Evolution of metal resistance to copper in the red flour beetle Tribolium castaneum after multi-generational exposure to this metal

master
dc.abstract.enThe aim of this research was to assess if the multigenerational exposure of the red flour beetle Tribolium castaneum to high concentrations of copper in their medium leads to the development of resistance to this metal. For this purpose, T. castaneum from two line types were used: one were cultured in uncontaminated medium consisting of flour and yeast (Cu0) and the second were cultured in similar medium but contaminated with 1000 mg/kg of Cu (Cu1000). The beetles from both line types were then exposed to the different Cu concentrations in the medium ranging from 0 mg/kg to 12000 mg/kg. The beetles were cultivated either in Cu0 or Cu1000 mediums through 82 generations, after which they were used to establish next generations (F1 and F2), but this time the culture was carried out in the Cu0 medium only, regardless of the line type from which the parental generation (P) originated. Beetles from the most numerous lines of both types in all three generations (P, F1 and F2) were used for ecotoxicological test with different Cu concentrations to calculate LC50 values. The LC50s were calculated for different exposure times (10, 14, 17 and 21 days), but not longer than the time of emergence of adults of the next generation. Two-way analysis of variance (ANOVA) was used to assess the effect of line types (Cu0 and Cu1000) and days for which LC50 was calculated, as well as their interactions on the LC50 values for each generation (P, F1, F2) separately. Time-toxicity relationship for exposure to copper was also assessed by calculating LC50 at infinity (LC50inf)For each generation (P, F1 and F2), there was significant effect of the line type (p≤0.02) and day (p≤0.0001) on the LC50 values, however no significant interaction was found. In each generation, LC50 was significantly lower for Cu0 lines in comparison to Cu1000 lines, which suggest the increased resistance to Cu inn Cu1000 beetles. The LC50 values were decreased with time of exposure and LC50inf values were from 4196 mg/kg to 5247 mg/kg with significant differences between lie type in the generation F2, for which LC50inf for Cu0 lines was 4472 mg/kg and for Cu1000 lines - 5247 mg/kg. To conclude, the obtained results prove that multigenerational exposure of T. castaneum to Cu leads to the development of resistance to this metal as a result of genetic adaptation, but further research is needed to determine the mechanism behind this adaptation.pl
dc.abstract.plCelem niniejszej pracy było zbadanie czy wielopokoleniowa ekspozycja trojszyka gryzącego Tribolium castaneum na wysokie stężenia miedzi w pożywce prowadzi do wykształcenia odporności na ten metal.Odporność T. castaneum na Cu została zbadana poprzez narażenie chrząszczy pochodzących z dwóch typów linii - kontrolnych, które stanowiły chrząszcze hodowane na pożywce z mąki i drożdży i bez dodatku miedzi (Cu0) oraz linii hodowanych w analogicznej pożywce, ale z dodatkiem miedzi w stężeniu 1000 mg/kg (Cu1000) na szereg stężeń miedzi (od 0 do 12000 mg/kg). Chrząszcze hodowane były na pożywkach Cu0 i Cu1000 przez 81 pokoleń. Następnie osobniki dorosłe z 82 pokolenia pochodzące z obu typów linii przeznaczono na hodowlę kolejnych pokoleń (F1 i F2), przy czym hodowle te były prowadzone w pożywce Cu0 niezależnie od tego z którego typu linii pochodziły osobniki rodzicielskie (P) Na osobnikach z najliczniejszych kilku linii obu typów, w każdym pokoleniu (P, F1 i F2) wykonano test narażenia na szereg stężeń Cu w pożywce i wyliczono wartości LC50. LC50 liczono po różnym czasie narażenia (10, 14, 17, i 21 dni), nie dłuższym jednak niż czas pojawienia się osobników dorosłych następnego pokolenia. Przy pomocy dwuczynnikowej analizy wariancji przeprowadzonej dla każdego pokolenia osobno sprawdzono wpływ typu linii, dnia dla którego wyliczono LC50, oraz interakcji między tymi czynnikami na wartość LC50. Sprawdzono także zależność toksyczności miedzi od czasu dla ekspozycji na miedź i wyliczono LC50 w nieskończoności (LC50inf). W każdym z badanego pokolenia, stwierdzono istotny statystycznie wpływ typu linii (p≤0.02) oraz dnia (p≤0.0001) na wartość LC50 nie stwierdzono natomiast istotnie statystycznej interakcji. W każdym pokoleniu LC50 było istotnie niższe dla linii Cu0 niż Cu1000, co świadczy o zwiększonej odporności na Cu u chrząszczy Cu1000. Wartości LC50 malały wraz z czasem trwania narażenia a wyznaczone LC50inf wyniosło od 4196 mg/kg do 5247 mg/kg z istotnymi różnicami pomiędzy typem linii dla pokolenia F2, gdzie dla LC50inf dla Cu0 wyniosło 4472 mg/kg a dla Cu1000 5247 mg/kg. Uzyskane wyniki dowiodły, że wielopokoleniowa ekspozycja T. castaneum na Cu prowadzi do wykształcenia u nich adaptacji do skażenia tym metalem, dokładnie określenie mechanizmów stojących za tą adaptacji wymagają dalszych badań.pl
dc.affiliationWydział Chemiipl
dc.areaobszar nauk ścisłychpl
dc.areaobszar nauk przyrodniczychpl
dc.contributor.advisorBednarska, Agnieszka - 127275 pl
dc.contributor.authorSzlachtowski, Damianpl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WC3pl
dc.contributor.reviewerBednarska, Agnieszka - 127275 pl
dc.contributor.reviewerŚwiergosz-Kowalewska, Renata - 132353 pl
dc.date.accessioned2020-10-20T18:47:33Z
dc.date.available2020-10-20T18:47:33Z
dc.date.submitted2020-10-13pl
dc.fieldofstudychemia środowiskapl
dc.identifier.apddiploma-138226-214170pl
dc.identifier.projectAPD / Opl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/248786
dc.languageengpl
dc.subject.enTribolium castaneum, red flour beetle, exposure to heavy metals, copper, LC50pl
dc.subject.plTribolium castaneum, trojszyk gryzący, ekspozycja na metale ciężkie, miedź, LC50pl
dc.titleEvolution of metal resistance to copper in the red flour beetle Tribolium castaneum after multi-generational exposure to this metalpl
dc.title.alternativeEwolucja odporności na miedź u trojszyka gryzącego Tribolium castaneum po wielopokoleniowej ekspozycji na ten metalpl
dc.typemasterpl
dspace.entity.typePublication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
0
Views per month

No access

No Thumbnail Available