Patojen Bakteri Xanthomonas campestris pv. translucens veelisitörünün arpa bitkisinin Stoma davranışları üzerineetkisinin araştırılması
Investigation of the effect of Pathogen Bacteria Xanthomonas campestris pv. translucens and its elicitor on stoma behaviors of Barley plants
Yazar: AYTUNÇ YILDIZLI
Danışman: PROF. DR. SERPİL ÜNYAYAR
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany

Özet:
Bitkiler virus, bakteri, protozoa, nematod, fungus gibi patojenik organizmaların ve çeşitli
çevresel koşulların olumsuz etkilerine maruz kalmaktadırlar. Bitkiler de fiziksel bariyerlerin
yanısıra, savunma peptidleri, antioksidanlar, sekonder metabolitler ve antimikrobiyal
özellikteki proteinler ve Patojen ile İlişkili Moleküller Motifler (PAMP'in dahil olduğu çok
sayıda savunma maddesine sahiplerdir. Ksantan sakızı, Xanthomonas bakterisinin ürettiği bir
sekonder metabolit olup, çalışmamızda patojenite ile ilgisi araştırılmıştır. PAMPlar, bir aşı gibi,
enfekte olan canlıya enfeksiyon benzeri yanıtlar verdirebilirler. Çalışmamızda, bakteri
enfeksiyonu arpa yapraklarında kloroz ve nekroza neden olmuştur. Bakteri uygulaması
sonucu salisik asit (SA), absisik asit (ABA) seviyelerinin ve hücrede hem bir radikal hem de
ikincil haberci molekül olan nitrik oksit (NO) miktarlarının arttığı belirlenmiştir. Bununla
birlikte, Xanthomonas'ın ürettiği bir polisakkarit olan ksantan uygulamaları da
konsantrasyona bağlı olarak artan bir şekilde bitkiler üzerinde benzer etkiler yaratmıştır.
Ayrıca, perfüzyon tekniği ile bitki apoplastı içerisine çok küçük miktarda elisitörün ya da
bakterinin enjekte edildiği ve anlık yanıtların izlenip kaydedildiği bir yöntem geliştirilmiş ve
non-invazif metod ile bütünlüğü bozulmamış arpa bitkilerinde stoma hareketleri gözlenmiştir.
Perfüzyonla ksantan uygulandığında stomaların kapanmasının bakteri uygulamasına göre
geciktiği gözlenmiştir. Ksantan uygulaması, SA ve NO miktarında sadece bakteri uygulamasına
göre daha az etkili olduğundan, stomaların kapanma uyartısının gecikmesine yol açmış
olabilir. Bu bilgiler tez çalışmasında kullanılan ksantan'ın bir PAMP gibi davrandığı fikrini
vermektedir. Biyolojik kontrol, yani bitki patojenleri ile mücadelede doğal antagonist
organizmaların ve ürünlerinin kullanımı, pestisitlerin kullanımına doğal bir alternatif sunma
konusunda gelecek vaat etmektedir.

Abstract:
Plants are exposed to the negative effects of various environmental conditions such as
viruses, bacteria, protozoa, nematodes and fungi. In addition to physical barriers, plants also have
large number of defense materials such as, defense peptides, antioxidants, secondary metabolites,
antimicrobial proteins and pathogen associated molecular patterns (PAMP). Xanthan gum is a
secondary metabolite produced by the Xanthomonas, its relation with pathogenicity was
investigated in our study. PAMPs, like a vaccine, can produce infection-like responses on infected
living beings. In our thesis study, bacterial infection caused chlorosis and necrosis on barley
leaves. Bacteria infection has increased the levels of radical and secondary messenger molecule;
nitric oxide (NO) along with hormones; salicylic acid (SA) and absisic acis (ABA). Xanthan, a
polysaccharide produced by Xanthomonas, also produced similar effects on plants, depending on
the concentration. Also, a small amount of elicitor or bacteria was injected into the plant apoplast
by perfusion technique that makes us enable to record and monitor simultaneous responses of
stomata during applications. When xanthan was applied by perfusion, the stoma closure was
delayed in the plants which were treated with xanthan as compared to bacteria infected ones.
Delayed stomatal response in xanthan treated plants might be related to lower SA and NO
contents which were different from the bacteria infected plants. Informations suggests that
Xanthan used in the thesis study behaves like a PAMP. The use of natural antagonist organisms
and their products in the biological control of pathogens is promising alternative to the use of
pesticides.