Domates yaprak küfü etmeni Fulvia fulva'nın ırklarının, Avr genlerindeki polimorfizmin belirlenmesi ve konukçu dayanıklılığı ile ilişkili bazı genlerin ifade analizi
Determination of the races of tomato leaf mold agent Fulvia fulva, polymorphism in Avr genes and analysis of expression of some genes related to host resistance
Yazar: ESRA GÜL
Danışman: PROF. DR. AZİZ KARAKAYA
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Fulvia fulva = Fulvia fulva ; Gen ifadesi = Gene expression ; Irk = Race

Özet:
Özellikle seralarda görülen, domatese özelleşmiş yaprak küfü hastalığı, örtüaltı ve hidroponik domates yetiştiriciliğinde verim ve kalite kayıplarına neden olabilen fungal bir hastalıktır. Bu çalışmada Antalya, Muğla, Mersin, Burdur, Bartın ve Zonguldak illerinden toplam 205 Fulvia fulva izolatı elde edilmiştir. Patojenite testleri Cf-0, Cf-2, Cf-4, Cf-5, Cf-6, Cf-9 ve Cf-4/11 dayanıklılık genlerini içeren genotipler kullanılarak 60 izolatla gerçekleştirilmiştir. Patojenite testlerinin sonucunda; 2, 2.4, 2.5, 2.9, 2.11, 2.4.5, 2.5.9, 2.4.11, 2.5.11, 2.9.11 ve 2.4.5.9.11 ırkları belirlenmiştir. En yaygın ırkın 2 olduğu belirlenmiştir. Avr2, Avr4, Avr4E, Avr5 ve Avr9 genlerindeki mutasyonlar incelenmiştir. Avr4 geninde mutasyon tespit edilmemiş ve yabani tip olarak tanımlanmıştır. Avr2 geninde c.29T>C, c.429-430AG>GA ve c.431insA; Avr4E geninde c.577-578insG ve c.577-578insGG; Avr5 geninde c.1104G>A, Avr9 geninde c.567A>G ve c.582-583insG mutasyonları tespit edilmiştir. Avr4E ve Avr5 genleri yabani tip olarak tanımlanan izolatlar da bulunmaktadır. Ayrıca toplam 97 Fulvia fulva izolatının mating tipleri belirlenmiştir. 43 izolatın MAT1-1 mating tipi, 54 izolatın MAT1-2 mating tipi olduğu tespit edilmiştir. Mating tiplerin dağılımı 1:1 oranına uyum göstermiştir. Bu nedenle Türkiye'deki populasyonun seksüel olarak üreyebileceği düşünülmektedir. Avr genlerindeki mutasyonlar ve mating tiplerine dayanarak patojenin 14 genotipi belirlenmiştir. Gen ifadesi analizlerinde, en yüksek düzeydeki ifade artışlarının PR-2 (Solyc01g008620.4.1) ve Why2 (Solyc11g044750.2.1) genlerinde genelikle 12. günde, PR-5 (Solyc08g080660.1.1) geninde ise 4. günde olduğu belirlenmiştir. Fungusun virülens genlerinden Avr9' unda 12. günde yüksek düzeyde ifade olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, virülensi yüksek olan 2.4.5.9.11 ırkına karşı PR-2 (Solyc01g008620.4.1) ve PR-5 (Solyc08g080660.1.1) genlerinin ifade seviyesinin düşük olduğu, fungus ırkına bağlı olarak dayanıklılıkla ilişkili genlerin ifade düzeylerinde farklılıkların olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Leaf mold disease (Fulvia fulva), especially seen in greenhouses, is a fungal disease that can cause yield and quality losses in greenhouse and hydroponic tomato cultivation. In this study, a total of 205 Fulvia fulva isolates were obtained from Antalya, Muğla, Mersin, Burdur, Bartın, and Zonguldak provinces. Pathogenicity tests were carried out with 60 single spore isolates using genotypes containing Cf-0, Cf-2, Cf-4, Cf-5, Cf-6, Cf-9, and Cf-4/11 resistance genes. As a result of pathogenicity tests; races 2, 2.4, 2.5, 2.9, 2.11, 2.4.5, 2.5.9, 2.4.11, 2.5.11, 2.9.11, and 2.4.5.9.11 were identified. The most common race was 2. In addition, mutations in the Avr2, Avr4, Avr4E, Avr5, and Avr9 genes were examined. No mutation was detected in the Avr4 gene and it was identified as wild-type.  Mutations, c.29T>C, c.429-430AG>GA and c.431insA in the Avr2 gene; c.577-578insG and c.577-578insGG in the Avr4E gene; c.1104G>A in the Avr5 gene, c.567A>G and c.582-583insG in the Avr9 gene have been identified. There were also isolates which Avr4E and Avr5 genes were identified as wild-type. The mating types of a total of 97 Fulvia fulva isolates were determined. We found that 43 isolates were MAT1-1 type and 54 isolates were MAT1-2 type. The distribution of mating types conformed to the ratio of 1:1. Therefore, it is thought that the population in Turkey can reproduce sexually.  Based on mutations in Avr genes and mating types, 14 genotypes of the pathogen were determined. In gene expression analyses, the highest expression levels were generally on the 12th day in the PR-2 (Solyc01g008620.4.1) and Why2 (Solyc11g044750.2.1) genes, and on the 4th day in the PR-5 (Solyc08g080660.1.1) gene. It was determined that Avr9, one of the virulence genes of the fungus, was expressed at a high level on the 12th day. Also, it was determined that the expression levels of PR-2 (Solyc01g008620.4.1) and PR-5 (Solyc08g080660.1.1) genes were low against the race 2.4.5.9.11 with high virulence, and there were differences in the expression levels of resistance-related genes depending on the fungus races.