Fasulyede Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola ve Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli' ye karşı dayanıklılık mekanizmalarının belirlenmesi
Determination of Resistance Reactions Against Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola and Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli in Bean
Yazar: BADEL UYSAL ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. KUBİLAY KURTULUŞ BAŞTAŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışma, Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola ve Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli patojenlerine karşı hassas (Aras-98) ve dayanıklı (36-K) fasulye (Phaseolus vulgaris L.) çeşitlerinde dayanıklılık reaksiyonlarının belirlenmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir. İklim odası koşullarında yetiştirilen fasulye fideleri 4 haftalık döneme geldiğinde stok kültürden Nutrient Agar (NA) besi yerinde 48 saat geliştirilen P. s. pv. phaseolicola (510-p ve 522-p) ve X. a. pv. phaseoli izolatları (120-x ve 145-x) 108 hücre ml-1 yoğunlukta süspansiyon halinde hazırlanarak Polifenoloksidaz (PPO), Peroksidaz (POX), Katalaz (CAT), Süperoksit dismutaz (SOD), Askorbat peroksidaz (APX), Fenilalanin Amonyum Liyaz (PAL) enzim aktiviteleri, Çözünebilir Toplam Protein Miktarı ve Prolin içeriğini belirlemek üzere bitkilere inokule edilmiştir. Bakteriyel inokulasyon sonrası 0., 12., 24., 36. ve 72. saatlerde kontrol bitkiler de dahil olmak üzere 1'er gram yaprak örneği alınmıştır. Ayrıca bakteriyel inokulasyon sonrası 24. saatte bitkilerden alınan yaprak numuneleri bakterilerin yaprak yüzeyinde oluşturdukları kolonizasyon ve biyofilm oluşumunun tespiti amacıyla Scanning Elektron Mikroskopta (SEM) incelenerek görüntüler elde edilmiştir. İki farklı fasulye çeşidinde de yapılan analizler sonrası tüm enzim aktiviteleri, çözünebilir toplam protein ve prolin miktarında çeşit, bakteri ve zamana göre önemli farklılıklar belirlenmiştir (P <0.01). Kontrole göre P. s. pv. phaseolicola ve X. a. pv. phaseoli için en yüksek PPO enzim aktivitesi sırasıyla 329.67± 6.88 ve 617.00 ± 16.62 ünite olarak 24. saatte; POX enzim aktivitesi ise kontrole kıyasla % 198,40'lık bir artış ile P. s. pv. phaseolicola inokulasyonu sonrası 36. saatte 36-K genotipinde saptanmıştır. En yüksek SOD enzim aktivitesi 13,51 Ügr-1/YA artış miktarı ile X. a. pv. phaseoli inokulasyonu sonrası 36. saatte Aras-98 çeşidinde saptanmıştır. CAT için en yüksek artış miktarı P. s. pv. phaseolicola inokulasyonu sonrası 72. saatte 0,4087 mmol/g-1YA/da-1enzim miktarı ile APX için en yüksek enzim aktivitesi ise P. s. pv. phaseolicola inokulasyonu sonrası 36. saatte 7.93 ± 0.83 mmol/g-1YA/da-1enzim miktarı ile 36-K genotipinde saptanmıştır. PAL enzim aktivitesi için en yüksek değer 34.91 ± 0.41 µmol gr-1 sinnamik asit saat-1 enzim miktarı ile P. s. pv. phaseolicola inokulasyonu sonrası 36. saatte 36-K fasulye genotipinde saptanmıştır. SEM görüntüleri incelendiğinde P. s. pv. phaseolicola ve X. a. pv. phaseoli inokulasyonundan 24 saat sonra Aras-98 çeşidi yaprak yüzeyinde bakterinin belirgin bir şekilde çoğaldığı ve biyofilm oluşumunun gözlemlendiği, ancak 36-K fasulye genotipi yaprak yüzeyinde bakteri yoğunluğunun hassas çeşide oranla daha az ve biyofilm oluşumunun henüz başladığı belirlenmiştir. Sonuç olarak fasulyede bakteriyel hastalıklarla mücadelede en etkili yöntemin genetik dayanıklılık olduğu ve dayanıklılık mekanizmasının daha iyi anlaşılması ile çevre dostu ve daha başarılı sonuç alınabileceği öngörülmüştür.

Abstract:
The present study was carried out to determine activities of the main antioxidant enzymes Polyphenoloxidase (PPO), Peroxidase (POX), Catalase (CAT), Superoxide dismutase (SOD), Ascorbate peroxidase (APX), Phenylalanine Ammonium Lyase (PAL), Total Soluble Protein and Proline content against to Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola (510-p and 522-p) and Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli on susceptible and resistant bean varieties. Four-weeks-old bean seedlings were treated by inoculating with P. s. pv. phaseolicola and X. a. pv. phaseoli (120-x and 145-x) cell suspension, (108 cfu ml-1), obtained from growing the bacterial strains on nutrient agar at 48 hours. One g sample for each sample was collected from pathogen-inoculated and uninoculated bean plants immediately at 0, 12th, 24th, 48th, 72nd hours. In addition, leaf samples were collected from plants at 24 hours after bacterial inoculation was examined by Scanning Electron Microscope in order to determine bacterial colonization and biofilm formation on the bean leaf surface. The Results of all enzyme activities, total soluble proteins and proline values were significantly different (P<0.01) in infected plants. The highest PPO enzyme activity for P. s. pv. phaseolicola and X. a. pv. phaseoli was observed as 329.67 ± 6.88 and 617,00 ± 16.62 units, respectively, in 36-K genotype in the post-inoculation at 24th hour. POX enzyme activity increased by 198.40 % in 36-K genotype after the post-inoculation with P. s. pv. phaseolicola at the 36th hour. The highest SOD enzyme activity was recorded with 13.51 Ugr-1/FW in Aras-98 in the post inoculation with X. a. pv. phaseoli at 36th hours. CAT and APX enzyme activities were found as the highest 0.4087 mmol/g-1 FW /da-1 and 7.93 ± 0.83 mmol/g-1 FW/da-1 36-K genotype the post-inoculation with P. s. pv. phaseolicola at 72nd and at 36th hours, respectively. The highest PAL enzyme activity value was 34.91 ± 0.41 µmol g-1 cinnamik acid h-1 in 36-K genotype at 36th hour after P. s. pv. phaseolicola inoculation. The SEM screening of bacterial proliferation and biofilm production were higher in Aras-98 than 36-K genotype on leaf surface at 24th hour. As a result it is foresee that the most effective control method is genetic resistance against plant bacterial disesases and better understanding of genetic resistance to achieve an environmentally friendly and more successful results.