Determination of Wolbachia Infection in Sunn Pest (Eurygaster integriceps Put.)

Abstract

Sunn pest Eurygaster integriceps is the most important pest of wheat in Turkey and it has distribution in Marmara, Southeastern Anatolia, Eastern Anatolia and Eastern Mediterranean region. In this study, totally 150 pest individuals, 10 males of them from each of 15 provinces (Adıyaman, Ağrı, Bingöl, Bursa, Çanakkale, Diyarbakır, Edirne, Kahramanmaraş, Kırklareli, İçel, Sakarya, Siirt, Sirnak and Tunceli) were collected from the regions. The presence and availability rates of the endosymbiont bacterium Wolbachia were determined by modifying the wsp primers and by sequencing the obtained PCR reactions. The availability rates of Wolbachia infection are found to be on average 85-98% according to the regions. As a result, Wolbachia was found to be common (94.6%) in E. integriceps specimens across the country. This is the first study determining the relationship between Sunn pest and Wolbachia in the world.

Keywords

• Wolbachia,İlk kayıt,wsp,Eurygaster integriceps,Turkey

Süne (Eurygaster integriceps)’de Wolbachia Varlığı

Öz

Türkiye'de buğdayın en önemli zararlısı olan süne Eurygaster integriceps ülkemizde Marmara, Güneydoğu Anadolu, Doğu Anadolu ve Doğu Akdeniz bölgelerinde yayılış göstermektedir. Çalışma kapsamında bu bölgelerde her ilden 10 adet olmak üzere toplam 15 ilden (Adıyaman, Ağrı, Bingöl, Bursa, Çanakkale, Diyarbakır, Edirne, Kahramanmaraş, Kırklareli, İçel, Sakarya, Siirt, Şırnak ve Tunceli) 150 adet erkek süne toplanmıştır. Bu bireylerde endosimbiont bakteri olan Wolbachia’nın varlığı ve bulunma oranı wsp primerleri modifiye edilmiş ve elde edilen PCR reaksiyonlarından sekans yapılarak belirlenmiştir. Wolbachia bulunma oranının bölgeler düzeyinde %85-98 olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak Wolbachia’nın E. integriceps türünde yaygın olarak (%94.6) bulunduğu görülmüştür. Bu çalışma Süne - Wolbachia ilişkisinin araştırıldığı ilk çalışmadır.

Anahtar Kelimeler

• Wolbachia,Endosimbiyont Bakteri

References

1. Akkaya, A., 1994. Buğday Yetiştiriciliği. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Ders Kitapları Yayın No:1, Kahramanmaraş, 225s.
2. Akova, Y., 2009. T.C. Başbakanlık Dış Ticaret Müsteşarlığı İhracatı Geliştirme Etüd Merkezi Raporu, 6.
3. Aydoğdu, M., 2009. Çevre Bilimi. Anı Yayınevi. 232 sf. Ankara.
4. Berticat, C., Rousset, F., Raymond, M., Berthomieu, A. and Weill, M., 2002. High Wolbachia density in insecticide-resistant mosquitoes. The Royal Society. London, 269, 1413–1416.
5. Boyacıoğlu, M.H., 1998. Böcek Zararı Görmüş Buğdaylar: Problemin Tarihçesi, Etki Alanı, Etki Mekanizması ve Zararın Tahminlenmesinde Kullanılan Yöntemler, Un Mamülleri Dünyası, 7(1), 34-47.
6. Doran, T. and Moore, R., 2001. Application of the Reproductive Parasite Wolbachia to the Biological Control of Flystrike. CSIRO Livestock Industries, Private Bag 24, Geelong, VIC. 241-244.
7. Dörtbudak, Y. 1974. Güney Doğu Anadolu’da Eurygaster Türleri Tanınmaları, Yayılış Alanları ve Popülasyon Yoğunlukları Üzerinde Araştırmalar, T.C. Gıda-Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı Zirai Mücadele ve Zirai Karantina Genel Müdürlüğü Araştırma Eserleri Serisi, Yenigün Matbaası, Ankara, 40s.
8. Dumler, J. S., Barbet, A. F. and Bekker, C. P., 2001. Reorganization of genera in the families Rickettsiaceae and Anaplasmataceae in the order Rickettsiales: unification of some species of Ehrlichia with Anaplasma, Cowdria with Ehrlichia and Ehrlichia with Neorickettsia, descriptions of six new species combinations and designation of Ehrlichia equi and ‘HGE agent’ assubjective synonyms of Ehrlichia phagocytophilaInternational. Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 51, 2145–2165.

9. Dunn, A. M., Hurst, G. D. and Rigaud, T., 2001. Inherited Microorganisms, Sex-spesific Virulence and Reproductive Parasitism. Trends in Parasitology, 17(2), 88-94.
10. Duron, O., Labbe, P., Berticat, C., Rousset, F., Guillot. S., Raymond, M., 2006. High Wolbachia density correlates with cost of infection for insecticide resistant Culex pipiens mosquitoes. Evolution, 60, 303–314.
11. Gotoh, T., Noda, H. and Hong, X. Y., 2003. Wolbachia Distribution and Sitoplasmic Incompatibility Based on a Survey of 42 Spider Mite Species (Acari: Tetranychidae) in Japan. Heredity, 91, 208-216.
12. Hilgenboecker, K., P. Hammerstein, P. Schlattmann, A. Telschow and J.H. Werren., 2008. How many species are infected with Wolbachia?—A statistical analysis of current data. FEMS Microbiology Letters, 281, 215–220.
13. Hoffmann, A. A., Turelli, M. and Harshman, L. G., 1990 Factors affecting the distribution of cytoplasmic incompatibility in Drosophila simulans. Genetics, 126, 933–948.Kikuchi, Y. and Fukatsu, T., 2003. Diversity of Wolbachia Endosymbionts in Heteropteran Bugs. Appl Environ Microbiology. 69, 6082–6090.
14. Koçak, E., 2006. Süne Mücadelesinde Zamanlamanın Önemi. Türktarım, 168, Mart-Nisan, 42-45.
15. Koçak, E., 2008. “Türkiye’de Süne Mücadelesinde 80 Yıl (1928 – 2007)”. Ülkesel Tahıl Sempozyumu. 2-5 Haziran. Konya. 354-361.
16. Koçak, E., S. Bilginturan, E., Kaya, C., Gözüaçık, N., Babaroğlu, M., İslamoğlu, G., Çetin, A., 2014. Türkiye Hububat Alanlarındaki Süne (Eurygaster spp.) Türlerinin Dağılımı. Türkiye V. Bitki Koruma Kongresi, Sayfa 115, 3-5 Şubat 2014, Antalya.
17. Lodos, N., 1961. Türkiye, Irak, İran ve Suriye’de Süne (Eurygaster Integriceps Put.) Problemi Üzerinde İncelemeler, No:51, E.Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları, Ege Üniversitesi Matbaası, İzmir, 115.
18. Paulian, F. and Popov, C., 1980. Sunn pest or cereal bug, Wheat Technical Monograph. Ciba-Geigy Ltd. Switzerland, 69-74. Basel.
19. Popov, C., Fabritius, K., Enica, D., Banita, E., Rosca, I., Sandru, I.S. and Sapunaru, T., 1980. Preliminary Data on the Composition and Proportion of the Populations of Cereal Bug Egg Parasites in Romania. Probleme de protecţia plantelor, 8(3), 59-165.
20. Rowley, S. M., Raven, R. J. and McGraw, E. A., 2004. Wolbachia pipientis in Australian spiders. Current Microbiology, 49, 208–214.
21. Sapp, J., 1994. Evolution by Association: a History of Symbiosis. Oxford University Press, 272p., ABD.
22. Simões, P. M., 2012. Diversity and dynamics of Wolbachia-host associations in Arthropods from the Society archipelago, French Polynesia. l’Université Claude Bernard. Doktora tezi. 66s. Lyon.
23. Sinkins, S. P., Braig, H. R. and O’Neill, S. L., 1995. Wolbachia superinfections and the expression of cytoplasmic incompatibility. Proceedings of the Royal Society of London, Series B, 261, 325–330.
24. Sinkins, S. P. and O’Neill, L. S., 2000. Wolbachia as a Vehicle to Modify Insect Populations. In: Insect Transgenesis – Methods and Applications (Eds: Handler, A. M., James, A. A.). Boca Raton, CRC Press., 271-284.
25. Tunçbilek, A.S., Bakir, S., Derin, I. and Bilbil, H., 2015. Screening of reproductive symbionts of Sitophilus granarius, Sitophilus zeamais and their parasitoid Lariophagus distinguendus. Integrated Protection of Stored Products IOBC-WPRS Bulletin, Vol. 111, 511-517.
26. Türkiye istatistik kurumu (TÜİK)., 2015. Türkiye’de toplam buğday üretim alanı ve toplam ürün miktarı. Erişim Tarihi: 08.05.2017. http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1001.
27. Xu, J., Fonseca, D. M., Hamilton, G. C., Hoelmer, K. A. and Nielsen, A. L., 2013. Tracing the origin of US brown marmorated stink bugs, Halyomorpha halys. Biological Invasions, Volume 16(1), 153–166.
28. Werren, J.H., 1997. Biology of Wolbachia. Annual Review of Entomology, 42, 587609.
29. Werren, J. H., Windsor, D. and Guo, L., 1995. Distribution of Wolbachia Among Neotropical Arthropods. Proceedings of the Royal Society of London Series B, Biological Sciences, 262, 197-204.
30. Zhou, W., Rousset, F. and O’Neill, S., 1998. Phylogeny and PCR-based classification of Wolbachia strains using wsp gene sequences. Proceedings of the Royal Society of London Series B, 265, 509-515.
31. Zug, R. and Hammerstein, P., 2012. Still a Host of Hosts for Wolbachia: Analysis of Recent Data Suggests That 40% of Terrestrial Arthropod Species Are Infected. PLoS ONE, 7(6), e38544.