Determination of carboxylesterase E4 and FE4 types in <em>Myzus persicae</em> (Sulz.) (Hemiptera:Aphididae) populations collected from Turkey by electrophoresis

Abstract

The peach potato aphid, Myzus persicae (Sulz.) (Hemiptera: Aphididae), is a polyphagous pest, which is found in vegetable, horticultural and ornamental crop production systems in Turkey and throughout the world. Electrophoresis is the main technique for separating proteins and nucleic acids for a variety of purposes in most of the laboratories today. Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) is the preferred method for protein separations. There are positive correlation between insecticide resistance and carboxylesterase activity in M. persicae. One type of carboxylesterase E4 or FE4 activity is responsible for resistance in this aphid. During this study, different M. persicae populations that collected from Ankara, Antalya and Mersin vegetable green houses and fields were characterized using two different PAGE methods to determine the carboxylesterase E4 or FE4 types. The typical E4 band is found in Beypazarı and Karakeşli populations where as the others have FE4 band.

Keywords

• -

Myzus persicae (Sulz.) (Hemiptera: Aphididae) popülasyonlarının karboksilesteraz E4 ve FE4 tiplerinin elektroforez ile belirlenmesi

Öz

Yeşil şeftali yaprakbiti, Myzus persicae (Sulz.) (Hemiptera: Aphididae), ülkemizde ve dünyada sebze, meyve ve süs bitkilerinde bulunan polifag bir zararlıdır. Elektroforez, günümüzde birçok laboratuvarda proteinlerin ve nükleik asitlerin farklı amaçlarla ayrılması için kullanılan ana tekniklerden biridir. Poliakrilamid jel elektroforez (PAGE), proteinlerin ayrılmasında tercih edilen bir yöntemdir. M. persicae'de insektisitlere direnç ile karboksilesteraz aktivitesi arasında pozitif bir korelasyon bulunmaktadır. Karboksilesterazın E4 veya FE4 adı verilen iki tipinden birinin aktivitesi bu yaprakbitindeki dirençten sorumludur. Bu çalışmada, Ankara, Antalya ve Mersin illerinde örtüaltı ve tarla sebze ekiliş alanlarından toplanan farklı M. persicae popülasyonlarının karboksilesteraz E4 ve FE4 tipleri iki farklı PAGE yöntemi kullanılmak suretiyle karakterize edilmiştir. Beypazarı ve Karakeşli popülasyonunun E4, diğer popülasyonların ise FE4 tipte karboksilesteraza sahip oldukları belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Myzus persicae, karboksilesteraz, elektroforez, insektisit direnci, sebze

Kaynakça

1. Anonymous 2010. http://www.rothamsted.ac.uk/insect-survey/STMyzus_persicae.php (EriĢim tarihi: 16.06.2010).
2. Devonshire A. L. 1975. Studies of the carboxylesterases of Myzus persicae resistant and susceptible to organophosphorus insecticides. Proceedings 8th British Insecticide and Fungicide Conference, U.K., 67-73.
3. Devonshire A. L. 1977. The properties of a carboxylesterase from the peach-potato aphid, Myzus persicae (Sulz.), and its role in conferring insecticide resistance. Biochem. J., 167, 675-683.
4. Devonshire A. L. and Moores G. D. 1982. A carboxylesterase with broad substrate specificity causes organophosphorus, carbamate and pyrethroid resistance in peachpotato aphids (Myzus persicae). Pesticide Biochemistry and Physiology, 18, 235-246.
5. Devonshire A. L., Moores G. D. and Chiang C. L. 1983. The biochemistry of insecticide resistance in the peach-potato aphid, Myzus persicae. In: Miyamoto J., Kearney P. C., Matsunaka D. H. and Murphy S. D. (eds). Pesticide Chemistry: Human Welfare and the Environment, Proceedings of the 5th International Congress of Pesticide Chemistry, pp. 191-196. Pergamon, Oxford.
6. Devonshire A. L. 1989a. The role of electrophoresis in the biochemical detection of insecticide resistance. In: Loxdale H. D. and Hollander J. D. (eds). Vol: 39, pp. 363-374. Clarendon Press, Oxford.
7. Devonshire A. L. 1989b. Insecticide resistance in Myzus persicae : from field to gene and back again. Pestic. Sci. 26, 375-382.
8. Devonshire A. L. 1991. Role of esterases in resistance of insects to insecticides. Biochemical Society Transactions, 19 (3), 755-759.

9. Devonshire A. L. and Field L. M. 1991.Gene amplification and insecticide resistance. Annu. Rev. Entomol., 36, 1-23.
10. Ffrench-Constant R. H. and Devonshire A. L. 1987. A multiple homogenizer for rapid sample preparation in immunoassays and electrophoresis. Biochem. Genet., 25, 493- 499.
11. Ffrench-Constant R. H., Devonshire A. L. and White R. P. 1988. Spontaneous loss and reselection of resistance in extremely resistant Myzus persicae (Sulzer). Pestic. Biochem. Physiol., 30, 1-10.
12. Field L. M. and Devonshire A. L. 1992. Esterase genes conferring insecticide resistance in aphids. In: Mullin C. A. and Scott J. G. (eds). Molecular Mechanisms of Insecticide Resistance, pp. 209-217. ACS Symposium Series, Vol. 505, USA.
13. Field L. M., Williamson M. S., Moores G. D. and Devonshire A. L. 1993. Cloning and analysis of the esterase genes conferring insecticide resistance in the peach-potato aphid, Myzus persicae (Sulzer). Biochem. J., 294, 569-574.
14. Keskin G. ve Çakaryıldırım N. 2003. Örtüaltı sebze yetiĢtiriciliği. Tarımsal Ekonomik AraĢtırma Enstitüsü-BakıĢ, 1, 1–4.
15. Needham P. H. and Sawicki R. M. 1971. Diagnosis of resistance to organophosphorus insecticides in Myzus persicae (Sulz.). Nature, 230, 125-126.
16. Ornstein L. and Davis B. J. 1964. Disc electrophoresis I. Background and theory. Ann. NY. Acad. Sci., 121, 321-349.
17. Velioğlu A.S., Moores G.D., Devonshire A.L. ve Toros S. 2008. Ġçel‟den toplanan Myzus persicae (Sulz.) (Hemiptera: Aphididae) popülasyonlarında insektisitlere direnç mekanizmalarının biyokimyasal yöntemlerle belirlenmesi. Bitki Koruma Bülteni, 48 (3), 15-31.
18. Williams D. E. and Reisfeld R. A. 1964. Disc electrophoresis in polyacrylamide gels: extension to new conditions of pH and buffer. Ann. NY. Acad. Sci., 121, 373-381.