Domates bitkilerinde potato vırus Y (PVY) dayanıklılığının ve dayanıklılıkla ilişkili genlerin ekspresyonlarının belirlenmesi
Determination of potato virus Y (PVY) resistance and expression of resistance associated genes in tomato plants
Yazar: NİHAN GÜNEŞ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA GÜMÜŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı / Fitopatoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Domates, moleküler genetik çalışmalar için iyi bir model sistem olup Türkiye'de sorun olan potato virus Y (PVY)'nin doğal bir konukçusudur. Bazı domates genotipleri ve çeşitleri PVYN:O ırkına karşı dayanıklılık açısından test edilmiştir. Solanum corneliomulleri LA0444, Solanum habrochaites LA2106, Solanum pimpinellifolium LA0373 ve LA0417 genotipleri PVYN:O izolatına karşı dayanıklı bulunurken Solanum pennellii LA0716, Solanum arcanum LA2157, Solanum habrochaites LA1777, Solanum lycopersicum LA2451 ve LA3471 ile S. pimpinellifolium VIOO6035 ve VIOO7097 genotipleri tolerant bulunmuştur. Ayrıca S. lycopersicum cv. Ceren, Figen, Elika, Gülpembe, Demiröz, Gündem, Kuzeyköy, Olgun, Elips ve Orient ticari çeşitleri de izolata tolerant bulunmuştur. Bazı genotiplerde ve çeşitlerde eIF4E1 (ökaryotik translasyon başlatma faktörü) mRNA dizisinde polimorfizm incelenmiş olup S. pimpinellifolium LA0417 genotipinin 54., 56., 71. ve 72. konumdaki amino asit değişimleri PVY'ye dayanıklılık ile ilişkilendirilmiştir. Bu amino asit değişimleri S. pimpinellifolium VIOO6035 genotipinde belirlenmemiştir. S. habrochaites LA1777 genotipinin 48. 68. 77. konumlarındaki amino asit değişimleri ise karşılaştırıldığı duyarlı genotip ile paylaşılırken 69. ve 85. noktada amino asit değişimleri ise S. habrochaites türünün ayrımına özgü bulunmuştur. Ayrıca, domates bitkilerinde dCAPS markörünün (eIF4E-SpeI) etkinliği araştırılmış olup dayanıklılığı belirlemede yetersiz bulunmuştur. İzolatın virülenslikten sorumlu viral genoma bağlı protein (VPg) bölgesi dizilendiğinde ise amino asit değişimi belirlenmemiştir. S. arcanum LA2157'de PVYN:O ırkı ile enfeksiyonu sırasında en az varyasyon gösteren referans genin actin geni olduğu belirlenmiş olup eIF4E1, eIF4E2 ve eIF(iso)4E genlerinin ekspresyon durumu, farklı zaman noktalarında real-time PCR ile analiz edilmiştir. Virüs inokulasyonu sonrası 2. günde eIF4E1 geninin ifadesi azalmış olup eIF(iso)4E geninin ifadesinin arttığı belirlenmiştir. 7. günde ise eIF4E1 ve eIF(iso)4E genleri uyarılırken 14. günde ise sadece eIF4E1 geninin ifadesi artmıştır.

Abstract:
Tomato is a well-developed model system for molecular genetic studies and a natural host of potato virus Y (PVY), which is a concern in Turkey. Some tomato genotypes and varieties have been tested for the resistance to PVYN:O strain. Solanum corneliomulleri LA0444, Solanum habrochaites LA2106, Solanum pimpinellifolium LA0373 and LA0417 genotypes were found to be resistant to the PVYN:O isolate, while Solanum pennellii LA0716, Solanum arcanum LA2157, Solanum habrochaites LA1777, Solanum lycopersicum LA2451 and LA3471, as well as S. pimpinellifolium VIOO6035 and VIOO7097 genotypes were found to be tolerant. Additionally, commercial tomato varieties such as S. lycopersicum cv. Ceren, Figen, Elika, Gülpembe, Demiröz, Gündem, Kuzeyköy, Olgun, Elips, and Orient were also found to be tolerant to the isolate. Polymorphism in the eIF4E1 (eukaryotic translation initiation factor) mRNA sequence has been investigated in some genotypes and varieties, and amino acid changes at positions 54, 56, 71, and 72 of the S. pimpinellifolium LA0417 genotype have been associated with PVY resistance. These amino acid changes have not been identified in the S. pimpinellifolium VIOO6035 genotype. The S. habrochaites LA1777 genotype shares the amino acid changes at positions 48, 68, and 77 when compared to the sensitive genotype, while amino acid changes at positions 69 and 85 have been found to be specific for the differentiation of the S. habrochaites species. Additionally, the efficiency of the dCAPS marker (eIF4E-SpeI) has been investigated in tomato plants. and was found to be insufficient for determining resistance. When the Viral genome-related protein (VPg) region of the isolate, which is responsible for virulence, was sequenced, no amino acid change were identified. During infection with PVYN:O strain in S. arcanum LA2157, actin gene was determined as the most stable reference gene and the expression status of eIF4E1, eIF4E2 and eIF(iso)4E genes were analyzed at different time points using real-time PCR. Within two day-post inoculation (dpi) the eIF4E1 gene expression was down regulated, while eIF(iso)4E gene was upregulated. While eIF4E1 and eIF(iso)4E genes were upregulated on the 7 dpi, only the expression of the eIF4E1 gene increased on the 14 dpi.