Elmada fosfor çözündürücü bakterilerin fidan gelişimine ve fosfor taşıyıcı SPX gen ailesinin ekspresyonuna etkileri
Effects of phosphorus solubilizing bacteria on nursery tree growth and expression of phosphorus transporter SPX gene family in apples
Yazar: MEHMET KURAL
Danışman: DOÇ. DR. ERSİN ATAY ; DOÇ. DR. SELMAN ULUIŞIK
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sürdürülebilir Tarım Gıda Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Çalışmada fosfor çözündürücü bakteriler yardımıyla kimyasal fosfor kullanım oranı azaltılarak kaliteli elma fidanı üretilip üretilemeyeceğinin test edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada ayrıca, hangi uygulama veya uygulamaların fidan kalitesini en etkili şekilde artırdığını belirlemek amaçlanmıştır. Buna ilaveten, elmalarda fosfor taşınımında çok önemli roller oynayan SPX gen ailesinin tanımlanması ve karakterize edilmesi amaçlamıştır. Çalışma Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesinde yürütülmüştür. Bitkisel materyal olarak M.9 anaçlı 'Granny Smith' elma çeşidi kullanılmıştır. Kimyasal fosforlu gübre dozu ve fosfor çözündürücü bir bakteri olan Bacillus megaterium kullanımına odaklanılarak toplamda 5 farklı uygulama ele almıştır ((1) %100P (toprak analizine göre fosfor gübrelemesi), (2) %50P (Toprak analizinde tavsiye edilen fosforun yarısı), (3) %50P+fosfor çözündürücü bakteri (PGPR), (4) %0P ve (5) %0+PGPR). %50P+PGPR uygulamasında diğer uygulamalara kıyasla nispeten daha yüksek yaprak fosfor içeriği (%±standart sapma) (0.1631±0.0156) tespit edilmiştir. Fidan boyu ve toplam yaprak alanı bakımından %100P uygulaması ön plana çıkmıştır. Çalışmada beş farklı kromozoma dağılmış yedi adet MdSPX (Malus domestica SPX) domaini içeren gen tanımlanmıştır. Farklı bitki türlerine ait 72 SPX proteini ile yapılan filogenetik ağaç analizinde yedi farklı alt aile tespit edilmiştir. Yaprak dokularında tespit edilen bu yedi MdSPX geninin RT-qPCR ile farklı fosfor uygulamaları altında ifadeleri ölçülmüştür. Analiz sonucuna göre %50P+PGPR uygulamasında MdSPX2'nin yaprakta artan fosfor miktarına zıt olarak önemli seviyede azaldığı tespit edilmiştir. Buna göre, MdSPX2 elmada ileride fosfor metabolizmasının anlaşılması ve fonksiyonel karakterizasyon çalışmaları için uygun aday olarak belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: bacillus megaterium, fosfor noksanlığı, malus domestica, elma

Abstract:
In this study, the aim was to test whether high-quality apple nursery trees could be produced by reducing the chemical phosphorus usage rate with the help of phosphorus solubilizing bacteria. Additionally, the study aimed to determine which treatment or treatments most effectively enhance nursery tree quality. Furthermore, the study sought to identify and characterize the SPX gene family, which plays crucial roles in phosphorus transport in apples. The study was conducted at Burdur Mehmet Akif Ersoy University, using the 'Granny Smith' apple cultivar grafted onto M.9 rootstock as the plant material. Five different treatments focusing on the chemical phosphorus fertilizer dose and the use of Bacillus megaterium, a phosphorus solubilizing bacteria, were examined, including (1) 100%P (phosphorus fertilization according to soil analysis), (2) 50%P (half of the phosphorus recommended in soil analysis), (3) 50%P with phosphorus-solubilizing bacteria (PGPR), (4) 0%P, and (5) 0%P with PGPR. The 50%P+PGPR treatment showed a relatively higher leaf phosphorus content (%±standard deviation) of 0.1631±0.0156 compared to other treatments. On the other hand, the 100%P treatment exhibited better results in terms of tree height and total leaf area. In the study, genes containing seven MdSPX (Malus domestica SPX) domains, distributed across five different chromosomes, were identified. Additionally, the phylogenetic tree analysis identified seven different subfamilies with 72 SPX proteins from various plant species. The expressions of these seven MdSPX genes were measured in leaf tissues using RT-qPCR under different phosphorus treatments. Notably, the analysis revealed a significant decrease in MdSPX2 expression in the 50%P+PGPR treatment, despite an increased amount of phosphorus in the leaf. Consequently, MdSPX2 has been identified as a promising candidate for future investigations into phosphorus metabolism and functional characterization studies in apples.

Keywords: bacillus megaterium, malus domestica, phosphorus deficiency, apple