N-açil-homoserin lakton moleküllerinin hıyarda (Cucumis sativus L.) bitki gelişimi ve konukçu-patojen ilişkileri üzerine etkileri
Effects of N-acyl-homoserine lactones on growth and host-pathogen interactions in cucumber (Cucumis sativus L.)
Yazar: SERCAN PAZARLAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NEDİM ÇETİNKAYA ; PROF. DR. MELİKE BOR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı / Fitopatoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoloji = Biology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Patojen ya da simbiyotik bakteriler ökaryotlar ile etkileşimleri sırasında grup aktivitelerini quorum algılama diye adlandırılan bir mekanizma ile düzenlerler. Birçok Gram negatif bakteri, N-açil-homoserin lakton moleküllerini iletişim için kimyasal sinyaller olarak kullanmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında hıyar (Cucumis sativus L.) bitkilerinin AHL moleküllerini tanıdığı ve bu moleküllere açil zinciri uzunluğuna bağlı olarak cevap oluşturduğu ortaya konmuştur. N-hexanoyl-L-homoserin lakton (C6-HSL) primer kök uzamasını, N-3-oxo-decanoyl-L-homoserin lakton (oxo-C10-HSL) ise yanal kök ve kök tüyü gelişimini teşvik ederek bitki büyümesini arttırmıştır. Uzun karbon zincirine sahip N-3-oxo-tetradecanoyl-L-homoserin lakton (oxo-C14-HSL) ile yapılan kök uygulaması Pseudoperonospora cubensis ve Pseudomonas syringae pv. lachrymans'a karşı bitki sistemik dayanıklılığını uyarmıştır. AHL molekülleri sekonder bir stres ortaya çıkana kadar bitkinin temel metabolizması üzerinde bir değişime neden olmamıştır. Oxo-C14-HSL ön uygulaması yapılan bitkiler P. cubensis ile inokule edildiğinde ön uygulama yapılmamış kontrol bitkilerine göre daha fazla kalloz, lignin ve hücre duvarı ilişkili fenolik bileşikler biriktirmiştir. Ayrıca priming uygulaması yapılan bitkilerde enfeksiyondan sonra H2O2, O2- birikiminde ve savunma ilişkili enzim aktivitesinde artış görülmüştür. Bu veriler AHL ilişkili savunmada hücre duvarının güçlendirilmesi gibi fiziksel ve savunma ile ilişkili enzimlerin birikimi gibi kimyasal savunma faktörlerinin görev aldığını göstermektedir. Gen ifadesi sonuçları, AHL ilişkili savunmanın hem SA hem de JA ilişkili olabileceğini göstermektedir

Abstract:
Pathogen or symbiotic bacteria interact with eukaryotes to regulate group activities by a mechanism called quorum sensing. Many gram negative bacteria use N-acyl-homoserine lactone molecules as chemical signals for communication. It is shown here that Cucumis sativus is able to sense AHLs and response depending on the length of acyl chain. N-hexanoyl-L-homoserine lactone (C6-HSL) increased primary root elongation, and N-3-oxo-decanoyl-L-homoserine lactone (oxo-C10-HSL) enhanced plant root growth by promoting lateral root and root hair density. Treatment with long chain oxo-C14-HSL induced systemic resistance to Pseudoperonospora cubensis and Pseudomonas syringae pv. lachrymans. AHL molecules did not effect plant metabolism until the occurrence of secondary stress. Oxo-C14-HSL pre-treated plants accumulated more callose, lignin and cell wall-associated phenolic compounds than that of untreated control plants when inoculated with P. cubensis. Moreover, AHL primed plants showed enhanced H2O2, O2- accumulation and defense related enzyme activity. The data shown here suggest that chemical factors such as accumulation of defense related enzymes and physical factors such as reinforcement of cell walls are involved in AHL-related plant defense. Gene expression data indicated that AHL-related defense might depend on both SA and JA metabolic routes.