. m. anatoliaca have the same maternalinheritence pattern. It may be due to Turkey is the eastern genetic center of Apis mellifera ornear to genetic center.Out of the 16srDNA/DraI restriction site patterns, our data being compared with those fromprevious anolog studies showed that honey bee population from Turkey seems to be similar tothe honey bee population from Grete Island (A. m. adami ). However no more similaritybetween honeybee populations of Turkey inclued Thrace and populations Northern Greeces(A. m. macedonica ), Central Greeces (A. m. cecropia ) and southern Cypruss (A. m. cypria ). Key words:mtDNA, PCR-RFLP, Honey bee (Apis mellifera ), Turkey

2007,148pages


6/148

VI

NDEK LER

ZET ..................................................................................................................................IV

ABSTRACT .........................................................................................................................V

NDEK LER....................................................................................................................VI

EK LLER D Z N ............................................................................................................. IX

ZELGELER DZ N .........................................................................................................X

RES MLER DZ N ............................................................................................................XII

S MGE VE KISALTMALAR........................................................................................... XIII

1. G R ............................................................................................................................14

1.1. Bal Arlarnn Snflandrlmas, Kkeni ve Dnya zerindeki Dalm...................... 15

1.1.1. Snflandrlmas....................................................................................................... 15

1.1.2. Tr, rk, alt tr ve ekotip kavramlar .................................................. ....................... 16

1.1.3. Bal arlarnn kkeni ve Dnyaya yaylmas ............................................................ 17

1.1.4. Orta Douya yaylm olan Apis mellifera rklar..................................................... 21

1.2. Morfometrik ve Molekler Teknikler ileApis mellifera Irklar iin Belirlenen eitlilik .................................................................................................................................... 26

1.2.1. Morfometrik yntemlere gre bal arlarnn eitlilii ...............................................261.2.2. PZR-KPUP teknii ve bu teknie gre Apis mellifera rklarnn aratrlmas............ 32

1.3. Mitokondiriyal DNA (mtDNA)................................................................................... 38

1.3.1. Niin mtDNA? ......................................................................................................... 40

1.3.2. Apis mellifera mtDNAs .......................................................................................... 41

1.3.3. mtDNA genomundaki farklla gre bal ars rklarnn evrimsel tarihi ve filogenetii.................................................................................................................................. 44

1.4. Morfometrik, Biyokimyasal ve Molekller Teknikler (PZR-KPUP, DNA dizi analizi)e

Gre Trkiyedeki Bal Ars eitlilii........................................................................ 51

1.4.1. Trkiyedeki ar rklarn tanmlamak iin yaplan baz aratrma sonular............... 55

2. MATERYAL METOD .................................................................................................. 59


7/148

VII

2.1. Materyal...................................................................................................................... 59

2.2. Metod.......................................................................................................................... 61

2.2.1. rneklerin alnmas, laboratuvara tanmas ve muhafazas: ..................................... 612.2.2. rneklerin kodlanmas: ............................................................................................ 63

2.2.3. lm iin preperatlarn hazrlanmas (Kanatlar, Bacaklar, Dil) ............................... 64

2.2.4. Morfometrik lmlerin alnmas ............................................................................. 66

2.2.4.1. Kanatlara ilikin karakterlerin llmesi .............................................................. 662.2.4.2. Bacaklara ilikin lmlerin alnmas................................................................... 672.2.4.3. Dil Uzunluunun llmesi................................................................................. 682.2.5. Morfometrik verilerin istatistiki analizi....................... .............................................. 69

2.2.6. mtDNA analizi ......................................................................................................... 70

2.2.6.1. DNA izolasyonu .................................................................................................. 70

2.2.6.2. Elektroforez ile DNAnn grntlenmesi............................................................ 73

2.2.6.3. DNA miktar tayini, spektrofotometrik yntem .............................. ....................... 74

2.2.6.4. Polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ve reaksiyon koullar.................................... 752.2.6.5. Kesilmi parack uzunluk polimorfzmi (KPUP).................................................. 812.2.6.5.1. Restriksiyon enzimleri ile PZR rnlerinin kesimi ............................................. 84

2.2.6.5.2. Kesim reaksiyonun agoroz jel elektroforezi ile grntlenmesi.......................... 86

2.2.6.5.3. DNA para uzunluklarnn belirlenmesi .............................................................87

3. BULGULAR.................................................................................................................. 88

3.1. Anket Sonular .......................................................................................................... 88

3.2. Morfometrik Bulgular ................................................................................................. 90

3.2.1. Tek deikenli varyans analizi (ANOVA) ve ok deikenli varyans analizi(MANOVA)................................................................................................................93

3.2.2. Ayrm fonksiyon analizi......................................................................................... 963.2.2.1. Koloni ortalamalarna gre ayrm fonksiyon analizi........................................... 96

3.2.2.2. Kmeleme analizi .............................................................................................. 1033.2.2.3. rnek deerlerine gre ayrm fonksiyon analizi............................................... 1053.2.3. Regresyon analizi ................................................................................................... 111

3.3. mtDNA eitlilii ile lgili Bulgular ......................................................................... 113

3.3.1. DNA izolasyonu ve PZR sonularnn gzlenmesi.................................................. 113


8/148

VIII

3.3.2. Kesilmi uzunluk paracklarnn (KPUP) gzlenmesi ............................................ 1153.3.2.1. COI geni iin KPUP........................................................................................... 115

3.3.2.2. 16srDNA geni iin KPUP .................................................................................. 118

3.3.3. PZR-KPUPne ilikin sonularn istatistiki analizi .................................................. 120

4. TARTIMA................................................................................................................. 123

5. KAYNAKLAR............................................................................................................ 134

EKLER.............................................................................................................................. 143

TEEKKR...................................................................................................................... 147

ZGEM ....................................................................................................................... 148


9/148

IX

EK LLER D Z N

ekil 1.1. Bal arlarnn kkeni ve Dnyaya yaylmas .......... .............................................. 19ekil 1.2. Dnyann Orta Dou blgesinde yaylm olan Apis mellifera rklar .................. 22ekil 1.3. Bal ars trlerinin iki byklk karakterine (kbital indeks ve dil uzunluu) gremorfometrik dalm........................................................................................................... 30ekil 1.4. A. mellifera nn yemenitica-meda-mellifera rklarnn 2 byklk karakteri (nkanat uzunluu ve T3+4) bakmndan morfometrik dalm .................................................. 31ekil 1.5. M, C, A, O kollarndakiA. mellifera rklarnn 3 boyutlu ortamdaki dalm ....... 31ekil 1.6. rneklerin mtDNAsnnEcoRI enzimi ile kesimi sonucu oluan bant rnts(Smith,1990)........................................................................................................................33

ekil 1.7.Apis mellifera mtDNAs......................................................................................42ekil 1.8. mtDNAnn Resitriksiyon Endonkleazlar ile kesim haritas ................................ 47ekil 1.9. Apis mellifera rklarnn COI-COII gen blgesi iin belirlenen 4 farkl uzunlukkombinasyonun oluumu ..................................................................................................... 50ekil 1.10. Trkiyede bulunanApis mellifera rklarnn blgelere gre dalm.................. 54ekil 2.1. rnekleme yaplan yeleimlerin harita zerinde gsterilmesi................................ 59ekil 2.2. n kanat karakterleri iin lme snrlar .............................................................. 66ekil 2.3. Bacak karakterleri iin belirlenen lme snrlar .................................................. 68

ekil 2.4. Dil uzunluu (DU)nu lme snrlar................................................................... 69ekil 2.5. PZRnun ileyii...................................................................................................80ekil 2.6. Kesilmi parack uzunluk polimorfizmi (KPUP)ne ilikin ematik gsterim ...... 81ekil 3.1. Yetitiricilii yaplan ar rklarnn yzde dalmlar............................................ 88ekil 3.2. Morfometrik zelliklere ilikin ilk iki fonksiyona gre kolonilerin dalmngsteren serpilme diyagram .............................................................................................. 101

ekil 3.3. Dokuz populasyon iin mahalonobis uzaklklarna gre izilen dendogram ....... 104ekil 3.4. Morfometrik zelliklere ilikin lk iki fonksiyona gre arlarn dalmna ilikin

serpilme diyagram ............................................................................................................ 108


10/148

X

ZELGELER D Z N

izelge 1.1. Bal ars rklarnn snflandrlmas .................... .............................................. 15

izelge 1.2. Farkl blgelere adepte olmu farkl balars rklar........................................... 20izelge 1.3. Morfometri almalarnda standart olarak kullanlan karakterler...................... 28izelge 1.4. Dnyann Orta Dou blgesinin ar rklarna ilikin baz morfometrik veriler.. 29izelge 1.5. Apis mellifera populasyonlarnda mtDNA ve PZR-KPUP tekniklerine

dayanlarak yaplan aratrmalar...........................................................................................35izelge 1.6. PZR-KPUP tekniine dayanarak ana mtDNA haplotip grubunun tanmlanmas............................................................................................................................................ 38

izelge 1.7. nsan, maya, msr, Drosophila ve bal ars mtDNAlarnn tam olduklar

genler................................................................................................................................... 39izelge 2.1. rnek kodlama izelgesi................................................................................... 63

izelge 2.2. Morfometrik lmler iin tutulan rnek kayt cetveli ...................................... 67

izelge 2.3. Primerler .......................................................................................................... 76

izelge 2.4. Oniki rnekin Hazrlanan PZR Reaksiyon Karm ..................................... 77izelge 2.5. PZRartlar ...................................................................................................... 78izelge 2.6. almada kullanlan restriksiyon enzimleri, reaksiyon scaklk dereceleri vetanma blgeleri ................................................................................................................... 83

izelge 2.7. Restriksiyon enzimlerinin stok konsantrasyonlar ............................................. 84izelge 2.8. COI geni iin 12 rnee gre hazrlanm reaksiyon karmlar .......................85izelge 2.9. 16srDNA geni iin 12 rnee gre hazrlanm reaksiyon karmlar............... 85izelge 3.1. Hangi ar rknn yetitiriciliini yapyorsunuz ve ana ary nereden teminediyorsunuz sorusuna il ve ilelere gre verilen genel cevaplar ..................... ....................... 89

izelge 3.2. Ellibe yerleim iin kanat karakterlerinin ortalama ve standart hatalar............ 91

izelge 3.3. Bacak karakterleri ve dil uzunluunun ortalamalar ve standart sapmalar,rnekleme yaplan yerleimlerin bulunduu corafik konum ve deniz seviyesinden ykseklik

............................................................................................................................................ 92izelge 3.4. ANOVA ile gruplarn karlatrlmas .............................................................93

izelge 3.5. SPSS ve S-PLUS paket programlarnda farkl test ltlerine gre blgesel

gruplarn karlatrlmas..................................................................................................... 94izelge 3.6. Hotelling T2 ye gre grup ortalamalarnn karlatrlmas..............................95


11/148


12/148

XII

RES MLER D Z N

Resim 2.1. Sintilasyonielerinde rneklerin muhafazas..................................................... 61

Resim 2.2. rneklerin laboratuvara Tanmas..................................................................... 63Resim 2.3. lm iin hazrlanm kanatlar ......................................................................... 64Resim 2.4. lm iin hazrlanm bacaklar......................................................................... 65Resim 2.5. lm iin hazrlanm olan diller...................................................................... 65Resim 2.6. DNA izolasyonundan nce alkoln uzaklatrlmas ........................................... 71

Resim 2.7. Birletirilmi PZR tpleri ................................................................................... 77Resim 2.8. almada kullanlan PZR aleti (PTC-200) ......................................................... 78Resim 2.9. Doksanalt-kuyucuk plakas................................................................................ 86

Resim 3.1. Toplam DNA ve PZR rnlerinin jelde grnts ........................................... 114

Resim 3.2. COI geni iin KPUP sonular.......................................................................... 116

Resim 3.3. 16srDNA geni iin KPUP sonular.................................................................. 119


13/148

XIII

S MGE VE KISALTMALAR

KU n kanat uzunluuKG n kanat geniliia a damarb b damarK Kubital indexAKU Arka kanat uzunluuAKG Arka kanat geniliiFU Femur uzunluuTU Tibia uzunluuBU Basitarsus uzunluuBG Basitarsus genilii

DU Dil uzunluuC Dou AvrupaO Orta DouM Bat AvrupaA AfrikaPZR Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR)KPUP Kesilmi parack uzunluk polimorfizmi (RFLP)16srDNA 16s Ribozomal DNACOI Sitokram oksidaz 1 geniCOI-COII Sitokram oksidaz 1- Sitokram oksidaz 2 arasnDNA nklear DNAmtDNA mitokondriyal DNAdNTP DeoksinkleotittrifosfatANAVO Tek deikenli varyans analiziMANOVA ok deikenli varyans analiziDFA Ayrm fonksiyon analiziREAP Resitriksiyon analiz programUPGMA Unweighted Pair Group Method with Arithmetic meanng Nanograml mikrolitre


14/148

14

1. G R

Arclk Anadolunun en eski retim etkinliklerinden birisidir. Eskiden yalnzca aile

ihtiyacn karlayacak bal retmek iin yaplan arclk gnmzde ticari bir i kolu halinegelmitir. Arcln dier tarmsal i kollarna gre doaya daha fazla baml bir faaliyetolduu gz nnde tutulursa Trkiye zengin floras ve blgeden blgeye deien iklim deseninedenleriyle arclk iin son derece avantajl bir konumdadr. Ayrca Trkiye Dnyada hibir

yerde grlmeyen zengin ar eitliliine sahiptir. Ancak sahip olduu avantajlar ok iyikullanamamakta ve arclktan beklenen fayda salanamamaktadr. Koloni says bakmndandnya lkeleri arasnda 2. srada yer alan Trkiye bal retimi bakmndan 4. srada, koloni

bana bal verimi bakmndan yllara gre deimekle birlikte 2003 yl itibariyle 9. srada, bal

d satm bakmndan ise daha gerilerde kalmaktadr (Anonymous, 2004).Trkiye yalnzca doal zenginlikleri deil, ayn zamanda sahip olduu ar gen

kaynaklar nedeniyle de arclkta sz sahibi lkeler arasnda yer almaktadr. Mevcut

koullarda Trkiyenin arclk alannda hak ettii konuma ulaabilmesi iin en nemli silahsahip olduu bu gen kaynaklardr (Soysal, 2004). Ruttner (1988a), AnadolununApismellifera nn Yakn doudan gen merkezi olduunu bildirmitir. Yaplan farkl bilimselalmalarda da lkemizde 5 ayr bal ars rknn varlndan sz edilmektedir (Smith ve ark.1997, Palmer ve ark. 2000, Smith 2002, Kandemir ve ark. 2006a). Ancak aratrma sonular

arasnda kesin bir gr birlii bulunmamaktadr.Dier taraftan son yllarda tm Dnyada olduu gibi Trkiyede de ekonomik

yetitiriciliin gerei olarak Anadolunun sahip olduu zenginliinden yararlanmak zereyoun bir ger arclk sistemi uygulanmaktadr. Bu sistem nedeniyle mevcut genotiplerinkendilerine zg zelliklerini kaybettikleri ve genetik olarak saf materyal kalmaddnlmektedir (ztrk 1990, Kaftanolu ve ark.1993). Ancak bu melezlemenin etki dzeyibilinmemektedir. Trkiye ar populasyonlarnn slah konusunda da herhangi bir almamevcut deildir. Genetik eitliliin belirlenmesi gelecekte yaplacak slah ve seleksiyon

almalarnn ilk admn tekil eder. Herhangi bir slah almasndan nce mevcut durumuntespit edilmesi ve mevcut genotiplerin morfolojik ve genetik yaplarna ilikin deerlerinbilinmesi bir zorunluluktur (Soysal 2004).

Bu alma Trkiye bal ars rk ve ekotiplerini morfometrik ve genetik iaretleyiciler ilekarlatrmal olarak tanmlamak, sonular benzer almalar ile birlikte deerlendirerekTrkiyenin genetik eitliliini ortaya koymak, gelecekte yaplacak slah ve seleksiyon


15/148

15

almalarnda kullanlmak zere veri taban oluturmak ve yerli gen kaynaklarn belirlemekamacyla yaplmtr.

1.1. Bal Arlarnn Snflandrlmas, Kkeni ve Dnya zerindeki Dalm

1.1.1. Snflandrlmas

Bal arlar Hymenoptera takmnda Apidae familyas iinde yer alr. Linnaeus 1758

ylnda bal arlarn bal yapan anlamna gelenA. mellifera olarak isimlendirerek tr

dzeyinde snflandrmtr (izelge 1.1.). izelge 1.1.Bal ars rklarnn snflandrlmas

Alem Animalia (hayvanlar)

ube Arthropoda (eklem bacakllar)

Snf Insecta (bcekler)

Takm Hymenoptera (zar kanatllar)

Familya Apidae (arlar)

Cins Apis (bal arlar)

TrlerApis floreaApis dorsata Apis ceranaApis mellifera

Linnaeus 1758

Daha sonra Buttel-Reepen (1906), tarafndan bal arsnn (A. mellifera ) tr dzeyinin

altnda l isimlendirme ile sistematii yaplmtr. lk yaplan aratrmalar sonucu drtApis tr tanmlanmtr. Bu trler, Apis florea, Apis dorsata, Apis cerana ve Apis mellifera dr.Son yllarda yaplan almalar ise, bunlarn saysnn drtten fazla olduunu gstermektedir.Yeni tanmlanan Apis trleri Apis nuluensis, Apis laboriosa, Apis koshevnikovi, Apis

nicrocincta, Apis andreniformis tir (Otis 1906).

Apis dorsata ve Apis florea dnyann tropik blgelerinde doal olarak bulunan eskitrlerdir. Bu trlerin kolonileri aa dallarnda bulunur ve bunlar ak alanda koloni kurarak


16/148

16

yaarlar. Bir dier tropikal tr olan Apis cerana da doal olarak aa kovuklarndayaamaktadr. Apis mellifer ann yuva yapm ve haberlemesi temelde Apis cerana yabenzemektedir. Bu nedenle bu iki trn genetik olarak birbirlerine daha yakn iki tr olduuanlalmaktadr (Ruttner 1988a).

Ayrca alloenzim ve molekler tekniklerle yaplan aratrma sonular da A. m.mellifera ve A. m. cerana trleri arasndaki filogenetik yaknl desteklemektedir (Smith ve

ark. 2000, Sheppard ve Mexner 2003, Tan ve ark. 2006).

Alloenzim (zoenzim), tek bir lokustaki bir enzim genine ait farkl alleller tarafndan

retilen enzimin farkl formlardr. Farkl alleler tarafndan retilen bu enzimlerin fizyolojik

ilevi deimemekle birlikte elektroforetik olarak relatif yrme hzlar farkldr. Bunadayanarak tr ve rklar aras biyokimyasal farkllklar elektroforetik olarak

belirlenebilmektedir (Sheppard ve Smith 2000, Klug ve Cummings 2002).

1.1.2. Tr, rk, alt tr ve ekotip kavramlar

Avrupa, Afrika ve Bat Asyada bal arlarnn buzul ann etkisi ve bitki rtsnn

deiimiyle birlikte doal olarak farkl corafik alanlara dalm Apis mellifera trnn okgeni bir morfolojik ve davran farkll gstermesi ile sonulanmtr. Bu durumaratrclar arasnda tr ve alt tr (rk) tartmalarnn domasna neden olmutur.

Tr kavram trler arasndaki gen aknn azalmas veya yok olmas iftlemenin ayn

trn bireyleri arasnda olmasna, farkl trler arasnda ifleme eiliminin olmamasnadayanmaktadr (Mayr 1942, Berlocher 1998).

Bir grup aratrcya gre alt tr (Irk) kavram ise ayn tr ierisindeki eitliliincorafik olarak dalm ile ilgilidir. Baz aratrclara gre ise alt tr kavram kaltmlailgilidir. Bu kar grler nedeniyle bu terimin sistematikteki geerlilii ve kullanm halasorgulanmaktadr (Wilson ve Brown 1953). Bu yzden rklarn orijinlerine ilikin sorularpopulasyonun alt gruplar veya alt populasyonlar haline gelirken gen frekanslarnn nasl

farkllat ile cevaplanabilir. Gen frekansnn deiimini etkileyen faktrler g, seleksiyon,izolasyon ve mutasyondur. zolasyon bu balamda nemli bir amildir. Gemite corafikengeller nedeniyle izole populasyonlar olumutur. Bu denli fazla saydaA. mellifera rk (alttrnn)nn olumasnda buzul andaki glerin ve corafik engeller nedeniyle izole

populasyonlarn olumasnn nemli bir etkisi olmutur (Sheppard ve Smith 2000, Soysal2004)


17/148

17

Morfolojik ve biyokimyasal karakterler kullanlarak birok alt tr veya alt tr gruplar

tanmlanmtr. Ancak bu alt trler arasnda gen akna kar bir engel olmamas nedeniylebirou kesin snrlarla birbirlerinden ayrlamamtr. Bununla birlikte Eski dnya balarlaryla Yeni dnya bal arlar arasndaki farkllklar, Dou Avrupa, Bat Avrupa, Asya ve

Afrika arlar arasndaki farkllklarn olduka belirgin olduu grlmektedir (Sheppard veSmith, 2000).

Bal arlarnda tr altndaki snflama iinngilizce karl subspecies olan alt trkavram kullanlmaktadr. Alt trn zooteknik anlamda karl Irkdr. Irk altndakisnflamalar iin ise Ekotip kavram kullanlmaktadr. Zooteknide ekotip kavram soy ya

da varyete terimleri ile ifade edilmektedir (Soysal 2004).

1.1.3. Bal arlarnn kkeni ve Dnyaya yaylmas

Apis mellifera nn kkenine ilikin hipotez gelitirilmitir (Rothenbuhler ve Kerr1968, Wilson ve Brown 1953, Rutnner 1988a). Wilson ve Brown (1953), bal arlarnn Afrika

da ortaya ktn ve Orta dou zerinden Avrupaya yayldn ileri srmektedir.Rothenbuhler ve Kerr (1968)e gre balarlar Asyann gneydousu veya Hindistandaortaya kmtr. Ruttner (1988a), ise bal arlarnn Hazar denizinin gney kylarnda ortayaktn ve Anadolu yolu ile Avrupaya ve Arap yarmadas boyunca Afrikaya yayldnbelirtmitir.

Ruttner (1988a)a greApis mellifera 50.000 yl nce Apis cerana dan ayrlm olduka gen bir trdr. ran, Pakistan ve Afganistanda yaplan aratrmalar buradakiA.mellifera ve A. cerana ya ilikin rneklerin birbirine yaknlk derecesinin daha fazla olduunugstermitir. Bu sonular bu iki tre ilikin eski a populasyonlarnn burada birbirindenayrldn yaniA. mellifera nn randan kken ald hipotezini destekler niteliktedir.

Bugne kadar tanmlanm olan 27 Apis mellifera rk (alt tr) bulunmaktadr. Bukadar ok Apis mellifera rknn oluumu tarihsel sre ierisinde meydana gelen iklimsel

deiiklikler nedeniyle kk izole populasyonlarn oluumuna balanmaktadr (Smith 2002).Buzul anda Avrupa corafyasnn byk bir blm bal arlar ve pek ok organizma iinuygun olmayan bir iklime sahip olmutur. Belki de bu kt koullar nedeniyle talya, spanyave BalkanlardakiApis mellifera populasyonlarnn daha elverili corafik alanlara (Asya veAfrika) yaylarak kk izole populasyonlar oluturduu hipotezi ileri srlmektedir (Ruttner

1988a, 1992, Hewitt 1996). Bu grlere gre buzul anda farkl corafyalara snan kk


18/148

18

izole populasyonlar mutasyon, genetik srklenme ve doal seleksiyonun etkisiyle morfolojikyap, davran zellikleri ve hastalklara diren bakmndan farkllamlardr. Kk izolepopulasyonlarda meydana gelen farkllklar birbirlerinden bamsz olarak yaylm ve yenirklarn oluumuyla sonulanmtr. Buzul ann sona erip Avrupann tekrar yaanabilir bir

iklime kavumasndan sonra ise bu izole populasyonlar atalarnn ktklar Avrupa lkelerinegeri dnmler ve birbirleriyle gen alveriinde bulunmulardr (Ruttner 1988a, Smith 1991).

Kk izole populasyonlarda genetik srklenmenin etkisinin daha yksek olduu,mutasyonun yeni bir tr ya da alt tr oluumunda tek bana bir neden olamayaca, ancakmutasyon, genetik srklenme, seleksiyon ve uyumum birlikte etkisiyle trlemenin szkonusu olabilecei bilinen bir gerektir (Klug 2002). Birok aratrcnn da bildirdii gibi balarlarnda bu denli geni bir varyasyonun grlmesi bu bilimsel gereklerin bir sonucudur(Ruttner 1988a,b ,1992, Smith 1991, Hewitt 1996, Sheppard ve Smith 2000).

Aratrmalar buzul ann sona ermesinden sonra bal ars populasyonlarnn eitlikollardan farkl corafik alanlara yayldn gstermitir:1. randan kp Orta Dou zerinden Akdenizin dousuna kadar yaylan populasyonlar

(C+O grubunu oluturan populasyonlar).2. Afrikann kuzeyine ve Avrupa ierisine kadar yaylan populasyonlar (M grubunu

oluturan populasyonlar).3. Afrikann kuzeyi hari dier kesimlerine yaylan populasyonlar (A grubunu oluturan

populasyonlar) olmak zere ana grupta toplanrlar (ekil 1.1.).


19/148


20/148

20

izelge 1.2.Farkl blgelere adepte olmu farkl balars rklar

Irklarn Adapte Olduu Blgeler Irklarn isimleri

A. mellifera adamii Ruttner, 1975A. mellifera pomonella Sheppard ve Meixner,2003A. mellifera cypria Pollman, 1879A. mellifera syriaca Buttel-Reepen, 1907A. mellifera meda Skorikov, 1929A. mellifera caucasica Gorbachev,1916a A. mellifera armeniacaca Skorikov, 1929

Ortadou (Kuzeydou Akdeniz): O

A. mellifera anatoliaca Maa, 1953*A. mellifera lamarkii Cockerell, 1906b A. mellifera yemenitica Ruttner, 1975A. mellifera litorea Smith, 1961A. mellifera adonsonii Latreille, 1804A. mellifera scutellata Lepeletier, 1835A. mellifera monticola Smith, 1961A. mellifera capensis Escholtz, 1821

Afrika (Tropical): A

A. mellifera unicolor Latreille, 1804A. mellifera macedonica Ruttner, 1988A. mellifera ligustica Spinola, 1806A. mellifera carnica Pollman, 1879A. mellifera cecropia Kieseweiter, 1860A. mellifera sicula Montagana, 1911

Avrupa (Orta ve Dou): C

A. mellifera ruttneri Sheppard ve ark., 1997A. mellifera mellifera Linneaus, 1758A. mellifera iberica Goetze, 1964A. mellifera major Ruttner, 1978A. mellifera sahariensis Baldensperger, 1924

Avrupa (Bat ve Kuzey) Afrika (Kuzey): M

A. mellifera intermisa Buttel-Reepen, 1906(Ruttner 1992).

lk yaplan aratrmalarda 25 Apis mellifera rk olduu bildirilirken daha sonrayaplan aratrmalardaA. m. ruttneri (Sheppard ve ark. 1997) veA. m. pomonella (Sheppardve Meixner 2003)nn tanmlanmas ile rk says 27ye kmtr.

Bal arlarnn dnya zerindeki dalmna bakldnda, A. mellifera doal olarak

Afrika, Avrupa ve Bat Asyada bulunurkenApis florea, Apis dorsata, Apis cerana ise doalolarak Gney Asyada yaylmaktadr.Apis mellifera eski dnyaya zg olmasna ramengnmzde Antartika ktas hari tm dnyaya dalm durumdadr. Bal arlar Avrupa, Asyave Afrika ktalarna doal olarak yaylrken Amerika ktasna insan eliyle tanmtr. ilkolarak 1600l yllarda Portekiz vespanyadan Bat Avrupa arlar (A. m. mellifera ve A. m.

iberica ), daha sonra 1859-1922 yllarnda Dou Avrupa arlar, Afrika arlarndan ok nce


21/148

21

Amerikaya sokulmutur. Ancak Avrupa bal arlar tropik iklim koullarna ok iyi uyumsalayamamtr. Afrika bal arlar (A. m. scutellata ) Amerikada baskn duruma gelmitir(Sheppard ve Smth, 2000).

1.1.4. Orta Douya yaylm olan Apis mellifera rklar

Orta Dou bal arlar morfometrik yaplarna gre deerlendirildiinde Anadolununbatsndaki (stanbul- zmir-Bursa hattnn bats) bal ars populasyonlar morfometrik olarak

Gneydou Avrupa, Orta Akdeniz ve Kuzey Afrika arlaryla benzer bulunmutur. Bunedenle Apis mellifera nn doudan genetik merkezinin Anadolu olduu belirtilmitir(Ruttner, 1988a).

Orta Dou bal arlar genel olarak deerlendirildiinde, A. m. syriaca Orta Dounun

en kk arsykenA. m. caucasica en byk arsdr. Gri Kafkas da ars A. m. caucasica hari tm Orta dou arlar sar bantldr. stisnalar karldnda Orta Dou bal arlarzoocorafik varyasyon kuralna (Allen ve Rench kural) uymaktadr. Gney ar varyeteleri (A.m. cypria ve A. m. syriaca ) kuzey ar varyetelerine gre daha kk ve daha sardr. Buna

karlk A. m. adami, A. m. caucasica kadar byk veA. m. armeniaca (Ermeni ars) kadarsardr.

lk yaplan aratrmalarda 7 farkl Orta Dou rk tanmlanmtr. Daha sonra A. m.pomonella nn tanmlanmasyla Orta Dou grubundaki rk says 8e kmtr (Sheppard ve

Meixner, 2003), (izelge 1.2.) (ekil 1.2.).


22/148

22

ekil 1.2.Dnyann Orta Dou blgesinde yaylm olan Apis mellifera rklar

Orta Dou bal arlar morfometrik karakterlerine gre karlatrldnda A. m. cypria ve A. m. armeniaca nn A. m. anatoliaca ya dier Apis mellifera rkndan daha yaknbulunmutur. A. m. caucasica-A. m. armeniaca ve A. m. caucasica-A. m. meda gruplarnncorafik alanlar dierlerinin corafik alanlarna gre birbirlerine daha yakn olmakla birliktebu alt trler morfometrik yap bakmndan birbirlerine ok daha uzak bulunmulardr.Louveaux (1969)e gre benzer ekolojik koullarda yaamak iin ayn morfolojik zelliklere

sahip olmak gerekmez. ok zt iklim koullarnda morfolojik olarak benzer arlarbulunabilirken, ayn iklim koullarnda farkl morfolojik yapda bal arlar da bulunabilir.

Anadolu ars (A. m. anatoliaca ) d grn itibariyle talyan arlaryla benzerlikgstermitir. Yalnz Anadolu arlarnn talyan arlarna gre tm vcut paralar bakmndanbiraz daha byk olduu belirtilmitir. Anadolu arlar morfolojik bakmdanu ekildetanmlanmtr: Abdomen ve tarsi geni, n kanat uzun, bacaklar ve kanatlar vcut


23/148

23

byklne gre ksadr. n kanat uzunluu yaklak 9.18 mmdir. Anatoliaca genelliklesardr, fakat abdomendeki halkalar portakal rengindedir ve arka segmentte kahverengiye

dner. En nemli karakteristik zelliklerinin ise kanat damarlar ve damar alarndaki

farkllklar olduu belirtilmitir (Maa 1953, Adam 1983).

Dier bir ortadou alt tr A. m. adami (Girit arlar) Balkan arlar ve Anadoluarlaryla karlatrmal olarak incelendiinde Girit arlarnn Yunanistan arlarndan daha ok

Anadolu ve Dou Akdeniz sahillerinin arlar (A. m. syriaca )na benzer zellikler tadgrlmtr. Tm Dou Akdeniz ar populasyonu morfometrik karakterlerine gre iki grubaayrlmtr: 1-cypria-syriaca-anatoliaca (bat populasyonu)-adami- Ege adalarnn dierarlar, 2-intermissa-sicula-carnica (Ionnian adalarndakicarnica benzeri ekotipler)A. m.

adami , cypria, syriaca ve anatoliaca ile birlikte ayn grupta yer almtr. A. m. adami ayngruptaki dier rklara gre kubital index (KI:1.9) karakterinin ok kk olmas ve dierlerine

gre daha iri olmas ile karakterize edilmitir (Adam 1983). A. m. adami morfometrikkarakterleri bakmndan kolaylkla tanmlanabilmesine ramen corafik yaam alanbakmndan dou snr izilememitir. Dou Ege adalarnn (Karpathos, Rhodos, Chios,Lesbos, Kos) arlar ileA. m. adami arasndaki benzerlik ok yksek bulunmutur. Daha datesi bat Anadolu arlar ve Ege adalarnn arlar arasnda da dereceli olarak artan bir

varyasyon olduu grlmtr. Bu durum corafik evrimlemenin bir sonucu olarakgsterilmektedir. Ege adalarnda Yunanistandan olduu kadar Anadolu hayvan rklarndan darnekler grlr. Bezoar keisi ve iki kemirgen trnn hem Anadolu da hem de Girit

adasnda bulunmas Girit adalar ile Anadolunun zoocorafik yaknlna kantgsterilebilecek dier bir rnektir (Ruttner 1980).

Ortadou grubunda yer alan dier bir ada ars da A. m. cypria dr. Pollman (1889),ekzotik d grn nedeniyle bu arlar iin gerek bir Apistic beauty terimini kullanmtr.

A. m. cypria nn corafik konumu nedeniyle komu ar rklar ile ortak zellikler gsterdiibelirtilmitir. Vcut boyutlar bakmndanA. m. anatoliaca dan kktr. Fakat dil dahauzun, kanatlar daha ksa, kubital index (CI=2.72) ise daha byk bulunmutur. A. m.cypria nn karakteristik olarakartc seviyede dourganlk zellii gsterdiine iaretedilmitir (Adam, 1983).

A. m. adami-cypria-anatoliaca ile ayn gruplamada yer alan Suriye ars, (A. m.syriaca ) srail, Lbnan, rdn ve Suriyede doal olarak bulunmaktadr. Yaplanaratrmalarda tespit edildiine gre, A. m. syriaca Avrupa ve Asya arlarnn en kdr.Suriye arlarnn savunma mekanizmas inanlmaz derecede gelimitir. En nemlikarakteristik zellikleri, iftleme periyodu srasnda kralie arlardan biri iftleip kulukaya


24/148

24

yatncaya kadar kolonide birka dzine gen kralie ar bulundurmasdr (Buttel-Reepen

1906). A. m. cypria ile karlatrldnda dil, arka kanat ve abdominal terga daha ksa, tibiaise daha uzun bulunmutur. Tergit ve scutellum ak sar renkli ve kubital indeksi dktr.

Basitarsal indekste dier yakn dou trlerinden daha dk bulunmutur.

Anadolu ars ile ran arsnn bulunduu iki farkl corafya arasndaki ok dar biralanda A. m. syriaca vardr. Bu nedenle A. m. syriaca nn doudan snr tam olarak

izilememitir. Ruttner (1988a), Trkiyenin gneyinde Hatay, Antakya yresindeA. m.syriaca nn bulunduunu bildirmitir. Eski alara ait bu bildiriler henz ger arclnyaygn olmad dnemlerde yaplan aratrma sonular olduundan nemlidir.

A. m. meda nn corafik varyasyonunun aratrlmas ile ilgili almalarda ran, Irakve Gneydou Anadoludaki snrl bir alandan alnan rnekler bir grup olutururken, Lbnan,srail, Kbrs Suriye populasyonlarna ilikin rneklerin ayr grup oluturduu grlmtr. A.

m. meda nn yaylm genel zoocorafik kurallara uymamaktadr. ok farkl iklimi vecorafik zellikleri olan alanlara yaylmtr. Gneydou Anadolu (Van glnden Antakyayakadar)da bulunanA. m. meda populasyonu d grn itibariyle ok kk olmalar, geni bir metatarsiye sahip olmalar ve uzun dil karakterleri bakmndanA. m cypria ya daha yakn

ayr bir grup zellii gstermitir (Skorikov, 1929b).

A. m. caucasica Gorb. (Gri Kafkas da ars) tm dnyada en fazla bilinen ve tercihedilen 4 bal arsndan birisidir. Kafkaslarda, Karadenizin dousunda, Rusya veAzerbaycann bir parasnda doal olarak bulunduu belirlenmitir (Alpatov 1948, Bilash ve

ark. 1976, Awetisjan 1978). Kafkaslardaki arlar ilk kez aratrlmaya balandnda A. m.armeniaca ve A. m. caucasica birbirinden ayrt edilememi her ikisi deA. m. remipes olaraktanmlanmtr (Skorikov 1929a). Kafkasyada Gri Kafkas da ars (A. m. caucasica Gorb.)(Alpatov 1929, 1948); Ermenistanda ise Sar Trans Kafkas ars (A. m. remipesGerstcker)nn yayld bildirilmitir. Daha sonra yaplan ayrntl morfometrik almalarile Gri Kafkas da arsnn A. m. caucasica Gorbachev olarak, sar trans Kafkas (Ermeniars) arsnn daA. m. armeniaca olarak taksonomik snflandrlmas yaplmtr (Skorikov,1929b). Kafkas arlarnn Kafkas dalarndan Karadeniz sahillerine Samsuna kadar yayldbildirilmitir. Alak kesimlerde iseA. m. caucasica ve A. m. armeniaca arasnda hibrit trlerolduu ifade edilmitir (Skorikov 1929a, Alpatov 1948).

A. m. caucasica nn genel grn olarak A. m. carnicaya benzedii bildirilmitir.Bunlarn her ikisi de yaklak olarak benzer byklkte koyu renk arlardr. Kafkas arlarnndnya apndaki n ise olduka uzun dilli olmalarndan kaynaklanr. Bu arlarApis mellifera

trnn en uzun dilli (7.22-7.52 mm) rkdr. Bu rk iin performans deerlendirmesi


25/148

25

yapldnda Gri Kafkas da arsnn en iyi performans Dou Karadeniz blgesindegsterdii belirlenmitir (Ruttner, 1988).

Dier taraftan son zamanlarda kefedilen A. m. Pomonella nn da A. m. anatoliaca yabenzerlii Trk bal arlarnn orijini asndan dikkat ekici bir noktadr. Orta Asyada Tien

Shan dalarnda yaygn olarak bulunanA. m. pomonella morfometrik karakterler bakmndandeerlendirildiinde A. m. anatoliaca ile ok benzer alt trler olduklar tespit edilmitir

(Sheppard and Meixner, 2003).A. m. pomonella, A. m. carnica ve A. m. caucasicadan biraz

daha kktr. Enli bir abdomen ve dar tomentum karakterleriyle tipik Orta Dou arlarnnzelliklerini (Ruttner 1988a, 1992) tamaktadr. A. m. caucasica ve A. m. armeniaca ilekarlatrdmzda dili nispeten daha ksadr. Renk bakmndan daA. m. anatoliaca yabenzer bulunmutur. Bu arlarn tipik scak da arlar olduu ve ayrca saldrgan olmadklarbelirtilmitir.

Bu alt tr son zamanlarda kefedildii iin morfometrik tekniklerin yan sramolekler tekniklerle de tanmlanmtr. Morfometrik bakmdan hem O hem de C grubununzelliklerini tarken, mtDNA nkleotit dizi analizine gre C grubu mtDNA haplotipindeolduu belirlenmitir.

Dnya zerinde ekonomik deeri en yksek rklar olarak gsterilentalyan ars (A. m.ligustica ) ve Karniyol arlar (A. m. carnica )da Dou Avrupa grubunda yer almaktadr.A. m.carnica doal olarak Viyanadan Avusturyaya, Dalmaya sahillerine, tm Yugoslavya veAlplerin gneyine kadar yaylmtr ( Ruttner 1965).A. m. carnica , A. m. caucasica ile

birlikte Apis mellifera rklarnn en byk arlarndan biridir. Morfolojik olarak Karniyol ars(A. m. carnica )nn talyan ars (A. m. ligustica )na benzedii fakat talyan arsnn nispetendaha kk ve daha uzun dilli olduu belirlenmitir. Ksa ve sk kl rts, yksek kubitalindeks deeri ve zellikle kanat damar alarndaki farkllklar nedeniyleA. m. carnica , A. m.caucasica dan kolaylkla ayrtedilebilmekte fakat Balkan arlarndan glkle ayrt

edilebilmektedir.A. m. carnica mkemmel bir bal reticisi ve en centilmenApis mellifera rk

olarak bilinir (Pollmann 1889).

A. m. caucasica da olduu gibi A. m. carnica nn da farkl corafik lokasyonlara grefarkl varyeteler oluturduu belirlenmitir. Avusturyann alak kesimlerinde veSlovenyann kuzeyindeki populasyonlarn orijinalA. m. carnica olduu belirtilirkenRomanya-Yugoslavya-MacaristandaA. m. carnica benzeri Banat arlarnn olduubelirtilmitir (Adam 1983).

Bulgaristan ve Yunanistann kuzey populasyonlarnn birlikte incelendii tmalmalarda bu iki lkenin ar populasyonu ayn grupta yer almtr ve bu gruptaki arlarA.


26/148

26

m. macedonica nn corafik bir alt tr olarak tanmlanmtr (Ruttner 1965). BulgaristannTrkiye snrna yakn kesiminde ve Yunanistann Trakya kesimindeA. m. macedonica

bulunmasna karlk Trkiye snrlar irisinde yer alan Trakya blgesindeA. m.macedonica nn izlerine rastlanmamtr (Ruttner 1988a). Makedonya populasyonun snrlar

olduka kuzeye ve kuzeydouya (Yugoslavya, Bulgaristan ve Romanya)ya kadaruzanmaktadr (Adam 1954, Ifantidis 1979).

A. m. macedonica nn Avrupa rklarna gre daha ince uzun bir yaps olduu ve oldukakoyu renk bir ar olduu gzlenmitir. Sk bir k populasyonu oluturmas ve propoliskullanm gibi zellikler bakmndan iseA. m. carnica ya zt bir davran sergilediibelirlenmitir. A. m. macedonica iin am zerinde yaayan biyolojik bir bcek olanMarchalina Helenica nn yapm olduu biyolojik salg en nemli bal kaynadr ( Adam1954).

1.2. Morfometrik ve Molekler Teknikler ileApis mellifera Irklar iin Belirleneneitlilik

1.2.1. Morfometrik yntemlere gre bal arlarnn eitlilii

Morfometrik teknikler hem ucuz hem de ok fazla uzmanlk istemeyen tekniklerdir.

Ayrca morfometrik tekniklerin ucuz olmas ve kolay yaplabilmesi bu tekniklerin kullanmnbiyokimyasal ve molekller tekniklerin karsnda daha avantajl klmtr (Sheppard ve Smith2000). Dier taraftan morfometrik karakterlere ilikin gen eksprasyonlarnn nemli derecedeevresel koullarn etkisi altnda olmas filogenetik aratrmalar iin bir dezavantajdr. Bunedenle gvenilir sonular vermedii dnlmektedir. Zoocorafik varyasyon kuralna greykseklere kldka kanat, bacak ve dil uzunluu ksalr (Rench kural); souk iklimpopulasyonlarnda kl uzunluu daha fazladr (Allen kural). Dolaysyla corafik konumlarve iklim yaplar benzer olan farkl lokasyonlarda ayn morfolojik yapda bal arlarna

rastlamak mmkndr (Alpatov 1929, Ruttner 1988a,b, Daly ve ark. 1991, 1995). Bunaramen Temel eler Analizi (PCA) ve Ayrm Fonksiyon Analizi (DFA). gibi istatistikiyntemler uygulanarak bir dzineden fazla morfometrik karaktere gre yaplan tanmlamalar

tek bir enzim lokusu allarak yaplan tanmlamalardan ok daha nemli ve gvenilirbulunmaktadr (Rinderer ve ark. 1990).


27/148

27

Morfolojik karakterler ile verimle ilgili zellikler arasnda dorusal bir ilikiolduunun belirlenmesi ise rk ve varyete tanmlamalarnda morfometrik almalar halanemli klan en nemli unsur olmutur (Ruttner 1988a, Karacaolu ve Fratl 1998, Gler veKaftanolu 1999c).

Karacaolu ve Fratl (1998), kanat uzunluunun bal verimi ile ilikisi olduunubildirmitir. Gler ve Kaftanolu (1999c) ise, koloni populasyon geliimi, kuluka retim

etkinlii ve kovan arlk art gibi fizyolojik karakterler ile corbical alan ve vcutbykl gibi morfolojik karakterler arasnda dorusal bir iliki olduunu bildirmitir.Bunlar ve benzer sonular morfolojik karakterlerin tanmlanmasnn gelecekte yaplabilecek

slah ve seleksiyon almalar asndan nemini vurgulamaktadr. Bu nedenle gnmzdemolekler teknikler n plana km olsa da morfometrik karakterlere gre bal arlarnntanmlanmas hala srdrlmektedir.

Bal ars populasyonlarnn corafik varyasyonuna ilikin ilk yaynlanan almalar,Rus ve Alman biyologlarna (Buttel-Reepen 1906, Alpatov 1929, Skorikov 1929b, Maa 1953,

Goetze 1964, DuPraw 1965 ve Adam 1983) aittir. Bu almalarda yalnzca vcut bykl,dil uzunluu, renk ve davran gibi nemli lde evresel faktrlerin etkisi altnda olankarakterler incelenmitir. Bilimsel anlamda kabul gren ilk morfometri almalar ise,Ruttner (1988-1992) ile balam ve gnmze kadar gelmitir.

Morfometrik yntemler ile bal arlarnn corafik varyasyonunu ortaya karmak iinbirok morfometrik karakter kullanlmtr. Morfometrik almalarda standart olarak

kullanlan 36 tane morfometrik karakter izelge 1.3.te verilmitir (Ruttner 1987).


28/148

28

izelge 1.3.Morfometri almalarnda standart olarak kullanlan karakterler

Karakter Tr Karakterler

5. Tergit zerindeki kllar4. Tergit zerindeki tomentumun genilii,KlTomentumun posterior izgisinin geniliiProboscis uzunluuFemur uzunluuTibia uzunluuMetatarsus uzunluu ve genilii3. ve 4. Tergit uzunluu3. Siternit uzunluu3. Siternit mum ayarlarnn uzunluu ve genilii

3. Siternit mum ayarlar arasndaki uzaklk

Byklk

6. Siternit uzunluu ve geniliin kanat uzunluu ve geniliiKbital AKbital Bn Kanat

n kanatta 11 a: A4, B4, D7, E9, G18, I10, I16,K19, L13, N23, O262. 3. ve 4. Tergitte renklenme

RenkScutellumda reklenme

Ruttner 1987

Bal arlarnn snflandrlmas ve taksonomisinin yaplmasnda Ruttner (1987)nbelirttii karakterlerin her biri nemlidir. Ancak morfometrik karakterlerin lm nemliderecede i gc gerektiren yorucu almalardr. lerleyen sre ierisinde yaplan almalarbal arlarndaki fenotipik varyasyonu ortaya karmak iin tm karakterlerin llmesine

gerek olmadn gstermitir. DuPraw, (1965) rk tanmlamasnn arlarn n kanathcrelerindeki 13 a ve kanat boylarnn llmesi ile yaplabileceini, Cornuet ve Fresnaye(1989), Avrupa alt trlerinin kubital indeks, metatarsal indeks ve tergit rengine baklarak

tanmlanabileceini ve bu ama iin 4 veya 5 karakterin yeterli olduunu belirtmilerdir. Daly

(1985) Afrika arlar iin 19 karakter kullanmtr. Ruttner ve ark. (1978) Afrika arlarndayaptklar almalarda elde edilen morfometrik verilere istatistiksel analizlerinuygulanabilmesi iin 10 karakterin incelenmesinin yeterli olabileceini belirtmilerdir. Trkbal arlarnda morfometrik varyasyonun aratrlmasnda Darendeliolu ve Kence (1992) 23,Kandemir ve ark. (1995) 12, Gler ve Kaftanolu (1999a) 21, Gler ve Kaftanolu (1999b)20, Gler ve ark (2002) 19 morfometrik karakter kullanmtr. Bu karakterlerden bazlar (KI,


29/148

29

DU ve KU) hemen hemen btn alt trlerin aratrlmasnda kullanlan ortak karakterlerolmutur (izelge1.4.) (Ruttner 1988a). izelge 1.4.Dnyann Orta Dou blgesinin ar rklarna ilikin baz morfometrik veriler

Apis melliferarklar KI DU KU

Carnica 2.59 6.39 9.40Ligustica 2.55 6.35 9.21Caucasica 2.16 7.04 9.32Anatoliaca 2.24 6.46 9.19Meda 2.56 6.33 8.97Armeniaca 2.61 6.64 9.07Macedonica 2.59 6.45 9.18

Adami 1.89 6.46 9.09Cypria 2.72 6.39 8.87Pomonella * 2.24 6.41 _syriaca 2.28 6.19 8.48

*Sheppard ve Meixner 2003

Morfometrik karakterleri kullanarak trler ve ayn trn farkl populasyonlar

arasndaki ayrm en iyi ortaya koyma yolu, elde edilen verileri ok deikenli istatistikselanalizler ile yorumlamaktr. Ruttner (1988-1992) ile balayan srete, ok deikenliistatiksel analiz yntemlerinin (PCA ve DFA) gelimesi ile bal ars populasyonlarndamorfometrik verilere dayanarak corafik varyasyonun belirlenmesi en az molekler teknikleregre yaplan gruplama kadar gvenilir ve etkili olmutur. (Ruttner ve ark. 1978, Cornuet veark. 1988, Cornuet ve Fresnaye 1989, Crewe ve ark. 1994). Bal arlarndaki varyasyonu

grmek iin kullanlan istatistiksel analizlerden en nemlileri, Temel eler Analizi (PCA) veAyrm Fonksiyon Analizi (DFA) gibi analizlerdir. Temel eler Analizi ve AyrmFonksiyon Analizi, morfometrik karakterler arasndaki korelasyona baldr (ekil 1.3.).


30/148

30

ekil 1.3.Bal ars trlerinin iki byklk karakterine (kbital indeks ve dil uzunluu) gremorfometrik dalm(A) A. andreniformis , (C) A. cerana , (D) A. dorsata , (F) A. florea , (K) A. koshevnikovi , (L) A.laboriosa , (M) A. mellifera

Bu karakterler arasndaki korelasyona bal olarak trler ve alt trler arasndaki

dalm ortaya kar (ekil 1.3.). Ayrm fonksiyon analizi (DF) iin karakterler analiz ncesigruplara ayrlr ve bu gruplarn oluturduu faktrler deiken kabul edilerek DFA yaplr.Deiken karakterleri bakmndan birbirine benzer bireyler ayn gruba atanrlar. Bylece

morfometrik karakterler arasndaki korelasyona bal olarak bireylerin gruplara dalmgrlr.

Morfometrik karakterlerin llmesi sonucu elde edilen verilere dier bal arlarnailikin veriler temel alnarak diskiriminant fonksiyon analizi uygulanr. Gnmze kadar 27rkn tanmlanmas ve snflandrlmas buekilde yaplan morfometrik almalar ileyaplmtr.

ekil 1.3.de Ruttner (1988a) tarafndan yaplan almalar sonucu baz balarsrklerinin kubital indeks ve n kanat uzunluu arasndaki korelasyona (PCAne gre) baldalm grlmektedir.


31/148

31

ekil 1.4.te ise 3. ve 4. tergit ile n kanat uzunluuna bal olarakA. m. meda, A. m.yemenitica, A. m. mellifera nn dalm grlmektedir.

ekil 1.4. A. mellifera nn yemenitica-meda-mellifera rklarnn 2 byklk karakteri (nkanat uzunluu ve T3+4) bakmndan morfometrik dalm

ekil 1.5.M, C, A, O kollarndakiA. mellifera rklarnn 3 boyutlu ortamdaki dalm


32/148

32

Ruttner (1988a, 1992), morfometrik karakterlere bal olarak yapt temel eleranalizi (PCA) ileApis mellifera rklarn Bat Akdeniz (M), Dou Avrupa (C), Afrika (A) veOrtadou (O) olmak zere 4 temel kola ayrmtr (izelge 1.2.).ekil 1.5e bakldnda:1. Bat Avrupa kolu (M): Kuzey ve Bat Avrupada dalm gsteren rkler ve kuzey Afrika

rklarn (Kuzey ve Bat Avrupa siyah arlarApis mellifera mellifera , spanya ve Portekizarlar A. m. iberica , Kuzey Afrika arlar,A. m. intermissa, A. m. sahariensis ve A. m.

major ) iermektedir.

2. Tropikal Afrika kolu (A): Afrikann orta ve gney kesimlerinde dalm gsteren rklar(Msr arsA. m. lamarckii , Afrikann gneyindenA. m. scutellata, A. m. capensis ve

dier baz Orta Afrika rklarn ve MadagaskardanA. m. unicolor ) iermektedir.3. Dou Avrupa kolu (C): Kuzey Akdeniz ve Dou Avrupa rklarn (Avusturya ve

Yugoslavyadan A. m. carnica ve talyan ars A. m. ligustica , Yunanistan ve

BulgaristandanA. m. macedonica , Yunanistann orta ve gney kesimlerindenA. m.cecropia ve A. m. sicula, Yunanistann kuzeyi ve BulgaristandanA. m. macedonica )

iermektedir.

4. Ortadou kolu (O): Dou Akdeniz ve randa dalm gsteren rklar (Kafkaslardan veKaradeniz blgesinin dousundan A. m. caucasica, Trkiyeden A. m. anatoliaca,Trkiye, ran, Irak SuriyedenA. m. meda, Girit adasndanA. m. adami, SuriyedenA. m.

syriaca, KbrstanA. m. cypria ve ErmenistandanA. m. armeniaca ) iermektedir.

Daha sonra Sheppard ve ark. (1997) ve Sheppard ve Mexner (2003)n morfometrik

verilere dayanarak yapm olduu gruplama, Ruttner (1988a, 1992)n yapm olduugruplama ile ayn bulunmutur.

1.2.2. PZR-KPUP teknii ve bu teknie greApis mellifera rklarnn ara trlmas

ok farkl taksonomik snflarn ya da populasyonlarn birlikte alld aratrmalar

da mtDNAnn tamamna ilikin dizi analizi yapmak hem ok zordur hem de pratik deildir.Onun yerine mtDNAnn belli bir segmentinin allmas taksonomik snflarnkarlatrlmasnda daha uygun bir yntemdir (Arias ve Sheppard, 1996 Sheppard ve Smith2000). Bu nedenle belli bir gen blgesinin allmasna imkan salayan PZR-KPUP tekniibir ok aratrc tarafndan gerek Avrupa gerekse Afrika bal arlarndaki varyasyonu

belirlemek iin mtDNA ve nDNA ile yaplan almalarda yaygn olarak tercih edilen biryntem olmutur (Hall 1986, 1990, 1992a, 1992b, Hall ve Muralidharan 1989, Smith ve ark.1989).


33/148

33

KPUP teknii ilk olarak Southern Blot tekniinin kullanld bir almada nklearDNA (nDNA)nn klonlanan bir blmne uygulanmtr. Radyoaktif problarla yaplan birklonlama teknii olan Southern blot (Southern 1975, Hall 1995), ok karmak ve zahmetliolmas nedeniyle ok sayda rnekle allan populasyon genetii ile ilgili almalarda

kullanlmas uygun bir teknik deildir. Bu nedenle PZR ile oaltlan gen blgesininrestriksiyon endonkleaz enzimleri ile kesilmesi sonucu oluturulan DNA bantlarnn says

ve uzunluk varyasyonun (KPUP) karlatrlmas aratrclar arasnda daha ok tercih edilenbir yntem olmutur (Suazo ve ark. 2002).

Restriksiyon endonkleaz enzimleri 4, 5, 6 bazlk zel dizileri tanr ve o blgeye

balanarak keser. EcoR1 enzimi GAATTC den oluan 6 bazlk diziyi tanr ve keser. Burestriksiyon endonkleaz enzimi ile yaplan bir aratrmada A. m. ligustica mtDNAsnnEcoR1 ile kesimi sonucu 4 farkl uzunlukta parack (A,B,C,D) oluurken, A. m. Scutellata

mtDNAsnn EcoR1 ile kesimi sonucu 3 farkl uzunlukta parack (A+B,C,D) olumutur(Smith,1991) (ekil 1.6.).

ekil 1.6. rneklerin mtDNAsnnEcoRI enzimi ile kesimi sonucu oluan bant rnts(Smith,1990)


34/148

34

Dier trlerde daha az ya da daha ok fragment oluabilir, bylece kesim sonucuoluan fragmentlerin uzunluk ve saysn karlatrarak farkl alt gruplara ait mtDNAfarkll ortaya konulabilmektedir.

PZR-KPUP gvenilir, uygulanmas kolay, dier baz tekniklere gre daha ucuz, hem

de ok ksa srede ok fazla rnein allabilmesi asndan daha avantajldr. Dizi analizikadar olmamakla birlikte taksonomik snflandrmada mtDNAnn KPUP metodu ile

allmas A. mellifera rklar iin olduka aklayc sonular vermitir. PZR-KPUPmetoduna dayanarakApis mellifera alt trleri arasndaki mtDNA varyasyonunu belirlemek

iin yaplan aratrmalar izelge 1.5de zetlenmitir (Sheppard ve Smith 2000).mtDNA genomunun farkl restriksiyon endonkleaz enzimleri ile kesim sonucu oluan

farkl bant profillerinin karlatrlmasna ilikin ilk almalar, PZR teknii kullanlmadandorudan KPUP teknii kullanlarak tm mtDNA genomuna ynelik olarak yaplmtr. Bu

ilk aratrmalardan birinde Avrupa bal arlar (A. m. ligustica, A. m. caucasica , A. m.carnica )nn mtDNA genomu 7 farkl restriksiyon endonkleaz enzimi (KpnI, AccI, BamH-I

Pst -I, Hnd -III, EcoR-I, Bgl-I) ile kesilerek bu rklarn sz konusu enzimlere ilikin kesimblgeleri bakmndan farkl olup olmad aratrlmtr. Bgl-I hari dier tm enzimlerinoluturduu kesim rntsnn Apis mellifera rknda da ayn olduu grlmtr. Yalnz

BgI -I enzimi ile kesim sonucuA. m. caucasica da 4 bant oluurken dierlerinde iki bant 2bant olumutur (Moritz ve ark. 1986).

lerleyen yllarda PZR tekniinin gelitirilmesiyle birlikte tm mtDNA genomu

deilde genom zerindeki baz gen niteleri allmaya balanmtr. Bu gen niteleriarasnda aratrclarn en fazla tercih ettii gen blgelerinden bazlar Ribozomal DNAnnbyk alt nitesi (I-sRNA), Sitokrom Oksidaz-I geni (COI), Sitokrom Oksidaz-b geni (Cyt -b)

ve Malatdehidraz-2 geni (ND2) gen niteleri ve COI-COII (protein kodlamayan gen blgesi)

gen blgesi olmutur ( Hall ve Muralidharan 1989, Crozier ve ark. 1991).


35/148

35

izelge 1.5. Apis mellifera populasyonlarnda mtDNA ve PZR-KPUP tekniklerinedayanlarak yaplan aratrmalar

Aratrclar rnein alnd lke Irk Kolonisaysallan

gen Uygulanan yntem

Moritz ve ark.1986 AvusturalyaAvusturalyaAvusturalya

A.m.ligusticaA. m. carnicaA. m. caucasica

333

mtDNA KPUP(7 enzim)

Smith 1988 AmerikaBrezilyaMeksikaFransaRusyaAlmanyaAlmanyaAlmanya

Avrupa kk. bal arlarAfrika kk. bal arlarAfrika kk. bal arlarA. m. melliferaA. m. caucasicaA. m. carnicaA.m.ligusticaA.m.capensis

35221222

mtDNA KPUP(11enzim)

Smith veBrown 1988

AmerikaBrezilya

Avrupa kkenliAfrika kkenli

35

mtDNA KPUP(10 enzim)

Hall ve

Muralidharan1989

Amerika

MeksikaMeksikaVenezuelaKosta RikaGney Afrika

Avrupa kkenli

Avrupa kkenliAfrika kkenliAfrika kkenliAfrika kkenliA.m.scutellata

20

61910310

mtDNA KPUP(EcoRI ve BgI -II)

Smith ve ark.1989

Norve, sve,Danimarka, FransaAvusturya,Slovenya,Crotisa,Almanya.talya

Gney AfrikaMeksikaVenezuallaBrezilya

A. m. melliferaA. m. carnicaA.m.ligusticaA.m.scutellataAfrika kkenliAfrika kkenliAfrika kkenli

2217919391010

mtDNA

mtDNA

KPUP(15 enzim)

KPUP(EcoRI ve BgI -II)

Smith veBrown 1990

Avusturya, Slovenya, CrotiaNorve, sve, Danimarka,

A. m. carnicaA. m. mellifera

159

mtDNA KPUP(15 enzim)

Cornuet ve ark.1991

A. m. melliferaA. m. carnicaA. m. caucasicaA.m.capensisA.m.ligustica

Proteinkodlamayangen blgesi

Nkleotit dizi analizi

Crozier ve ark.1991

Afrika kkenli veafrika kkenliolmayan

Cyt-b KPUP (BgI -II)

Hall ve Smith1991

talyaAvustuya, SlovenyaRusyaNorve,sve, Danimarka, Fransaspanya

Gney Afrika

Gney Afrika

A.m.ligusticaA. m. carnicaA. m. caucasicaA. m. melliferaA.m.ibericaA.m.scutellata

A.m.capensis

18142112852

4

ls rRNA,COI,

COI-COII

PZR-KPUP(EcoRI,Hinc II, XbaI)

Garnery veark. 1992

FransaAvusturyaKafka dalarItalyaMorocca, Algeria.Gney Afrikaspanya

MalawiMalawiCongo

A. m. melliferaA.m.canicaA. m. caucasicaA.mligusticaA.m.intermissaA.m.capensisA.m.ibericaA.m.monticoloA.m.scutellataA.m.adansoni

196393115921

mtDNA,COI-COII

PZR-KPUP(16 enzim),Nkleotit dizi analizi


36/148

36


gen Uygulanan yntem

Garnery veark. 1993

Skandinavya, ngiltere,Fransaspanya

Italya (Sicilya)Algeria, MoroccoGney Afrika,MalawiMalawiKongoKafkas dalarItalyaIranAvusturya, Macaristan, IsvireTrkiye

A. m. melliferaA.m.ibericaA.m.siculaA.m.intermissaA.m.scutellataA.m.monticolaA.m.adansoniA. m. caucasicaA.m.ligusticaA. m. medaA. m. carnicaA. m. anatoliaca

138752622112312242

COI-COII PZR-KPUP (DraI )

Meixner veark. 1993

ItalyaAvusturya,SlovenyaItalya

A.m.ligusticaA. m. carnicaHibrid

104210

mtDNA

PZR-KPUP(5enzim)

Moritz ve ark.1994

G. Afrika,G. Afrika

A.m.scutellata veA.m.capensis

102

COI-COII

PZR-KPUP (Dra I)

Garnery veark. 1995

IspanyaMorocoMoroco

Moroco

A.m.ibericaA.m.intermissa ,A.m.major ve

A.m.sahariensis

173192

COI-COII PZR-KPUP(Dra I)

Arias veSheppard 1996

Avusturya SlovenyaItalyaYunanistanFransa, Ispanya ve NorveSuriyeNijerya,SenegalG. AfrikaPortekizMoroccoMsrKenyaMoroccoKenya, G.AfrikaItalya(Sicilya)

A. m. carnicaA.m.ligusticaA.m.macedonicaA. m. melliferaA. m. medaA.m.adonsoniA.m.capensisA.m.ibericaA.m.intermissaA.m.lamarciiA.m.monticolaA.m.sahariensisA.m.scutellataA.m.sicula

23232212222222

tRNAle veND2

Nkleotit dizi analizi

Sheppard veark. 1996

Avusturya, SlovenyaItalyaFransa, NorvePortekiz, IspanyaMoroccoMsrKenyaMoroccoKenya

A. m. carnicaA.m.ligusticaA. m. melliferaA.m.ibericaA.m.intermissaA.m.lamarckiiA.m.monticolaA.m.saharensisA.m.scutellata

161114462325101116

mtDNA

KPUP (EcoRI, Hnf I)

Smith ve ark.1997

Trkiye Anadolu bal arlar 65 ls rRNA,COI,

COI-COII,Cytb

PZR-KPUP

Sinacori veark. 1998

Italya A.m.sicula 16 mtDNA KPUP(EcoRI)

Harizanis veBouga 2001

Girit A.m.adami ls rRNA,COI

PZR-KPUP

Palmer ve ark.2000

Trkiye Anadolu bal arlar 110 ls rRNA,COI,

COI-COII,Cytb

PZR-KPUP

Bouga ve ark.2005

YunanistanGney KbrsEge adalar

A.m.macedonicaA.m.cecropiaA.m.adamiA.m.cypria

ls rRNA,COI,ND5

PZR-KPUP


37/148

37


gen Uygulanan yntem

Kandemir veark. 2006a

Trkiye Anadolu bal arlar mtDNA PZR-KPUP COI-COII/ Dra

COI/ Hinf,TaqI Kandemir veark. 2006b

Kbrs A.m.cypria ND2, COI-COII

PZR-KPUP

Kandemir veark. 2006c

Etiyopya, Msr,Suriye,ran.

Kbrs,Trkiye

A.m.scutellataA.m.yemeniticaA.m.monticolaA..m.lamarciiA.m.syriacaA.m.medaA.m.cypriaA.m.anatoliaca

Cytb/ BglI I,COI/ Hinf I

PZR-KPUP

PZR temeline dayanan KPUP metodununApis mellifera mtDNAsna ilk uygulandalmalardan birinde de Smith ve ark. (1989), neotropikal Afrika arlarnda lrRNA/ EcoRIkesim sitesini aratrmlardr. Smithin bu almasndan sonra Hall ve Smth, (1991) hem

Avrupa hem de Afrika bal arlarnda lrRNA/ EcoRI kesimini ayrca COI/ Hnc II ve COI-COII/ XbaI kesim blgelerini aratrmlardr. Bu almalar sonucunda: lrRNA/ EcoRI kesimblgesinin yalnzca Dou Avrupa arlarnda, COI/ Hnc II kesim blgesinin de yalnzca BatAvrupa arlarnda olduu grlmtr. COI-COII/ Xba-I kesimi sonucunda ise Dou Avrupa,Bat Avrupa ve Kuzey Afrika arlarnda farkl kesim rntleri olutuu bildirilmitir. DouAvrupa arlarnn bir grubunda 848 bp, dier grubunda 195 ve 649 bp uzunluunda iki bant,Kuzey Afrika arlarnda (iberica , intermissa ) 918 bp uzunluunda tek bir bant grlmtr.Bat Avrupa arlarnda da 918 ve 1118 bp uzunluunda iki farkl kesim rnts olumutur.

Bu alma kapsamnda Dou Avrupa bal arlarnda grlen iki farkl kesim rntsnnhibridizasyonun deil dublikasyonun bir sonucu olduu belirtilmitir. Nitekim daha nce dizianalizi yaplan COI-COII gen blgesinin baz gen nitelerinin insersiyonu ve delesyonuyla

olutuu bildirilmiti (Cornuet ve ark. 1991b),

Dier bir almada ise Crozier ve ark. (1991), Avrupa ve Afrika arlarnn mtDNAgenomunda Cytb/ BglII kesimini aratrmlardr. Bu almada Afrika arlarnn Cytb geninde

BglII resitriksiyon enziminin tanma blgesinin bulunmad buna karlk Avrupa arlarndabulunduu belirlenmitir. Bu sonuca gre AmerikadakiApis mellifera populasyonun yaps

deerlendirilmitir. Aratrmada incelenen rnekler arasnda kesim blgesi tamayanrneklerin bulunmas Afrikallamann iareti olarak gsterilmitir (izelge 1.6.).

Bu almada TrkiyeninApis mellifera populasyonundaki varyasyonu belirlemekiin tercih edilen COI (oksidasyondan sorumlu sitokrom oksidaz geni) ve 16s rDNA

(ribozomal DNAnn byk alt nitesidir ) gen blgelerinin Crozier ve ark. (1991) tarafndan

nkleotit dizi analizi yaplmtr. Bundan sonra birok aratrc (Garnery ve ark. 1992, 1993,


38/148

38

Smith ve ark. 1997, Palmer ve ark. 2000, Kandemir ve ark. 2006a,b,c) tarafndan bu gen

blgelerinin nkleotit dizilimi gz nnde tutularak PZR-KPUP metodu ile farkl restriksiyon

endonkleaz enzimlerinin meydana getirdii kesim rntleri incelenmitir. Bu incelemelerinortak sonucu olarak bu gen blgelerindeki baz kesim sitelerinin yalnzca Afrika, baz kesim

sitelerinin ise yalnzca Avrupa haplotip gruplarna zg olduu aa karlmtr (izelge1.6.).

COI gen blgesindeHnc II resitriksiyon endonkleaz enziminin kesim sitesi bulunan

mtDNA haplotipleri bat Avrupa orijinli (M); lsrRNA gen blgesinde EcoRI kesim sitesi

tayan mtDNA haplotipleri dou Avrupa orijinli olarak tanmlanrken; COI ve ls rDNA genblgelerinde bu resitriksiyon enzimlerinin tanma blgelerine rastlanmayan bal arlar Afrika

orijinli olarak tanmlanmtr. COI-COII/ Dra I kesiminde ise alt trler arasnda ok farklkesim rntleri olutuu gzlenmitir (Pnto ve ark. 2003).

izelge 1.6.PZR-KPUP tekniine dayanarak ana mtDNA haplotip grubunun tanmlanmas

PZR Bl. Resitrik.EnzimKesim bl.Bulunan

Kesim bl.Bulunmayan Aratrc

Cyt-b BglII Afrika arlarhari Afrika arlar Crozier ve ark. 1991

lrRNA aEcoRI Dou Avrupaarlar Bat Avrupa Hall ve Smith 1991

COI Hnc II Bat Avrupaarlar Dou Avrupa Hall ve Smith 1991

COI XbaIDou Avrupa

arlar Bat Avrupa Hall ve Smith 1991

COI Hnf I A.m.lamarcii Dier gruplar Nielsen ve ark. 2000

COI-COII bDraI 60 farkl mtDNA haplotipi var. Garnery ve ark. 1993

a) BazA.m.ligustica varyetelerinde olmad belirlenmitir.b) Tm mtDNA haplotip gruplarnda ve grup ii alt trlerde farkl bir kesim rnts oluturmaktadr

1.3. Mitokondiriyal DNA (mtDNA)

Mitokondri karyotik hcrelerde aerobik solunumdan sorumlu organeldir. Buorganeller hcre ekirdeinden ayr olarak kendilerine zg DNA ierirler. Hcreekirdeinde yalnzca tek bir nDNA bulunurken mitokondri ierisinde birka kopya mDNAbulunmaktadr.

nsan, hayvan ve bcek mtDNAlar yaklak olarak 16.000-17000 bp uzunluundahalkasal molekldr. Bu trlerde mtDNAnn 13 protein kodlayan gen (bazen 12) blgesi, 22


39/148

39

tRNA geni ve 2 adet Ribozomal DNA (16S ve 12S) geni ve protein kodlamayan yalnzca

replikasyon orijini ieren baz gen blgeleri (noncoding)nden olutuu bilinmektedir(Anderson ve ark. 1982)

Memeli hayvanlarn mtDNA genomu genetik ekonomiye iyi bir rnektir. Nklear

DNAdan farkl olarak genler arasnda ya ok az kodsuz blge bulunur ya da hi bulunmaz.Maya mtDNAsnn sitokrom-b geni 5 intron blgesi ierirken insan ve hayvan mtDNAsnda

intron blgesine rastlanmamaktadr. Yalnz replikasyonda H-zincirinin balang blgesi vetranskripsiyon iin promotor yeri olan D-loop blgesinde byk bir kodsuz blge

belirlenmitir. Kodlanamayan blgeler (noncoding blgeler:Pseudogenler) nkleotit srasbakmndan fonksiyonel gene ok benzerler. Fakat protein kodlamayan gen blgeleri

(pseudogenler)nde durdurma (stop) ve anlamsz kodonlar, kk delesyon ve insersiyonlar

bulunur. Bundan dolay bu blgeler protein kodlamazlar (Klug ve Cummings 2002).

Apis mellifera rklarnn mtDNA genomunda da replikasyon orijinin, proteinkodlanamayan blge (pseudogen) olarak belirtilen COI-COII gen blgesinde olduubildirilmitir (Crozier ve Crozier, 1993). Replikasyon orijini omurgal mtDNAsnn yalnzcaar zincirinde yer alrken,Apis mellifera ve Drosophila yakuba nn her iki zincirinde bulunur(Brown 1985, Wolstenholme ve ark. 1987).

Apis mellifera mtDNAs ile farkl trlerin mtDNAlar arasnda protein kodlayan

genler ve bu genlerin dzeni bakmndan ok az farkllklar vardr (izelge 1.7.).

izelge 1.7. nsan, maya, msr, Drosophila ve bal ars mtDNAlarnn tam olduklargenler Gen rnleri nsan Maya Msr Drosophila Bal arslrDNA

srDNA

5srDNA

tRNA

Replikasyon orijini(D-loop, SL)

Sitokrom oksidaz(COI,COII,COIII)

Apositokrom-b(Cyt-b)

NADH-dehidrogenaz(6 alt birim)

ATP sentetaz (6, 8ve 9)

+

+

-

22

2

+

+

+

+*

+

+

-

25

7

+

+

?

+

+

+

+

?

?

+

+

?

+

+

+

-

22

+

+

+

+

+*

+

+

-

22

+

+

+

+

+*+:var, -:yok, *: altbirim 9 yok. Ayrca mayalarda baz RNAase genleri var (Topakta 2004)


40/148

40

NADH-dehidrogenazn alt birimlerinin genleri sitrik asit dngs srasnda eksprese

olurlar. Enerjice zengin molekllerdir ve yksek transfer potansiyeline sahip birer ift

elektron tarlar. Kreps dngsnn sonunda NADH, mitokondrilerin i zarnda bulunanelektron tama sisteminde oksijen tarafndan oksitlenirler. Bu srada aa kan enerji

oksidatif fosforilasyon ile Adenozin Tri Fosfat (ATP) yapmn salar. Cyt-b (Apistokrom b),COI, COII, COIII ( Sitokrom oksidaz Iden IIIe kadar olan alt birimlerin genleri) hem grubu

ieren proteinlerdir. Solunum enzimleri olarakta bilinirler. lrDNA, ribozomal DNA genin

byk alt nitesi, srDNA geni ise kk alt nitesinin genleridir. ATPaz 6, 8 ve 9, ATP

sentetaz kompleksinin 6, 8 ve 9. alt birimlerinin genleridir. D-loop LSH, H ipliininsentezinin balama noktas; SL ise L ipliinin sentezinin balama noktasdr (Gnalp ve ark.1986).

mtDNAda nklear DNA (nDNA)da olduu gibi histon gibi koruyucu proteinleri

yoktur. Ayrca etkili bir tamir mekanizmasndan da yoksundurlar. Bu nedenle mtDNAmitokondrinin i zarnda meydana gelen oksidatif fosforilasyon sonucu olarak aa kanoksijen radikalleriyle dorudan iliki ierisindedir. Oksidatif fosforilasyon sonucu imembranda meydana gelen oksijen radikalleri alkilleyici ajanlardr. Bunlarn etkisiyle

meydana gelen O6-metilguanin, Timinle (T) eleme zellii gsterir. Bunun sonucu olarakC:G iftleri T:A iftleri ile yer deitirir. Tamir mekanizmas ilevsel olan hcrelerdemutasyonun tamirinden sorumlu O6-metil transferaz enzimi metil grubunu bir sistein yan

zincirine tar ve hcre membranndan uzaklatrr. Bu enzim kendi kendini yok eden enzim

olarak da bilinir. nk enzim metil grubunun son alcsdr ve grevini yaptktan sonrainaktif olur (Daly 1985, Gnalp ve ark. 1986, Crozier ve Crozier 1993).

1.3.1. Niin mtDNA?

mtDNAnn yksek kopya saysna sahip olmas onun en nemli zelliklerinden

birisidir. Hcre ekirdeinden farkl olarak her bir mitokondri organeli birka kopya mtDNAierir. Dolaysyla molekler genetik almalar iin hayvansal dokulardan yeterince mtDNAizole etmenin mmkn olduu bildirilmitir (Rokas ve ark. 2003).Molekler teknikler ile yaplan almalarda mtDNAnn tercih edilmesinin bir dier nedeniboyutunun kk olmasdr.imdiye kadar izole edilerek allan mtDNA genomlarnn

14.000 -39.000 bp arasnda deitii grlmtr (Smith 1991).mtDNA genomu sadece bcekler arasnda deil tm hayvanlar alemi ierisinde nemli

benzerlikler gstermektedir (Crozier ve Crozier 1992). Ayrca mtDNA nklear DNA gibi


41/148


42/148


43/148

43

COI, COII, COIII genleri Cytochrom-b ve ATPase6 ve ATPase-8 gen blgelerinin

Drosophila yakuba mtDNAs ile benzer pozisyonlarda olduu grlmtr. Yalnz 22 tRNAgeninden 11inin farkl pozisyonda olduu ve yalnzca iki tRNA genin Drosophilayakuba dan farkl bir antikodon tad belirlenmitir. Ayrca protein kodlayan genler,

ribozomal ribonkleotit asit (rRNA) genleri ve kontrol blgelerine ilikin nkleotit dizilimibakmndan daDrosophila yakuba ile benzer olduu grlmtr. lrRNA geni ve srRNA gen

blgeleri nkleotit dizilimi bakmndan srasyla %71,5 ve %68,3 dzeyindeDrosophila

yakuba ile benzer bulunmutur (Crozier ve Crozier 1993). Dolaysyla lrRNA gen blgesininok yava evrimleen bir gen blgesi olduu grlmektedir.

Apis mellifera da ou gen blgelerinin ortak replikasyon ve ortak sonlanmablgelerine sahip olduu, baz genlerin tamamlanmam durdurma (stop) kodonu (T ve TA)nedeniyle poliadenilizasyon kuyruu (pAAAAA) ile sonland belirlenmitir. COI ve COII

gen nitelerinin her ikisi de tamamlanmam terminasyon kodonlar (T baz) ierir vetranslasyon poliadenilizasyon kuyruu ile sonlandrlr. Tm protein kodlayan genlerinbalang kodonlarnn metionin (ATG, ATA) ve izolsin (ATC, ATT) aminoasitleri olduu,biti kodonlarnn da TAA olduu belirlenmitir. COI ve COII gen blgeleri arasnda yer alantRNAleu ve tRNAAsp niteleri ayn stop kodonuna (TAA) sahiptir. Ayrca ND2 ile tRNAcys ve

ATPase-8 ile ATPase-6 blgelerinin de birbirleriyle rtt grlr. Bu gzlemlerApismellifera da polisistronik translasyonun sz konusu olduunu gstermektedir (Wolstenholme1992). Bir gen nitesi ierisinde dier bir genin balang (promotor) blgesi bulunan

genlerde bu tip translasyon sz konusudur. Gen niteleri birbirleri ile akt iin detranslasyonun sonlanmas poliadenilazasyon kuyruu ile olmaktadr (Crozier ve Crozier,1993).

Nkleotit dizi analizi sonucundaApis mellifera mtDNAsnn A+T bazlarnca bir hayli

zengin (%43.2 A, %41.7 T, %5.5 G ve %9.6 C) olduu ve A,T bazlarnn daha ok A+Tzengin gen blgesinde ve COI-COII (noncoding=pseudogen) blgesinde younlatbelirlenmitir. Dier trlere gre Apis mellifera mtDNAsnda A+T bazlarnn daha fazlaolmasnn iki nedenden kaynaklanabilecei belirtilmitir: Bunlardan biri mitokondrininfonksiyonu nedeniyle oluan alkilleyici ajanlarn, O6-metilguanin mutasyonlarna nedenolmas ve bu tip mutasyonlara kar ilev gren DNA tamir mekanzmas (metil-transferaz)nn ilevsel olmamas (mitokondri ierisine tanamamas)dr. Dieri ise Apismellifera da transversiyon tipindeki mutasyonlara kar daha fazla eilim olmasdr (Crozierve Crozier, 1993). Dier trlerde daha ok transisyon tipi mutasyonlara eilim vardr.Transisyon tipi mutasyonlarda Prinler (A,G) prinler ile, primidinler (C,T) primidinler ile


44/148

44

yer deitirirken, transversiyon tipi mutasyonlarda ise prinlerin primidinler ile ya daprimidinlerin prinler ile yer deitirmesi sz konusudur. Dolays ile transversiyon tipimutasyonlar yksek oranda A=T iftinin oluumuyla sonulanacaktr. Dier taraftan O6-metilguaninin timinle eleme zellii de yine ayn ekilde A=T iflerinin artyla

sonulanacaktr (Klug ve Cummings 2002).Yaplan aratrmalarda COI-COII gen blgesiApis mellifera alt trleri arasnda gerek uzunluk

gerekse gen nitelerinin kombinasyonu (Q, PQQ, PQQQ) bakmndan dier gen blgelerinegre nemli derecede varyasyon gstermitir. Bu blgeye ilikin Cornuet ve ark. (1991)nnayrntl incelemeleri sonucu COI-COII gen blgesinin %92 orannda AT nkleotidleri

bakmndan zengin olduu, DNA helix yapsnn bu blgede stabilitesinin dk olduu ve bugen blgesinin baz gen nitelerinin insersiyonu veya delesyonu ile meydana gelmi olduubelirlenmitir. Dolaysyla bu zellikler nedeniyle replikasyon orijinin bu blgede olabilecei

belirtilmitir. Bu blgenin sekonder yapsnn sa tokaseklinde olmas ve D-loop blgesiieriyor olmas da bu dnceyi destekler nitelikte bulunmutur (Crozier ve Crozier 1993).

1.3.3. mtDNA genomundaki farklla gre bal ars rklarnn evrimsel tarihi vefilogenetii

mtDNAnn yalnzca belli bir gen blgesinin incelenmesine ynelik aratrmalarda

mtDNA genomunun protein kodllamayan COI-COII gen blgesi hem Apis trleri(A.

mellifera , A. cerana, A. flora, A. dorsata, Bombus leucorum ), hem de Apis mellifera rklararasndaki filogenetik aratrmalar iin en ok tercih edilen ve en fazla varyasyonungzlendii gen blgesi olmutur. Bu gen blgesi morfometri ve alloenzim varyasyonubakmndan birbirine ok yakn olduu belirlenenApis mellifera ile Apis ceranann genetikyaknln ve Apis mellifera nn corafik orijinini belirlemek asndan son derece yararlsonular vermitir.

Smith ve ark. (2000), Kore, Filipinler, in, Hindistan, Japonyada doal olarakyaylm olan Apis cerana ve Apis mellifera mtDNAsnn COI-COII gen blgesinikarlatrmal olarak incelemilerdir. Hindistan ve Srilankada yaylm olan Apis cerana nnCOI-COII gen blgesi dier blgelerde yaylm olan Apis cerana nnkine gre hem dahauzun hem de AT nkleotitleri bakmndan daha zengin (Apis mellifera da olduu gibi) ve

sekonder yaps bakmndanApis melliferann COI-COII gen blgesine son derece benzer

bulunmutur. Buna karlk Kore ve Flipinlerde COI-COII gen blgesinin yok denecek kadarksa olduu grlmtr. indeki Apis cerana populasyonlarnn aratrlmasna ynelik


45/148

45

dier bir almada da (COI-COII/ Dra I kesimi ve ND2 gen blgesinin nkleotit dizi analiziyaplm) in populasyonu Hindistan ve Sirilanka populasyonunda olduu gibi Asya tipimtDNA haplotipi gstermitir (Tan ve ark. 2006).

Smith (1991)in yapt bir aratrmaya gre A. mellifera , A. cerana, A. florea, A.

dorsata ve Bombus leucorum un tRNAleu

-COII gen blgesinin nkleotit dizisikarlatrldnda A. mellifera ve A. cerana , 3-COI, tRNAleu gen blgelerine homolog ekstra

bir blge ile dier bal ars trlerinden ayrlmtr. Bu aratrmada COI ve tRNAleu genblgesinin duplikasyonu A. mellifera ve A. cerana trlerinin ortak zellii olarakbelirlenmitir. Bu bakmndan A ceranaya en yakn Apis mellifera grubunun ise DouAkdeniz grubu (A. m. ligustica, A. m. caucasica, A. m. carnica ve A. m. lamarckii ) olduubelirtilmitir (Cornuet ve ark. 1991). Ayrca Dou Akdeniz (Dou Avrupa) grubundakiApismellifera alt trlerinin veApis cerana nn COI-COII gen blgesi dier gruplardan daha ksa

bulunmutur (Smith 1991). mtDNA varyasyonuna gre belirlenen bu aratrma sonularRuttner (1988a)n Apis mellifera nn orijini ve yaylmasna ilikin hipotezinidesteklemektedir (izelge 1.8.).

izelge 1.8.Apis mellifera rklarnn mtDNA byklne gre snflandrlmas

Apis mellifera tr verklar Uzunluk snf

Bcl kesimi sonucutRNAleu -COII

A.cerana S

A. mellifera S 1.05 kb ligustica S carnica S caucasica S lamarcii S intermissa M 1.14 kb scutellata M unicolor M mellifera M

intermissa L 1.32 kb scutellata L mellifera L scutellata XL 1.56 kb mellifera XL scutellata XXL 1.86 kb

Smith (1991)


46/148

46

mtDNA varyasyonuna gre bal arlar (Apis mellifera ) arasndaki filogenetik ilikiyiortaya koymak iin yaplan ilk almalarda tm mtDNA genomunun farkl restriksiyonenzimleri ile kesimi sonucu oluan farkl bant profilleri karlatrlrmtr (Moritz ve ark1986; Sheppard ve Berlocher 1984a, Sheppard ve ark. 1991a,1991b, 1997). Daha sonraki

yllarda ise mtDNAnn tamam deil de yalnzca belli bir gen blgesinin restriksiyonenzimleri ile kesimi sonucu oluan farkl bant profillerinin karlatrlmasna dayanan

aratrmalar yaplmtr (Moritz ve ark. 1986, Cornuet ve Garnery 1991, Garnery ve ark.1991, 1992, 1993, Arias ve Sheppard 1996). Bunlarn yan sra mtDNAnn baz gen blgeleri

(ND2, COI-COII)nin nkleotit dizi analizi yaplarak, mikrosatellit blgeleri incelenerek

(Garnery ve ark. 1992, Estoup ve ark. 1995a,b,c, Frank ve ark. 1998) ve AFLP ve RAPD

teknikleri kullanlarak, bal arlarnn genetik varyasyonu aratrlm ve bulunanfarkllklardan bal arlarnn evrimsel tarihi hakknda yorumlar yaplmtr.

Smith (1991)in, bildirdiine gre Ruttnern morfolojik karakterlere dayanaraktanmlam olduu 24 Apis mellifera alt trnden 10unun (Danimarka, Norve, Fransa,sveve AvusturyadanA. m. mellifera ; Almanya, Avusturya ve YugoslavyadanA. m. carnica ,

talyadan A. m. ligustica , Grcistandan A. m. caucasica ; spanyadan A. m. iberica ,

Msrdan A. m. lamarckii , Madagaskardan A. m. unicolor ve Gney Africa

CumhuriyetindenA. m. scutellata ve A. m. capensis) mtDNA genomunun 6-bazlk zel

dizileri tanyan 16 farkl resitriksiyon endonkleaz enzimi (AccI, Afl II, AvaI, BcI I, BgI II,

EcoO, EcoRI, EcoRV, Hnd II, Hnd III, Nde I, Pst I, PvuII, SpeI, XbaI ve XhoI) ile oluturduu

kesim rnts incelenmi ve sz konusu enzimlere ait kesim sitelerinin grecelipozisyonlarna greApis mellifera nn mtDNA genom haritas oluturulmutur (Smith veBrown 1988, 1990; Smith 1991) (ekil 1.8.).


47/148

47

ekil 1.8.mtDNAnn Resitriksiyon Endonkleazlar ile kesim haritas (Smith 1991)


48/148

48

mtDNA genom haritasna gre alt trler arasndaki iliki istatistiki yntemler sekansayrlma yzdesi ve UPGMA (Unweigted pair group analyse) ile deerlendirildiinde anamtDNA haplotip grubu belirlenmitir (Smith 1991).1. Dou Akdeniz grubu (C) (A. m. ligustica, A. m. carnica, A. m. caucasiaca ve A. m.

lamarckii ),2. Bat Avrupa grubu (M) (A. m. mellifera ve bazA. m. iberica rklar),3. Afrika grubu (A) (A. m. intermissa, A. m. scutellata, A. m. capensis ve baz A. m. iberica

rklar ileA. m. unicolor ).

Kesilmi uzunluk paracklarnn polimorfizmi (KPUP:Restriction Fragment Lenghtpolymorphism) esas alnarak yaplan almalarn ortak sonucu olarak incelenen bal arspopulasyonlarnda yalnzca birka enzime ilikin kesim sitelerinin (Cytb/ BglII, lrRNA/ EcoRI,COI/ Hnc II, XbaI) varlna ya da yokluuna gre populasyonlarn bu 3 ana mtDNA haplotip

grubundan hangisine ait olduunu tanmlamann mmkn olabilecei belirlenmitir (izelge1.6.). Bundan sonraki almalarda incelenen mtDNA blgesinde yalnzca bu kesim sitelerininvarl, yokluu ya da oluturduu kesim rnts dikkate alnarak rneklerin Afrika orijinlimi, bat Avrupa orijinli mi yoksa dou Avrupa orijinli mi olduu kolayca belirlenmitir (Hallve Smith 1991, Garnery ve ark. 1993, Nielsen ve ark. 2000)

Aries ve Sheppard (1996), morfometrik olarak tanmlanm 14 farkl Apis mellifera rk (Slovenya ve AvusturyadanA. m. carnica, Fransa, svire ve NorvetenA. m. mellifera,

talyadanA. m. ligustica, YunanistandanA. m. macedonica, SuriyedenA. m. meda, Nijerya

ve Senegalden, A. m. adonsonii, Gney AfrikadanA. m. capensis, Portekizden A. m.iberica, MoroccodanA. m. intermissa, MsrdanA. m. lamarcii, KenyadanA. m. monticola,Moroccodan A. m. sahariensis, Kenya ve AfrikadanA. m. scutellata, Italyadan A. m.

sicula )n ND2 gen blgesinin nkleotit dizi analizine gre karlatrmtr. Bu almadamtDNAnn restriksiyon endonkleaz enzimleri ile kesimine gre yaplan gruplamadan farkl

olarak 3 deil 4 ana mtDNA haplotip grubu olduundan sz edilmitir.Aries ve Sheppard (1996)n almalarna paralel olarak Frank ve ark. (2000)

zellikle 4. mtDNA haplotip grubunu tanmlamaya ynelik bir aratrma yapmlardr.Aratrmada 5 farklApis mellifera rk (LbnandanA. m. syriaca , MsrdanA. m. lamarcii ,Moroccodan A. m. intermissa , Fransadan A. m. mellifera , talyadan A. m. ligustica )n

COI-COII gen blgesinin nkleotit dizisi bakmndan, Suriye arlarn ise ayrca ND2 gen

blgesinin nkleotid dizisi bakmndan karlatrmlardr. Sonular Aries ve Sheppard(1996)n sonular ile uyumlu bulunmutur. A. m. syriaca ve A. m. lamarcii dierlerindenfarkl fakat birbirlerine ok benzer nkleotit dizilimi ile drdnc bir mtDNA haplotip


49/148

49

grubunu (O) temsil eden bir genetik yap ortaya koymulardr. Frank ve ark. (2000)nnyapm olduu aratrmadaA. m. intermissa , A. m. mellifera ile ayn grupta deil dier Afrikaalt trleri ile ayn grupta yer alrken Suriyeden alnan bazA. m. meda rnekleri de A. m.

syriaca ve A. m. lamarcii ile birlikte Orta Dou (O) grubunda yer almtr. Drdnc mtDNA

haplotip grubunda (Ortadou (O)) SuriyedenA. m. syriaca, MsrdanA. m. lamarcii ve bazApis mellifera meda alt trleri yer almaktadr. O grubuna zg mtDNA, tRNALeu-COII

blgesinin nkleotit dizilimine gre Afrika bal arlarnnki (P0)ne ok benzer bir P nitesi

(P=P0n 5 baz delesyonu ) ve rnein alnd corafik alana gre deien Q nitelerindenolumaktadr

türkiye balarılarının mtdna ve bazı morfolojik Özellikleri bakımından...

Documents