1. genel biLGİler
Yüklə 115,5 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 1.2. Ziraatta Zararlı Böceklerin Ekonomik Etkileri
- 1.3. Zararlılarla Mücadele Yöntemleri
- Doğal Mücadele
- Kimyasal Mücadele
- 1.3.1. Kimyasal Mücadele
- 2. Yenme ile alınan zehirler
- 3. Kontak İnsektisidler
- 1.4. Kimyasal Mücadele Yönteminin Ekonomik ve Çevresel Etkileri
- 2. Hayvanlar ve İnsanlar Üzerine. Olan. Etkileri
- 3. Böcekler Üzerine Olan Etkileri
- 4. Çevreye Olan Etkileri
- Baculovirüslerin Biyolojisi
- 1.6.2. Entomopoxvirüsler
- 1.6.2.1. Virüs Yapısı A. Morfolojisi
- 1.6.2.2. Virüs Replikasyonu A. Patoloji
- B. İn Vivo Replikasyon Siklusu
- C. İn Vitro Replikasyon Siklusu
- 1.6.2.3. Entomopoxvirüslerle Biyolojik Kontrol
- 1.6.14. Diğer Zarfsız Virüsler
- 1.7.1. Virüslerin Biyolojik Mücadelede Kullanılması
- Baculovirüslerin Biyolojik Mücadeledeki Etkisinin Gen Mühendisliği Yöntemiyle Geliştirilmesi
|
1. GENEL BİLGİLER 1.1. GİRİŞ Hızlı nüfus artışın beraberinde getirmiş olduğu kentleşmeyle birlikte her geçen gün tarım alanları azalmakta ve kişi başına düşen tarım ürünü miktarında düşüş olmaktadır. Geçmişte tarımsal ürün bakımdan kendi kendine yeten ülke konumunda olan Türkiye şimdi birçok ülkeden tarımsal ürün ithal etmektedir. Bunun en önemli sebeplerinden biri ekonomik olarak önemli bitkilerde zararlı böcekler ile mücadelenin bilinçli ve tam bir şekilde yapılamamasıdır. Ülkemizde bitkilerin korunması daha çok kimyasal insektisidler kullanılarak yapılmaktadır. Kimyasal insektisidler kullanılırken bunların bir çok yan etkileri ortaya çıkmaktadır. Birçok yönden bazı canlı gruplarına ciddi zararlar vermektedirler. Zirai mücadele ilaçlarından bugün için vazgeçilememesinin nedeni, bu ilaçlara alternatif bir mücadele yönteminin tam anlamıyla geliştirilememesidir. Kimyasal mücadelenin dışındaki mücadele metotlarının yeteri kadar geliştirilememesinden ve geliştirilen metotların zararlı, pahalı ve ilkel olmasından dolayı zirai mücadele ilaçlarının uygulanmasının daha uzun yıllar devam edeceği düşünülmektedir. Bununla birlikte, tüm dünyada kimyasal ilaçların yerini gelecekte biyolojik mücadele olarak bilinen bir yöntemin alacağı tartışılmaktadır. Günümüzde, 1165 mikroorganizma böceklerle bağlantılı olarak bulunmuştur. Her ay yeni organizmalar izole edilmekte ve tanımlanmaktadır. Bunların bir çoğu patojendir. Toplam 1165 mikroorganizmanın bakteriler 90 tür ve varyetesini, virüs ve riketsialar 260 türünü, mantarlar 460 türünü ve nematodlar 100 türünü kapsamaktadır. Zararlıların kontrolü için mikroorganizmaların en pratik kullanımı onların suni ortamlarda kültürlerinin hazırlanmasını ve daha sonra uygun bir yerde ve zamanda çevreye dengeli miktarlarda sunulmasını içerir. Kullanılan mikroorganizmalar zararlıya özgü olduğu için yalnızca o canlıyı etkiler. Biyolojik kontrolün büyük bir avantajı kimyasal kontrol yöntemleriyle bağlantılı birçok problemi ortadan kaldırmasıdır. Kimyasal mücadelede kullanılan insektisidler hedef zararlının dışındaki alanlara dağılarak çiçekler arasında tozlaşmayı sağlayan, faydalı böceklerin ve bal arılarının ölümüne neden olmaktadırlar. Doğrudan yada besin zinciri aracılığı ile insanlara ulaşarak akut ve kronik zehirlenmelere neden olmakta, buna bağlı olarak da gelecek nesilleri tehdit etmektedir. Tarım alanlarında kullanılan kimyasal insektisidler yağmur sularıyla derelere, göllere ve denizlere taşınarak balık türlerini ve diğer su ürünlerini etkilemektedir. Kullandıkları alandaki bitkilerin çimlenmesi, vejöatasyonu ve üremesi üzerinde de olumsuz etkilere neden olmaktadırlar. Ayrıca bu insektisidlerin kullandığı alanlardaki zararlı böcekler kullanılan insektiside ve kullanılmadığı halde diğer insektisidlere karşı mukavemet geliştirmektedirler. Dolayısıyla bir süre sonra kullanılan insektisidler etkisiz kalmaktadır. Kimyasalların bu olumsuz etkilerine karşılık biyolojik mücadelede kullanılan ajanlar çevreyi çok az şekilde etkilemektedirler. Örneğin baculovirüsler sadece böceklerde hastalık yapan, omurgalılarda hastalık oluşturmayan etkili bir biyolojik mücadele ajanlarıdırlar. Bacillus thuringiensis çoğunlukla Lepidoptera grubu böcekler üzerine etkili olan bir bakteridir. Dolayısıyla bu ajanlar sadece kullandıkları alandaki zararlı böcekleri etkilerler. Kimyasallar gibi ortamda birikip toksisite oluşturmazlar. Bir çoğu, insanlar üzerinde patojen olmadığı için insanlara zarar vermez. Herşeyden önemlisi çevreyi kirletmezler. Bu nedenle biyolojik kontrol, kimyasal insektisidler ile karşılaştırıldığında ekolojik dengeyi bozmayan alternatif bir mücadele yöntemidir. Biyolojik kontrolde kullanılacak ajanların bir çoğu doğadaki hastalıklı böceklerden izole edilir. Doğada böceklerin hastalanmasına neden olan ve sonra onları öldüren, orijini bakteri,mantar, virüs veya protozoa olan pek çok mikroorganizma mevcuttur. Böceklerde hastalıklara neden olan mikroorganizmalar özelleşmiş doğal düşmanlar olarak kabul edilir. Mikroorganizmaların neden olduğu tabii hastalık olayları böcek populasyonlarında temel ölüm faktörü olduğu halde önemsiz gözüken böcek hastalıklarının araştırılmasına ve etkilerinin arttırılmasına yönelik pratik uygulamaların teşvik edilmesinde ve zararlıların kontrolü için tabii olarak gerçekleşen enfeksiyonlardan faydalanmada çok az gelişmeler sağlanmıştır (1).
Küçük canlılar olmalarına rağmen, üreme enerjileri fevkalade büyük olan böcekler, insan ekonomi ve yaşantısına girmiş hayvanlar aleminin sayıca en zengin ve önemli varlıklarından biridir. Böceklerin ekonomik etkileri bitkiler, depolanmış mamüller, insanlar ve hayvanlar üzerinde olmak üzere farklı şekillerde olur. Böceklerin bitkiler üzerindeki etkileri çeşitli yollarla meydana gelmektedir. Böcekler besinlerini çeşitli şekillerde alırlar. Bunun en basit fakat önemli olanı, bitkinin dış ve iç kısımlarını yani meyve, sürgün, yaprak, dal, kök ve odun kısımlarını yemek şeklinde olanıdır. Bitkiler incelenecek olursa, böcek zararı sonucu oluşan bir çok belirtiye rastlamak mümkündür. Örneğin; renk değişikliği, bazı kısımların yenmesi, dokularda galeri, gal ve şişkinliklerin olması, reçine sızıntıları vs. Bitkilerde meydana gelen bu zararlar, onların meyve hasılatının azalmasına, gelişmemesine, deforme olmasına ve nihayet ölmelerine sebep olur. Yapılan araştırmalar tarım ve hayvancılıkta en zararlı hayvanlar olan böceklerin bitkilerde yıllık ürünün % 10'u gibi büyük bir oranda zarar oluşturduklarını ortaya koymaktadır. Bu oran tropik bölgelerde % 20'ye yükselmektedir. Örnek olarak, 1960'lı yıllarda Asya ve Afrika'da Sudan çekirgesi olarak bilinen Schistocesca gregaria ile Locusta migratoria gösterilebilir(3). Bu çekirgeler km2'ye 120.000.000 adet düşecek şekilde göç yolları üzerinde 100'lerce km2 'lik alanda bitki örtüsünün yenebilecek tüm kısımlarını yemişlerdir. 1916 yılında ülkemizde çekirgelerin, bilhassa Fas çekirgelerinin Batı Anadolu'da yaptığı tahribat neticesinde 200.000 ton hububat ve 15.000 ton bakliyat yok olmuştur. Zarar o zamanki şartlarda 100 milyon mark olarak hesaplanmıştır. Böceklerin yalnız ziraat ürünlerinde her yıl yaptıkları zarar İngiltere'de 30, Kanada'da 25 ve Avustralya'da 20 milyon sterlin olarak hesaplanmıştır. Böceklerin bitkilerde yaptıkları çok önemli bir zarar da, bitkilerin hastalanmalarına sebep olmalarıdır. Bugün hemen hemen 200'den fazla hastalığın böcekler tarafından oluşturulduğu bilinmektedir (4). 1.3. Zararlılarla Mücadele Yöntemleri Zararlıların bitkilerde yaptıkları çeşitli zararların, gerek doğal kuvvetler (doğal mücadele) gerekse insan yardımıyla (uygulamalı mücadele) önlenmesine veya hiç olmazsa azaltılmasına yönelik yöntem ve harcanan çabalara zararlılarla mücadele denir. Zararlılarla mücadele yöntemlerini kısaca şu başlıklar altında toplayabiliriz. Doğal Mücadele:Doğal kuvvetlerin böceklere olan etkilerinden yararlanarak zararlının öldürülmesi. Yasal Mücadele:Yasal yollardan yararlanılarak zararlıların yayılmasını önleme. Örneğin;karantina, ambargo, muayene vb. Mekanik Mücadele:Zararlı böcekleri toplama, tuzakla yakalama, böcekli materyalleri yok etmek. Fiziksel Mücadele:Yakmak, sıcaktan, radyoaktiviteden ve elektrikten faydalanmak. Kültürel Mücadele:Zararlının zarar yaptığı ağaçların karışıklığını ve kapalılığını düzenlemek, meşcere kurmak ve yetiştirme ile kesim tekniğine uymak, toprak bakımı, dayanıklı türler yetiştirmek, gıda kaynaklarını değiştirmek. Biyolojik Mücadele: Zararlı böceği yok etmek için çeşitli etken gruplarından (mikroorganizma, böcek yiyen vertebratalar, predatör arthropodalar, parazit böcekler) ve genetik yöntemlerden yararlanmak. Kimyasal Mücadele:Tozlaşma, püskürtme, sisleme, fumigasyon, sterilizasyon, zehirli yemler kullanmak vb. Entegre Mücadele:Çevre ve orman sahibi için uzun vadede en az masraflı en iyi faydaları sağlayabilecek olan ve populasyon dinamiğine dayanan yöntem (5). 1.3.1. Kimyasal Mücadele Zamanımızda en çok kullanılan ve belki yan etkileri göz önünde tutulmazsa başarıya en çok ulaşılan yöntemdir. Etki etme şekillerine (bazen bileşimlerine) göre gruplara ayrılır. 1. Solunum Zehirleri:Solunum organlarına etki ederler. Siyan gazı (HCN), akrilnitril (CH2CHCN), tetraklor karbon (CCI4), hidrojenli fosfor (PH3) özellikle kapalı yerlerde ve seralarda çok çeşitli amaçlar için kullanılır. Çok etkilidirler. 2. Yenme ile alınan zehirler:Besinlerle alınır, mide ve bağırsaklarda zehirlenmeler yapar. Arsenik preparatları (kurşun veya kalsiyum arsenat) ve diğer bir çoğu bu yüzyılın ilk yarılarında çok kullanılmalarına karşın, daha sonra, insanlar ve ev hayvanları üzerinde büyük zehirlenmelere neden olduğu için, bir çok ülkede yasaklanmıştır. 3. Kontak İnsektisidler:Bir çok çeşidi bir arada kullanılır. Genellikle yapay olarak sentez edilirler. Pek azı bitkisel maddelerden, çoğu madensel yağlardan çıkarılır. Bir çok çeşidi sentezlenmiştir. Çoğunluk özgül etkiye sahiptirler. Üç ana gruba ayrılırlar. Klorlu hidrokarbonlar, organik fosfor bileşikleri ve karbamat insektisidler (6). 1.4. Kimyasal Mücadele Yönteminin Ekonomik ve Çevresel Etkileri Zararlılarla mücadelede yaygın olarak kullanılan insektisidler bitkilerde ve çevrede bulunan canlılar üzerinde bir çok zararlı etkiler meydana getirmektedirler (7). 1. Bitkiler Üzerine Olan Etkileri İnsektisidler genellikle bitkilerin yaprak ve yeni sürgünlerinde yanma denilen bir takım lekeler ile renk değişimlerinin meydana gelmesine yol açmaktadırlar. Hatta bazen bütün bitkinin ölümüne de sebep olurlar. Bazen kullanılan insektisidlerden biri bitkiler üzerine zararlı olmazken iki preparat aynı anda uygulandığında çok tehlikeli olabilmektedirler. Özellikle dinitro bileşikleri ile yapılan ilaçlamalarda bitkiler çok etkilenmektedirler (8). 2. Hayvanlar ve İnsanlar Üzerine. Olan. Etkileri Kullanılan insektisidler belirli dozlarda hayvanlar ve insanlar üzerinde zararlı etkiler yaparlar. Tehlikeye en çok maruz kalan kişiler ilacı kullanan veya bu işle meşgul olan kişilerdir. İlaç uygulanan alanda kısa bir süre sonra hayvan otlatılırsa, zehir hayvan bünyesine taşınır. Ayrıca arazideki ilaç hemen peşi sıra yoğun bir yağmur ile derelere ve oradan da denizlere taşınır. Burada balıkların yapısına giren kimyasallar beslenme yolu ile insanlara kadar ulaşır. Önemli diğer bir konu da ilaçlı meyve ve sebzelerin çok iyi temizlenmeden yenilmemesidir. İnsanlar ve hayvanlar üzeride en etkili bileşikler başta arsenik olmak üzere fosfor asidi ester preparatları, DDT ve Toxaphane gibi klorlu hidrokarbonlardır. Bu bileşikler özellikle insanda beyin, karaciğer, böbrek ve yağ dokusunda bir kerede önemli hasara yol açarlar (9). 3. Böcekler Üzerine Olan Etkileri İnsektisidlerin böcekler üzerine etkileri böceklerin uygulanan kimyasala karşı mukavemet kazanması ve faydalı böceklere zarar vermesi şeklinde olur. a. Zararlı Böceklerde İlaçlara Karşı Mukavemet İnsektisidler her ne kadar zararlı böcekleri yok etmek için kullanılsalar da, her zaman zararlı böceklere karşı tam bir etki sağlayamazlar. Çünkü zamanla insektisidlerin ilk tatbik edildikleri zamanki etkili dozlarından daha az etkilenebilen ırklar ortaya çıkmaktadır. Bu olaya "böceklerin mukavemeti" adı verilmektedir. İlaç baskısı altında yetişen generasyonlarda tabii seçim hassas olan fertlerin ortadan kalkmasına ve devamlı mukavim fertlerin ortaya çıkmasına sebep olur. Dolayısıyla bu yeni fertlere karşı kullanılan insektisidler daha çok çevredeki yararlı canlıları ve insanları etkilemektedir. Böcekler ile insektisidler arasındaki önemli bir ilişki de herhangi bir ilacın baskısı altında yetişen bir böcek populasyonunda, o böcek populasyonuna tatbik edilmeyen ilaçlara karşı da mukavemet geliştirilebilmesidir. Buna, "karşıt mukavemet "adı verilmektedir. Özellikle böceklerde mukavemetin kısa sürede meydana gelişi mücadelede kullanılan kimyasal insektisidi kısa sürede etkisiz hale getirmektedir. Bunun sonucunda da daha çok ilaç kullanılması gerekecektir. Kullanılan aşırı dozdaki ilaçlar zararlı üzerinde etkili olmaktan daha çok çevre kirliliği ve yan etkiler getirmektedir (7). b. Kimyasal İlaçların Faydalı Böceklere Etkileri İnsektisidlerin etki tarzı bakımından zararlı ve faydalı böcekler arasında bir farklılığı yoktur. Fakat etkileri bakımından farklılıklar vardır. Faydalı böcekler olarak kabul edilen predatör ve parazitler insektisidlerden daha fazla etkilenmektedirler (7). Ne yazık ki parazit ve predatörlerdeki mukavemetin oluşumu, zararlı böceklerdeki kadar çabuk olmamaktadır. Bunun sonucu olarak zararlı populasyonları üzerinde dengeleyici olan parazit ve predatörler ortadan kalkmakta ve zararlılar daha çabuk yayılmaktadır. Ayrıca insektisidlerin kullanıldığı alanlarda doğal olarak yaşayan polinatör canlılar da yok olduğu için, bu alandaki zirai ürünlerde tozlaşma oranı da azalmaktadır. Bunun sonucunda büyük verim düşüklüğü ortaya çıkmaktadır (5). 4. Çevreye Olan Etkileri İnsektisidlerin kullanıldığı çevredeki, bal arıları en fazla etkilenen canlılar arasındadır. Bal arıları, bal, arı sütü ve bal mumu gibi ürünlerini oluşturmalarının yanısıra bitkilerin tozlaşmasını da sağlamaktadırlar. İnsektisidlerin etkileriyle ölen arılar bu faydalı görevlerini yerine getiremezler. Bunun sonucunda da yine büyük verim düşüklüğü olmaktadır (7). Kimyasal mücadelede kullanılan maddelerin yukarıda bahsedilen olumsuz yan etkilerinden dolayı, tüm dünyada kimyasal mücadelenin yerini biyolojik mücadele olarak bilinen bir yöntemin alacağı tartışılmaktadır. 1.5. Biyolojik Mücadele Biyoloji mücadelede, zararlı böceklerin yapmış olduğu zararları en aza indirmek için bu böceklerin tabii düşmanlarını kullanma olarak tanımlanabilir. Tabii düşman terimi, parazitler ve predatörlerle birlikte hastalık oluşturan organizmarı da kapsar. Ancak hastalık yapan organizmaların kullanımı, genellikle mikrobiyal kontrol olarak adlandırılır. Virüsler, bakteriler, mantarlar, nematodlar ve rekombinant teknikler ile geliştirilen ajanlar biyolojik mücadelede kullanılan elemanları teşkil etmektedir (1). Biyolojik mücadelede ilk kayıtlar MS 900-1200 yılları arasında rapor edilmiştir. Geçmişi çok eskilere dayanan mücadelede ilk olarak amfibiler, kuşlar, memeliler kullanılmıştır. Son yıllarda ise bu canlıların yerini özellikle nematodlar, bakteriler ve virüsler almıştır. Zararlı böceklerde mücadele amacıyla kullanılan organizmalar büyük çeşitlilik gösterir. Bunlar; nematodlar, örümcekler, akarlar, hidralar, planarialar, balıklar, amfibiler, kuşlar, memeliler, funguslar, protozoalar, bakteriler ve virüslerdir (3). Virüslerden ticari olarak hazırlanan preparatlar özellikle Lepidoptera ve Hymenoptera'lara karşı uygulanmaktadır. Virüslerin son yıllarda Coleopter'lere de etkili oldukları bulunmuştur (9). Bitkisel ve hayvansal canlılar doğada birbirleri ile ilişki içindedirler. Bu ilişki özellikle beslenme yönünden önem taşır. Ya biri öbürünü yer veya onun sırtından geçinir. Bu noktadan hareketle biyolojik mücadele fikri ortaya çıkmıştır. Parazit olan canlıların olağanüstü çoğalmalarını önlemek veya populasyonlarını zararlı olma seviyesinin altına düşürmek amacı ile diğer canlıların kullanılmasına "Biyolojik Mücadele" adı verilir. Biyolojik mücadele, parazit olan canlıların bir başka canlı tarafından yok edilmesidir. Biyolojik mücadelede kullanılan canlılar genel olarak;
Burada ilgi alanımızdan dolayı böcek virüsleri ve biyolojik mücadele de kullanımı açıklanmaktadır. 1.6. Böcek Virüsleri Birçok virüsün böceklerin hastalanmasına neden olarak böcek afetlerini kontrol ettikleri bilinmektedir. Günümüzde yaklaşık 500 arthropod türünden 450'den fazla virüs tanımlanarak sınıflandırılmıştır. Virüsler bir çok böcek takımlarıyla bağlantılıdır. Bununla birlikte büyük bir kısmı Lepidoptera (%83), Hymenoptera (%10) ve Diptera (%4) takımlarında bulunmaktadır. Böcek virüsleri viral replikasyon alanları, nükleik asitlerinin ağırlığı, şekil, simetri, hastalık semptomları, kimyasallara duyarlılık ve seroloji gibi bir çok kriterler göz önüne alınarak altı grupta toplanmıştır. Bunlar nüklear polihedrozis, granülozis, sitoplazmik polihedrosiz, entomopox, iridescent ve densonükleozis virüsleridir. Drosophila CO2 virüsü de bunlara dahil edilmiştir. Sınıflandırılan virüslerin büyük bir kısmı Baculoviridae, Reoviridae, Poxviridae, Picornaviridae, Densoviridae, Rhabdoviridae, Orthamyxoviridae ve İridoviridae familyalarına aittir. Bunlardan Baculoviridae familyası üyeleri sadece arthropotlarda enfeksiyon oluşturmaları nedeniyle diğer virüslere oranla daha avantajlıdırlar (10). 1.6.1. Baculoviridae Baculovirüsler geniş bir virüs grubu olup özellikle böceklerde bulunurlar. Konakları sadece omurgasızlarla sınırlı olduğundan (insanlar için herhangi bir risk teşkil etmediklerinden), biyolojik kontrol ajanları olarak düşünülmektedirler. Dar konak spektrumuna sahip olduklarından sadece hedef organizmalara karşı etkili olurlar(11). Öte yandan baculovirüsler, genomları prokaryotik ve ökaryotik organizmalardan küçük olduklarından ve gen yapı ve organizasyonları bakımından bu organizmaların genomlarına kısmen benzerlik gösterdiklerinden, moleküler biyoloji ve rekombinat DNA çalışmaları için iyi bir model oluşturmaktadırlar. Ayrıca zirai mücadelede zararlı böceklere karşı iyi bir biyolojik kontrol ajanı olarak da kullanılmaktadırlar. Öte yandan, tıbbi ve endüstriyel açıdan önemli olan çeşitli prokaryotik, ökaryotik, viral ve fungal genlerin Baculovirüs Ekspresyon Vektör Sistemi (BEVS)'nde ekspresyonlarının mümkün olması bakımından bu virüsler, biyoteknolojide büyük önem arz etmektedir(12). Baculovirüslerin dünya çapında biyolojik kontrol ajanı olarak kullanılması ve bu özelliklerinin gün geçtikçe geliştirilmesi pek çok araştırma kurumunun ana hedeflerini oluşturmaktadır(11).
İntrasellüler virüsler, polihedra veya granula olarak isimlendirilen proteinik inklüzyon yapılar içerisine gömülürler. Baculovirüs familyası, inklüzyon yapıların şekillerine göre Nüklear polihedrozis virüs ve Granulozis virüs olmak üzere iki alt cinse ayrılır. Bu gruplandırma morfolojik, serolojik ve genetik bilgilere dayanarak yapılmaktadır. Autographa californica nüklear polihedrozis virüsü (AcNPV) , yonca tırtılı böceğinden ilk olarak izole edilmiş, nüklear polihedrozis cinsine ait olan ve en çok çalışılan örnek bir baculovirüs tipidir. Bu yüzden baculovirüs biyolojisi hakkındaki genel bilgiler, AcNPV ile sınırlandırılmıştır. Nüklear polihedrozis virüsleri (NPV) en iyi bilinen virüsler olup tanımlanmış arthropod virüslerinin %41'ini teşkil etmektedir. Nüklear polihedrozis virüsü, 1-18 nükleokapsidin bir zarf içerisine gömülmesiyle oluşur. Daha sonra bu zarfa sahip virüsler (virionlar) , polihedrin (28 kDa) olarak adlandırılan tek bir proteinden oluşmuş polihedral inklüzyon yapı (PIB) adındaki kristal benzeri cisimler içerisine gömülürler. AcNPV'nin replikasyonu enfekte edilen hücrelerin çekirdeklerinde olur. Bu işlem iki safhada cereyan eder. Birinci safhada, çekirdek içerisinde nükleokapsidler oluşur. Silindir şeklindeki nükleokapsidler, kapsid denilen tüp benzeri yapı içersinde DNA'yı içerir ve tüplerin iki ucunda taban ve kapak denilen yapılar bulunur. Oluşan nükleokapsidler daha sonra nükleus kanallarından geçerek sitoplazmaya ulaşır ve sonra tomurcuklanma yöntemiyle hücre zarından zarf kazanarak hücreden ayrılırlar. Bu zarflı virüsler (ekstrasellüler virüsler, BV) hücre kültüründe, hücreler arasında in vitro olarak enfeksiyon yapma özelliğine sahip, çomak şeklinde virüs formlarıdır. İkinci safhada ise, nükleus içerisinde üretilen nükleokapsidlerin bir kısmı de novo yöntemiyle zarf kazandıktan sonra, küp şeklindeki protein yapılar içerisine gömülerek PIB'leri oluştururlar. AcNPV'ye ait PIB'lerin büyüklükleri 0,5-1,5 μm arasındadır. Genel parçalarını protein matriks ve zarfın oluşturduğu PIB'ler, tabiatta virüs enfeksiyonunun larvadan larvaya taşınmasında rol oynayan virüs parçacıklarıdır. Bunlar in vitro enfeksiyon için gerekli değildir. NPV orjinine bakmaksızın bütün böcek hücrelerini enfekte eder ve ölüme neden olur. AcNPV'nin yapısal özellikleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. DNA'sının moleküler ağırlığı tespit edilmiş ve fiziki haritası çıkartılmıştır. Ayrıca, toplam genomuna ait nükleik asit sırası tayin edilmiş, birçok gene tekabül eden DNA zincirleri belirlenerek pek çok genin fonksiyonu aydınlatılmıştır. Tabiatta, inklüzyon yapılar besinle birlikte larva tarafından alınır. Orta bağırsakta inklüzyon yapılar çözülür ve bu yapılar içerisinde bulunan virüs parçacıkları orta bağırsak lümenine salınır. Virüs parçacıkları daha sonra özel bir reseptör tarafından tanınma neticesinde membran füzyonu yöntemiyle orta bağırsağın tek tabakalı silindirik hücrelerine geçer. Sitoplazmaya geçen nükleokapsidler, sitoplazmada bulunan F-aktin fiberleri vasıtasıyla sitoplazmadan replikasyon bölgesi olan nükleusa geçerler. Nükleusta virüs DNA'sı kapsid örtüden ayrılır. Bu işlem büyük ihtimalle DNA moleküllerine tutulu olan arginin bakımından zengin bir protein olan bazik proteininin fosforilasyonu neticesinde gerçekleşir. Nükleusta, viral DNA replikasyonu ve transkripsiyon işlemleri gerçekleşir. Replikasyonun başlamasından sonra (enfeksiyondan 8 saat sonra) nükleokapsid inşası oluşur. Bu işlem, yavru virüslerin, enfekte olmuş orta bağırsak hücrelerinin bazal kısmından hemolenf içerisine salınmasıyla sonuçlanır. Bu ekstrasellüler virüs parçacıkları, daha sonra reseptör bağımlı endasitozis yoluyla, hemositler, bağ dokusu hücreleri, yağ dokusu, trakeal elementler, kas hücreleri ve Malpighi tüpleri gibi hemolenfe dönük olan hücreleri enfekte ederler. Yeni enfekte olan hücrelerde, virüs parçacıkları endozomlar içerisine geçerler. Endozom içindeki düşük pH, ECV zarfında mevcut olan glikoprotein gp64'ü harekete geçirir. Bu glikoprotein membran füzyonunu katalizleyerek nükleokapsidlerin sitoplazmaya geçişini sağlar. Bundan sonra salınan nükleokapsidler, yeni bir replikasyon işlemini başlatırlar. Replikasyon işleminin ikinci basamağında (enfeksiyonları 12 saat sonra) virüs parçacıkları artık hemolenf içerisine salınmaz, bunun yerine primer ve sekonder olarak enfekte olmuş hücrelerin nükleuslarında yeni yapılan polihedralar içerisine gömülürler. Sonuç olarak, larva polihedra ile dolar, virüs tarafından sentezlenen kitinaz ve katepsinaz etkilerine yenik düşen larva ölür, böylece çok sayıda polihedra (108-109 / larva) çevreye salınmış olur (11). Granulozis virüsler de zararlı böceklerin kontrolünde büyük bir öneme sahiptir. Konağın yağ dokusu, trakeal veya epidermal hücrelerinin sitoplazmasında yada nükleusunda gelişen bu virüsler 200 x 400 nm boyutlarında oval şekilli inklüzyon yapıları, içinde genelde tek nadiren de çift olarak bulunurlar (10). 1.6.2. Entomopoxvirüsler 1963'den Vago tarafından yapılan ilk keşiflerinden sonra bir çok entomopoxvirüsler (EPVs) dört böcek ordosundan izole edilmişlerdir (Orthoptera, Hepidoptera, Coleoptera ve Diptera). Poxviridae familyası böcek poxvirüslerini içeren Entomopoxvirinae ve omurgalı poxvirüslerini içeren Chordopoxvirinae olmak üzere iki alt familyaya sahiptir. Entomopoxvirinae virüs morfolojisi, konak türü ve genom hacmi bakımından üç cinse bölünür. Genus A Coleoptera grubu virüsleri (örn. MmEPV), Genus B Lepidoptera ve Orthoptera grubu virüsleri (çekirgeler), Genus C ise Diptera grubu virüsleri içermektedir. 1.6.2.1. Virüs Yapısı A. Morfolojisi Entomopoxvirüs virionları morfolojik olarak omurgalı poxvirüslerine benzerlik gösterir. Virionlar oval şekilli, 150-470 nm uzunluğunda ve 165-300 nm genişliğindedir. DNA genomu virionun elektronca yoğun merkezinde bulunur. A genusu virüsler unilateral konkav bir kor'a sahiptirler. Genus B iki lateral yapı ile çevrili silindirik bir kor'a, C genusu ise bikonkav bir kor'a sahiptir. Virüs infeksiyonu süresince üç tip virüs üretilir. Gömülü olmayan intrasellüler virionlar (ICV), gömülü virionlar (OV) ve hücre yüzeyinden serbest kalan ekstrasellüler virionlar (ECV). Virüs ile enfekte olmuş bir hücrenin sahip olduğu bir karakter inklüzyon yapısını veya sferoidi oluşturan bir protein matriks içinde olgun ICV'lerin gömülü oluşudur.
Spindleler 1-15 μm boyunda, enfekte olmuş hücrelerin sitoplazmalarında veya bir spheroid içindeki virüs partikülleri ile birlikte görülebilirler. Spindleler bilateral simetrilidirler. Bu onları kolayca spheroidlerden ayırmayı sağlar. Spindlerin büyük polipeptid bileşeni fusolindir. Fusolin belli baculovirüs polihedralarda bulunan 37 kDa'luk glikoproteinlerle homoloji gösrerir. 1.6.2.2. Virüs Replikasyonu A. Patoloji EPV enfeksiyonu büyük oranda konak organizmaya bağımlıdır. Lepidoptera larvalarının enfeksiyonu hızlıdır, bu 1-3 hafta olabilir. Hastalık semptomları konaklar arasında farklılıklar gösterir. Örneğin; Estigmere acrea larvaları (AmEPV ile enfekte olmuş) enfeksiyonun geç safhalarına kadar küçük belirtiler gösterir. Hareket ve koordinizasyon kaybı gibi. Elasmopalpus ligosellus larvalarının ise renkleri kahverengiden kırmızıya döner. Hemolenfi spheroidlerin birikimi yüzünden beyazımsı-mavi bir renk alır. EPV'ler Orthoptera böcekleri olan ağustos böcekleri ve çekirgelerden izole edilmişlerdir. Baculovirüsler bu böceklerden elde edilemediği için bir potansiyel kontrol ajanı olabileceği düşünülmektedir. Locusta migratoria'dan izole edilen virüs çok önemlidir. Çünkü bu böcek Asya ve Afrika'da çok büyük zarara sebep olmaktadır. Virüsle enfekte olmuş böcekler larval büyümede ve gelişme oranında bir azalma gösterirler. Bir çok sinek türü EPV enfeksiyonuna karşı duyarlıdır. Enfeksiyondan sonra, yağ dokusu ve hemolefte artan inklüzyon yapılar vücut üzerinde beyaz noktalar oluşturur. EPV ilk olarak Vago tarafından 1963'de M. melolantha'dan izole edilmiştir. Bundan sonra bu virüs bir çok scarab (bok böceği) ve şeker kamışı böceğinden izole edilmiştir. Enfeksiyon periyodu çok uzundur (40 hafta kadar). İnfeksiyonun sonuna doğru, yağ dokusu ve hiperdermis'deki spheroid üretimi beyaz noktaların oluşmasına ve integümentin yumuşamasına neden olur. Enfeksiyon larva, pupa, ergin safhada belirlenmiştir.
Coleoptera böceklerin EPV enfeksiyonunda genelde spindle inklüzyon yapıları da oluşur. Fakat spindleler Lepidoptera enfeksiyonunda çok sık görünmez. Spindleler olgun virionlarla birlikte spheroide gömülürler. Virüs replikasyonunun ilk kısmı yağ dokusu hücrelerinin sitoplazması olmasına rağmen, gömülü olmayan virionlar ve inklüzyon yapılar aynı zamanda hemositler, hypodermis, epidermis, kas, trakeblast ve genital dokularda görülebilir. C. İn Vitro Replikasyon Siklusu Birkaç EPVs kültür şartlarında büyümeye adapte olduğu için onların replikasyonları hakkında hücresel ve moleküler seviyede az şey bilinmektedir. AmEPV iki üretken hücre suşunda enfeksiyon oluşturmaktadır.(E. acrea ve L. dispar) E. acrea hücreleri AmEPV ile enfekte edildiğinde olgun spheroidler görülmektedir. Son bir çalışmayla AmEPV'nin S.frogiperda'yada adapte olduğunu göstermiştir. Bombyx mori ve Pseudaletia seporata hücre suşları PsEPV için üretken oldukları belirlenmiştir. Ultra yapısal seviyede virüs enfekte olmuş hücrelerin görünüşü elektron mikroskobu kullanılarak çalışıldı. Genellikle hücre kültüründe görünen replikatif olaylar in vivo'da görünenlerle benzerdir. E. acrea hücreleri 12-24 saat sonra yuvarlaklaştı ve 48 saat sonra sitoplazma taneli hale dönüştü. Spheroid oluşumu 72 saat sonra gözlendi. 120 saat sonra ise çoğu hücre spheroid içermektedir. Viroplazma enfeksiyondan 24 saat sonra sitoplazmada gözlenmiştir. (Nükleusa yakın bir yerde) Bu yapı ilk olarak 1970'de Granados ve Roberts tarafından virüsle enfekte olmuş larval dokularda tanımlanmıştır. Bu bölge DNA'nın replike olduğu ve erken birleşme olaylarının olduğu bölgedir. 12-24 saat arasında hilal şekilli membranlar gözükürler. Bunlar olgunlaşmamış virüs partiküllerini oluşturmak için içleri viroplazmik materyalle dolar. Olgunlaşmamış virüs partikülleri 72 saate kadar mevcut olmasına rağmen daha çok olgun virüs partikülleri (ki bunlar karakteristik tanecikli yüzeyli dış membranları içerir) 48 saat sonra görülür. Olgun virionlar ya ekstrasellüler virüsler olarak hücreden ayrılır, ki bunların virüs transmisyonunda önemli olduğu düşünülür, ya da sitoplazmada intrasellüler olgun virionlar olarak kalırlar. İntrasellüler ya sitoplazmada serbest kalırlar ya da olgun spheroidleri oluşturmak için spheroidin parakristal matriks'ine gömülürler. Baculovirüslerle aradaki fark, ekstrasellüler virüsler nispeten infeksiyon siklusunun erken fazında yer alırlar ve gömülü formlardan daha önce oluşurlar. Ekstrasellüler ve gömülü virüslerin üretimi hücre kültüründe yaklaşık 60 saat sonra benzer zamanda oluşur. Yapılan araştırmalar AmEPV protein sentez modelini karakterize etmiş ve viral proteinleri iki sınıfa ayırmıştır. Erken proteinler infeksiyondan üç saat sonra, geç proteinler ise 12 saat sonra belirlenebilmektedir. Spheroidin sentezi ise en erken 15 saat sonra görülebilmekte ve bu sentez 72 saate kadar devam etmektedir. 1.6.2.3. Entomopoxvirüslerle Biyolojik Kontrol EPV'ler biyolojik kontrol ajanı olarak geliştirilmesi ve baculovirüslerin kullanımını tamamlaması açısından önemli bir potansiyele sahiptir. EPV'ler baculovirüslerin izole edildiği ordo sayısından daha fazlasından izole edilmişlerdir. Bu yüzden Lepidoptera, Orthoptera, Coleoptera ve Diptera'ya ait zararlıların kontrolü için önemli bir ajan olabilir. Bu böcek ordoları dünyanın tarımsal açıdan en önemli zararlılarını içerdiği için hem in vitro ve in vivo'daki replikasyonları hem de moleküler biyolojileri hakkında çalışmalar artmıştır. Ağustos böcekleri, çekirgeler ve sivrisinekler gibi önemli zararlıların kontrolü ancak bu ordolardan yapılacak yeni virüs izolatların belirlenmesine bağlıdır. Son 5 yılda bir çok yeni izolat çeşitli zararlılar için potansiyel kontrol ajanı olarak önerilmiştir. Bu zararlılar şunlardır: kabuk böceği (Ips typographus, Coleoptera), çekirgeler (Melonoplus sanguinipes) ve kakao zararlısı (Adoretus versutus) (13). 1.6.3. Reoviridae Biyolojik mücadelede pratik kullanım açısından önemli üçüncü grup olarak kabul edilen sitoplazmik polihedrozis virüsleri konak böcekte sadece orta bağırsak epitel hücrelerinin sitoplazmasında gelişir. Çift zincir RNA içeren 60 nm çapındaki küresel virionlar 0.5-15 μm çapındaki polihedral inklüzyon yapıları içinde tek olarak bulunurlar. Sitoplazmik polihedrozis virüs (CPV) ile gerçekleşmiş bir enfeksiyon her zaman ölümle sonuçlanmaz. Ancak, böyle durumlarda larval büyüme yavaşlar. Ergin ömrü azalır. 1.6.4. İridoviridae Zarfsız iridescent virüsler (IV)'in ilk çoğalma alanları konak böceğin yağ dokusu hücrelerinin sitoplazmasıdır. Enfekte ettikleri konak böceğin kuru ağırlığının % 25'ini teşkil edecek kadar çok miktarda çoğalabilirler. Canlı böcek içinde kendiliğinden kristalleşen virüsler karakteristik bir parlaklık oluştururlar. Ölü böcek iridescent mavi-yeşil renkte görünür. Bununla birlikte Aedes taeniachynchus sivrisinek iridescent virüsü turuncu ile kahverengi iridescent renklerini oluşturur. En az 32 tip IV hacim ve serolojik ilişkilerine dayanarak tanımlanmıştır (10). İridovirüsler (IVs) çift zincirli DNA genomuna sahip, geniş ikosahedral yapılı virüsler olup İridoviridae familyasına aittirler. Yaygın ikosahedral görünümlerinden, genomik özelliklerinden (ds DNA molekülü) ve virüs asemble işleminin sitoplazmik olması bakımından tüm ikosahedral sitoplazmik DNA virüsleri "İridovirüs" adı altında toplanırlar. Başlıca böceklerden olmak üzere çok çeşitli omurgasız ve bazı omurgalı konaklardan izole edilmişlerdir. Bu virüsler bazı zararlı böcekler üzerinde öldürücü hastalıklara neden olduklarından zirai bakımından öneme sahiptirler. Dolaysıyla biyolojik kontrol ajanı olarak düşünülebilirler. Omurgasızlardan izole edilen virüsler iki genusa ayrılmıştır. Bunlar 120 nm civarındaki küçük virüsler olup iridovirüsler genusuna dahil edilmiştir. Diğerleri ise daha büyük yaklaşık 180 nm civarındaki virüsler olup, bunlarda Chiloriridovirüsler grubuna dahil edilmiştir. Omurgalılardan izole edilenler ise üç genusa dahil edilmiştir. Amfibilerden izole edilenler, Ranavirüs genusuna, yassı balıklardan izole edilenler, Lymphocystivirüs genusuna dahil edilirken, omurgalılardan izole edilen virüslerin bir kısmı da American Swine Fever virüs grubuna dahil edilmiştir. Bu son genus ilk önceleri diğerlerinden farklı bir genus olarak bildirilmiş ancak daha sonra genomik organizasyonuna bağlı olarak bu genus İridoviridae familyasından çıkartılmıştır. İridovirüsler nükleopolihedrozis virüsler (NPVs), granulovirüsler (GVs), sitoplazmik polihedrovirüsler (CPVs) ve entomopoxvirüsler (EPVs)'den farklı olarak koruyucu bir protein matriks içine gömülü değildirler. Bunlar yapısal olarak komplekstirler ve genomik organizasyonları, yapıları ve replikasyon mekanizmaları yönünden karakteristik özellikler gösterirler. İridovirüs konakları, yaygın olarak toprak veya yaprak döküntüleri gibi sulu veya nemli habitatlarda bulunurlar. Coğrafik olarak IV'ler geniş bir dağılım gösterirler. İlk IV Büyük Biritanya'da, Tipula palludosa adı verilen Diptera'lara ait bir böceğin larvasında tespit edilmiştir. Bunun ardından IV enfeksiyonunun tespit edildiği 73 çeşit konak bildirilmiştir. Bunların çoğunluğu sırayla Diptera (40 sp), Coleoptera (8 sp) ve Lepidoptera (7 sp) ordolarına ait böceklerde tespit edilmiştir. Diptera'ya ait konakların çoğu sivrisineklere aittir. Aynı zamanda IV ile enfekte olan böcek olmayan konaklarda mevcuttur. Böcek iridescent virüsleri için model tip, Chilo iridescent virüs (CIV)'dir. CIV tarafından ağır bir şekilde enfekte olmuş larvalarda mavi yeşil bir renk oluştuğu için bunlara gökkuşağı gibi parlayan anlamında iridovirüs adı verilmiştir. Bu renk oluşumu virionların parakristal düzenlerinden kaynaklanmaktadır. İridovirüsler kompleks sitoplazmik DNA virüsleridirler. Genomları AT bakımından zengin, lineer ds DNA molekülü (200 kb civarında )'dür. Chilo iridescent virüs (CIV) ilk olarak pirinç köklerini delen Chilo suppresalis böceğinden izole edilmiştir. Aynı zamanda böcek iridescent virüsü tip 6 olarak da bilinir. Bu virüsün zirai mücadelede kullanılabilme özelliğinin yanı sıra,insanlarda patojen olan çift zincir DNA'lı virüslere (SV40, HSV, Vaccinia, Poxvirüs vs.) benzer olmaları bakımından da oldukça büyük önem teşkil ederler. Bu özellikler sayesinde insanlarda hastalık yapabilen virüslerin replikasyonlarının anlaşılması açısından bir model olarak kullanılabilirler. Şimdiye kadar yapılan çalışmalarda CIV'nin, oldukça tahrip edici bir pamuk zararlısı olan, pamuk kozalak kurdu Anthonomus grandis üzerinde enfeksiyon gücünün olduğu tespit edilmiş. Hücre kültüründe yapılan çalışmalarda konak gen ekspresyonunun CIV ile enfekte olmuş Anthonomus grandis hücrelerinde (BRL-AG-3A) inhibe edildiği gözlenmiştir. Yine bu virüsün Spruce budworm hücrelerinde (IPRI-CF124T) konak gen ekspresyonunu güçlü bir şekilde inhibe ettiği tespit edilmiştir (14). 1.6.5. Picornaviridae Tek zincir RNA virüslerinden olan bu grup 22-30 nm çapında küresel virüs partiküllerine sahiptir. Bu familyanın en iyi tanımlanmış üç üyesi cırcır böceği virüsü, Drosophila C ve Gonometa virüsüdür. Yeterli TEM çalışmaları yoktur. En temel ayırt edici özelliği aside karşı dayanıklılığı ile bütünleştirilmiş üç büyük ve iki küçük polipeptitlerin varlığıdır. 1.6.6. Nodaviridae Nodavirüsler yaklaşık 29 nm çapındaki virionlar ile tek zincir RNA içerirler. İki RNA segmentine sahiptirler. Bunlar hakkında daha ayrıntılı bilgi Japonya'da sivrisineklerden izole edilmiş Nodamura virüsten elde edilmiştir. Nodavirüsler morfolojik olarak Picornavirüsleri andırırlar. Bu yüzden elektron mikroskobu ile ayrılmaları zordur. 1.6.7. Ascoviridae Zarfsız çift zincir DNA virüslerinin alışılmamış bir grubu olan bu grup enfekte edilmiş hücre çekirdeği bozulduğunda oluşturulan virion ile dolu vesiküllere dayanılarak isimlendirilmektedir. Virionlar kompleks bir yapı ile geniş bir hacme sahiptir.(130 x 400 nm) Bunlar sadece Lepidoptera'nın Noctuidae familyasından izole edilmiştir. 1.6.8. Parvoviridae Bu familya 19-24 nm oranlarındaki virionlar içine paketlenmiş tek zincir DNA virüslerinden oluşur. Tipik cinsi Densovirüs olup Densonucleosis virüs (DNV)'e genel ismini verir. Virion morfolojisine ve enfeksiyon semptomlarına dayanılarak bu familya Tip 1 (şiddetli enfeksiyon, bağırsak dışındaki tüm dokuların enfeksiyonu ile hızlı ölüm) ve Tip 2 (kronik enfeksiyon ve sadece bağırsağın enfeksiyonu ile nispeten yavaş ölüm) olmak üzere ikiye ayrılır. 1.6.9. Birnaviridae Bu familya Diptera'da Drosophila melanogaster 'den izole edilmiş olan Drosophila x virüsü ile simgelenir. Virionlar 7 x 62 nm ebatlarında olup ikosahedral şekillidir. Çift zincir RNA'ya sahip zarfsız virüslerdir. 1.6.10. Caliciviridae İlk olarak portakal kurdu Amyelois transitella'dan izole edilmiştir. Tek zincir RNA içerirler. Virionlar calicivirüslerin tipik özelliği olan karakteristik küpe benzer morfolojiye sahiptir. Partiküller 28 nm çapındadır. 1.6.11. Polydnaviridae Bu familyanın üyeleri parazitik Hymenoptera'nın calyx sıvısında geniş oranda replike olurlar. Bu familyanın temel özelliği ismine de yansıdığı gibi, polidipersed süper helikal çift zincir DNA varlığıdır. Oval virüs partiküller 150 x 350 nm'den daha büyüktür. 1.6.12. Rhabdoviridae Tek zincir RNA virüsü olan bu familyanın en iyi çalışılmış üyesi Drosophila Sigma virüsüdür. Bu virüs çubuk şekilli 75 x 200 nm ebatlarında virüs partiküllerine sahiptir. 1.6.13. Tetraviridae Tetraviridae 35-38 nm çaplarında ikosahedral virionlara karşı tek zincir RNA içeren familyadır. En iyi tanımlanmış olanı Nudaurelia β virüsüdür. Bu virüs Nudaurelia cytherea capensis (Lepidoptera, Saturnidae)'den izole edilmiştir. 1.6.14. Diğer Zarfsız Virüsler Diğer tek zincir familyaları Togaviridae (60-65 nm çapında virionlara sahip), Flaviviridae (35-45 nm çapında) ve Bunyaviridae (90-100 nm çapında)'dır(10). 1.7. Virüslerin Biyolojik Mücadeledeki Önemi Modern ziraatta böcek zararlılarını kontrol etmek için, geniş sayıda çeşitli insektisidler kullanılmaktadır. Bunların çoğu kimyasal olarak sentezlenmektedir. Bununla birlikte, kimyasal insektisidlerin zararlı etkileri iyice tanımlanmıştır. Yoğun çalışmalar virüslerin bazı gruplarının güvenilir ve etkili bir biyolojik pest kontrol ajanı olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Bu sistem, halkın uygun ziraatla uyumlu, daha seçici, etkili ve güvenilir pestisidleri arzu etmelerinden dolayı çok sayıda endüstri tarafından hala desteklenmektedir. Virüs gruplarından üzerinde en çok çalışılanlar Baculovirüslerdir. Baculovirüsler, konakları arthropodlarla sınırlı olduğundan ve pek çoğu Lepidoptera grubuna ait zararlı böcek larvalarını enfekte ettiklerinden dolayı pest kontrol ajanı olarak diğer virüslerden daha çok tercih edilmektedirler. Baculovirüslerin böcek kontrolü için kullanılması, özellikle insan ve diğer omurgalıları enfekte etme riskini taşımamasından dolayıdır. Baculovirüsler kimyasal alternatiflerine ve diğer biyolojik kontrol ajanlarına oranla pek çok avantajlara sahiptirler. Öte yandan, virüsler genomları prokaryotik ve ökaryotik organizmaların genomlarına benzerlik göstermelerinden dolayı moleküler biyoloji ve rekombinant DNA teknolojisi çalışmaları için bir model oluşturmaktadırlar. Bununla birlikte, tıbbi ve endüstriyel açıdan önemli olan prokaryotik, ökaryotik veya viral genlerin eksprasyonunun bu sistemde mümkün olması bakımından, biyoteknolojide büyük önem arz etmektedirler (11).
Virüsler, böcek ve akarların toplam 500'e yakın türünden izole edilmişlerdir. Son yıllarda bazı böcek virüsleri bitkiler ve orman zararlılarına karşı mücadelede kullanılmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nde en az üç baculovirüs arazide kullanılmak üzere ticari olarak üretilmektedir. Üretilen tüm virüslerin teşhisi, aktivitesi, memelilere karşı toksitesi ve patojenitesi araştırılmaktadır (3). Virüsler, genellikle mekanik olarak bir konukçudan diğerine yumurta koymak suretiyle nakledilirler. Çiğneyici ağız parçalarına sahip böcekler özellikle yaprak yiyenler, virüs enfeksiyonlarına daha hassastırlar. Bu hususta yaprak yiyen Lepidoptera tırtıllarıyla Hymenoptera'nın yalancı tırtılları fazla zarar görürler. Bu virüsler genellikle 2-3 yılda bir meydana çıkan epidemilerde çoğalarak bir çok larvayı öldürür ve böylece böcek afetini ortadan kaldırırlar. Virüs hastalıkları hakkındaki ilk bilgimiz 1889 yılında Avrupa'da Lymantria monacha (L) (Lepidoptera, Lymantriidae) Wipfel hastalığının bulunması üzerine yapılan çalışmalarla başlamıştır. Daha sonra 1907'de, aynı tip bir hastalık Amerika Birleşik Devletleri'nin New England eyaletinde Lymantria dispar L. (Lepidoptera, Lymantriidae) populasyonu üzerinde müşahade edilmiştir. Ölen larvaların solgun bir görünümde olması nedeniyle buna "solgun hastalığı" adı verilmiştir (16). Solgun hastalığında, virüs alınan gıda ile böcek vücuduna ulaşır. Virüs vücuda yerleşince genellikle kan hücrelerini ve bazı dokuları öldürür. Hasta larva önce uyuşuk bir durum alır ve sonra yemesine son verir. Ölmeden önce, ağacın tepesine tırmanır ve arka bacaklarına asılı olarak ölür. Dokuları koyulaşır, ayrışır ve vücutları sıvı haline geçer. Nihayet, küçük parçalara ayrılır ve ağaçta kurur (17). Virüslerin zararlı böceklerle mücadelede kullanılması, Amerika Birleşik Devletleri'nde 1976 yılına kadar deneme döneminde idi. Sonra Çevre Koruma Dairesi Orgyia pseudotsugata (McDunn) (Lepidoptera, Lymantriidae) larvalarına karşı Baculovirüs cinsinin bir Nükleopolihedrozis Virüs (NPV)'ünü kullanma iznini aldı. Böylece bu virüs hakkındaki uygulama yöntemleri, çevre ve insan sağlığının korunması, kalıntı miktarı gibi hususlar üzerinde yoğun çalışmalar başlamış bulunmaktadır. NPV ile Lymantria dispar'a karşı mücadele etmek için 1978'de izin alınmıştır (16). Böcek virüslerinin etkinliği, hasta tırtılların ezilmesi ile hazırlanan süspansiyonun zararlıya püskürtülmesi ile yapılan laboratuar çalışmaları ya da saha denemeleri şeklindedir. Örneğin; Amerika Birleşik Devletleri'nde yoncalarda zararlı Colias sp (Lep) adlı tırtıllara karşı, Polihedrozis virüs hastalığı etkisiyle ölmüş tırtılları ezerek hazırlanan süspansiyon püskürtülerek biyolojik mücadele yürütülmektedir. Ancak bu süspansiyonlarda Polihedrozis virüslerin bazıları ticari bir preparat olarak bazı ülkelerde kullanım halindedir (15). Mesela; Amerika Birleşik Devletleri'nde "Polyvirocide" adı ile virüs preparatları satışa sunulmuştur (17). Fakat çoğunun konukçuya özelleşme gösterdiği bu entomopatojen virüslerin çevredeki durumu ve meydana getirebileceği yan etkileri henüz tam olarak belirlenmemiş olması nedeniyle, daha fazla çalışmalara gerek duyulmaktadır (15). Böcek virüslerinden baculovirüsler, çok spesifik olmalarından ve bitki ile omurgalıları enfekte etmediklerinden dolayı son zamanlarda zararlı böceklerin kontrolü için virüsler arasında en çok tercih edilenidir. Şimdiye kadar, baculovirüslere karşı herhangi bir dirençliliğe rastlanılmamıştır ve moleküler genetiği detaylı bir şekilde çalışılmıştır. Ayrıca, bu çalışmalar baculovirüslerin genomlarının değiştirilmesine imkan vermiş, yabancı gen eksprasyonu için kullanılmasına ve insektisidal özelliklerin geliştirilmesine yol açmıştır. Dünyada hızla artan hastalıklara karşı kullanılacak ilaçların keşfi ve geliştirilmesinde, besin maddesi olarak ihtiyaç duyulan bazı proteinlerin üretilmesinde çeşitli genlerin moleküler karakterizasyonunda bilim adamları, günümüzde oldukça geçerli olan ve etkili sonuçların alındığı biyoteknolojik çalışmalara başvurmaktadırlar. Bu alanda yapılan çalışmalarda, özellikle Baculovirüs Ekspresyon Vektör Sistemi (BEVS)'nin kullanılması sayesinde, yeryüzünde baş gösteren ve insanlığı olumsuz yönde etkileyen bir çok hastalığa karşı üretilen özel ve etkili proteinlerle, ilaç hammaddesi eksikliklerinin giderilmesinde ve çeşitli organizmalara ait genlerin karakterizasyonunda önemli mesafeler alınmıştır(12). Tabiatta baculovirüsler, duyarlı böcek populasyonlarının azalmasına sebep olur. Bu ilk olarak 1911'de Reiff tarafından ağaç güvesi hastalığının (bir baculovirüs enfeksiyonu), bir kontrol mekanizması olarak kullanılabileceğini tavsiye etmesiyle başlamıştır. Bu özellik geliştirilerek, baculovirüsler tabii zararlı böcek kontrol ajanı olarak kabul edildiler ve günümüzde bunlar zararlı böceklere karşı kullanılmaktadırlar. Bunların 32 tanesi Lepidoptera, 6 tanesi Hymenoptera ve bir tanesi de Coleoptera tarafından oluşturulan pestlerdir. Bunlardan on altı tanesi ormancılıkta zararlı olurken otuz üç tanesi ziraatta zararlı olmaktadır. Baculovirüsler biyolojik mücadelede bazı dezavantajlara sahiptir. Yaban tip virüsün enfeksiyonu yavaştır. İkinci olarak, baculovirüsler yüksek seçiciliklerinden dolayı ticari potansiyeli az olmakta ve dolayısıyla pestisıd olarak kullanılması, çevresel olarak çok zararlı olan alternatiflerine göre pahalıya mal olmaktadır. Üçüncü olarak, yaşlı larvalar genç larvalardan daha az duyarlıdırlar ve böylece, sadece genç larvalar etkili olarak kontrol edilebilmektedirler. Son olarak, baculovirüsler, çevrede uzun süre kalamaz. Ultra viole ışığı tarafından hızla inaktive edilirler (11). Baculovirüslerin Biyolojik Mücadeledeki Etkisinin Gen Mühendisliği Yöntemiyle Geliştirilmesi Çeşitli genetik mühendisliği yöntemlerinin uygulanmasıyla virüslerden baculovirüslerin enfeksiyonunun kısa süre içerisinde meydana gelebilmesi, insektisidal etkilerinin geliştirilmesi ve konak spektrumunun genişletilmesi mümkündür. Böcek, enfeksiyon başladıktan sonra, birkaç günden, birkaç haftaya varan uzun bir süre sonunda ölür. Standart enfeksiyonel hastalık kriteri olarak, günler veya haftalar içindeki ölüm, yavaş olarak düşünülmez. Bununla birlikte, enfekte olmuş böcekler, birkaç gün içerisinde büyük oranda bitki materyalini tüketerek, ürün üzerinde önemli hasarlara yol açarlar. İyi beslenen bir konak, enfekte olduğu zaman, virüs yarışı kazanır. Böcek virüsle dolmaya başlar. Neticede, bir böcek, 200 milyon virüs veya yaklaşık 100 milyon larvayı enfekte edebilecek viral inklüzyonlar üretebilir. Kısa sürede ölüm, az sayıda virüs üretimine yol açmaktadır, bu yüzden kısa sürede öldüren virüs, dezavantaj olarak düşünülebilir. Baculovirüs ekspresyon vektör teknolojisi, AcNPV'nin öldürme kapasitesine, böcek için spesifik toksinler (örneğin;Bacillus thuringiensis toksini), hormonlar ve hormonları ayarlayan enzimleri kodlayan genler virüs genomuna dahil ederek geliştirmektedir. Önemli gelişmeler virüs konağı ile olan organizmal ve hücresel seviyedeki interaksiyonların anlaşılmasıyla böcek orta bağırsağının primer enfeksiyonu ile başladığı, daha sonra solunum sisteminin virüsün ana güzergahı olduğu tespit edilmiştir. Böylece, enfeksiyon hedefinin değiştirilmesiyle virüsün etkisinin kısa sürede oluşması sağlanabilecektir. Baculovirüsün konak spektrumunun dar olması, bunların kullanımını ekonomik açıdan önemli ölçüde etkilemektedir. Maliyetinin düşürülmesi için, aynı virüsün birden fazla zararlı böcek için kullanılması arzu edilmektedir. Virüsün konak spektrumunun genişletilmesi ise, çeşitli zararlı böcekler için seçici olan viral genlerin belirlenerek bunlardan istifade edilmesi neticesinde yeni rekombinant virüslerin inşa edilmesi ile mümkün olacaktır. Bu yüzden, baculovirüsün çeşitli konaklar içerisindeki seçiciliğini belirleyen moleküler mekanizmaların tespit edilmesi gerekmektedir. Bu alanda önemli mesafeler kat edilmesine rağmen şu ana kadar konak spektrumu genişletilmiş bir rekombinant virüs geliştirilmemiştir (11). 3. KAYNAKLAR
Yüklə 115,5 Kb. Dostları ilə paylaş:
|