Biyolojik kontrol ajan potansiyeline sahip Trichoderma atroviride'nin F. graminearum üzerinde antagonistik etkisinin transkriptomik analizi
Transcriptomic analysis of antagonistic effect of Trichoderma atroviride that has potential biological control agent on F. graminearum
Yazar: ECEM KAYNAR
Danışman: PROF. DR. EVRİM KAYA
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Fusarium graminearum arpa, buğday ve mısır gibi ekonomik öneme sahip tahıllarda 'Başak Yanıklığı' hastalığının dünya genelinde majör etmenidir. Bu hastalık mikotoksinlerle kontaminasyon, ürün kalite ve miktarında kayıp ve ekonomik zararlara neden olmaktadır. Dünya genelinde bu hastalıkla mücadelede en yaygın yöntem olarak fungisitler kullanılmaktadır. Ancak gelişen fungisit direnci yeni yaklaşımların uygulanmasını gerekli kılmıştır. Biyokontrol ajanlarının kullanımı bu kapsamda güvenilir, düşük maliyetli ve tekrarlanabilir bir uygulamadır. Trichoderma atroviride dünya genelinde önemli bir biyokontrol ajanıdır. Ancak F. graminearum üzerindeki potansiyel etkilerine dair moleküler bilgiler kısıtlıdır. Bu tezde, T. atroviride'nin F. graminearum üzerindeki etkileri transkript seviyesinde incelenmeye çalışılmıştır.   T. atroviride kültürü ile konfronte edilmiş ve edilmemiş F. graminearum kültürleri üzerine antagonizmin, transkriptom seviyelerindeki değişimleri RNA dizileme analizi ile değerlendirilmiştir. Transkriptom analizi sonucunda; F. graminearum kültüründe gen ekspresyonları regüle edilen genlerin olduğu bulunmuştur (p<0,05). Upregüle olan genlerin; yağ asidi biyosentezi, AMP-bağımlı biyosentez, aminoasit tanıma/aktivasyon prosesleri, sekonder metabolit üretimleri ile ilişkili oldukları, downregüle edilen genlerin; aminoasit sentezi, oksidasyon-redüksiyon prosesleri, metal-iyon bağlama ve metabolik/katalitik aktivitelere ilişkin oldukları belirlenmiştir. Transkriptom analizi sonucunda T. atroviride'nin F. graminearum'un primer metabolit sentezini baskılarken, sekonder metabolit üretimine ilişkin genlerde arttırıcı etki görüldüğü belirlenmiştir.

Antagonistik aktiviteye sahip bir tür olarak T.atroviride  kültürünün, biyolojik kontrol ajanı olarak geliştirilebilecek aday bir fungal organizma potansiyeli taşıdığı ortaya konmuştur.

Abstract:
Fusarium graminearum is world-wide known major cause of 'Fusarium Head Blight' disease in many crop plants having economic importance such as barley, wheat and corn. This fungal originated disease of plants also cause devastating losses of quantitative and qualitative due contamination by mycotoxins. The effective way to struggle with fungal diseases of plants have been achieved by the fungicides, mostly. However, disturbing and distributing resistance to these fungucides by the fungal pathogens have necessitated the new challenging methods to struggle.  In this context, the use of biocontrol agents offers a way that is more safe, low-cost and reproducible. Trichoderma atroviride is a well-known biocontrol agent in worldwide. As far as we know by the literature, the potential inhibiting activities of its at the molecular level on the disease agents are restricted. In this thesis study, the molecular level effects of T. harzianum on F. graminearum have been investigated due to transcriptomics by the known as most validated RNA-Sequencing method For this investigation; mRNA transcripts of the pathogen that was confronted and unconfronted with T. atroviride cultures were obtained and evaluted. As result of transcriptome of the pathogen culture that was confronted with T. harzianum; many number of genes regulated were identified as up and down (p<0.05). Upregulated genes were found mainly involved in; fatty acid synthesis, AMP-dependent biosynthesis, aminoacid recognition/activation processes and secondary metabolite synthesis, while downregulated genes were involved in mainly aminoacid synthesis, oxidation-reduction processes, metal-ion chelating and metabolic/catabolic activities. It was shown that T. atroviride inhibitingprimary metabolite synthesis of the pathogen while activating the secondary metabolism.

By the findings of this study, T. atroviride, as a fungal species with antagonistic activity was proven having a developable potential for biological control agent.