Kök bakterilerinin domates fusarium kök ve kök boğazı çürüklüğüne (FORL) ve bitki gelişimine etkisinin etilen ile düzenlenen gen ekspresyonu açısından incelenmesi
The assessment of changes in etyhlene regulated gene expression for tomato growth enhancement and fusarium crown and root rot (FORL) disease protection by rhizobacteria
Yazar: MÜGE ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. AYŞE GÜL ; YRD. DOÇ. BİRSEN ÇAKIR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı, ülkemiz seralarında önemli bir sorun olan FORL (Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici)'a duyarlı Kardelen F1 ve FORL'a dayanıklı Bandita F1 domates çeşitlerinde, domates seralarından izole edilen yerel kök bakterisi izolatlarının bitki gelişimi ve FORL'a etkisinin saptanması ve bu etkinin moleküler düzeyde incelenmesidir. Bitki yetiştiriciliği büyüme odasında 24°C gündüz ve 20°C gece sıcaklık rejiminde, gündüz ve gece koşulları 16 saat aydınlık ve 8 saat karanlık olacak şekilde üç aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada in vitro testlere göre seçilen 10 kök bakterisi ve 27.2 nolu FORL izolatı test edilmiştir ve yapılan değerlendirmede domates bitkilerinin gelişimini arttırmada etkili olduğu saptanan iki kök bakterisi (TR2/1: Pseudomonas fluorescens biovar 3 ve TR18/1: Pseudomonas fluorescens) ve Fusarium kök ve kök boğazı çürüklüğüne karşı dayanımını arttırmada etkili olduğu saptanan iki kök bakterisi (TR 21/1: Pseudomonas putida ve 14/1y:Pseudomonas fluorescens bv5) seçilmiştir. İkinci aşama testlerde seçilen bu bakteri izolatları ile iki farklı FORL izolatı (27.2 ve usaFORL) kullanılmış ve bitki gelişimini arttırma etkisi (TR2/1) ile Fusarium kök ve kök boğazı çürüklüğüne karşı dayanımını arttırma etkisi (TR 21/1) bakımından ön plana çıkan iki kök bakterisinin etkisi üçüncü aşama testler için seçilmiştir. Kök bakterilerinin etki mekanizmaları moleküler testler ile aydınlatılmaya çalışılmış ve bu amaçla ekspresyonu etilen ile düzenlenen domates ACO1 (LEACO1) geninin ifade profilleri RT-PCR (Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction) yöntemiyle incelenmiştir. İkinci aşama testlerde virülensi daha yüksek olan usaFORL izolatına karşı hastalığı engelleyici en fazla etkiyi TR21/1 bakterisinin gerçekleştirdiği ve bu izolatın hastalık belirtilerini % 37.5 oranında engellediği saptanmıştır. Moleküler testler sonucunda TR21/1+27.2 ve TR21/1+usaFORL uygulamaları ACO1 gen ekspresyonunu tek başına PGPR ve FORL uygulanan ve kontrol bitkilerine oranla arttırdığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar PGPR+FORL uygulamasının etilen biyosentezi üzerine ACO1 geni ekspresyonu aracılığıyla olumlu etkisi olduğunu ve bu etkinin bitkinin hastalıklara karşı dayanımını arttırmada önemli olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Crown and root rot of tomato caused by Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici (FORL) is a common disease in commercial greenhouses in Turkey. The aim of this study is to investigate the effect of native strains rhizobacteria isolated from greenhouses on plant growth and biocontrol against to FORL by in vivo tests and molecular analysis. As plant material, one resistant (Bandita F1) and one sensitive (Kardelen F1) tomato varieties against FORL were used. The research study composed of 3 steps, the first two experiments were carried out in plant growth chamber at 24 °C day and 20 °C and night temperature regime, day and night conditions were set 16 hours light and 8 hours dark. In the first step, 10 rhizobacteria were tested and one FORL isolate (27.2) was used. According to results of this experiment, 4 rhizobacteria were selected. TR 2/1 (Pseudomonas fluorescens bv3) and TR18/1 (Pseudomonas fluorescens) were selected for their growth promoting effects and TR 21/1 (TR 21/1: Pseudomonas putida) and 14/1y (Pseudomonas fluorescens bv5) were selected for their ability of bilogical control of FORL. In the second experiment, these selected rhizobacteria were tested with two FORL isolates (27.2 and usaFORL). For molecular analysis, TR2/1 and TR 21/1 were used, and to explain the effects of PGPR in molecular level, we determined ACO1 (LEACO1; regulated by ethylene) gene expression profiles by RT-PCR method. In the second in vivo experiment, it was found that TR21/1 was the most effective to prevent FORL with 37.5% disease symptom inhibition rate. TR21/1+27.2 and TR21/1+usaFORL applications were increased the ACO1 gene expression compared to control and only PGPR or FORL inoculated plants. The results of the study showed that PGPR and FORL applications have positive effects on ethylene biosynthesis mediation with ACO1 gene expression and this effect can be important in enhancing plant resistance against diseases.