Fusarium graminearum ve Fusarium culmorum izolatlarının RAPD markırlarına dayalı genetik tiplendirmesi
Genotyping of Fusarium graminearum and Fusarium culmorum isolates by RAPD markers
Yazar: EMRE YÖRÜK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÜLRUH ALBAYRAK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Fusarium = Fusarium ; Genetik varyasyon = Genetic variation ; RAPD-PCR = RAPD-PCR

Özet:
Bu çalışmada yurdumuzun çeşitli yörelerinde yetiştirilen arpa ve buğdayda başak yanıklığına neden olan toplam 18 Fusarium izolatı genetik düzeyde PZR'nuna dayalı yöntemler kullanılarak tanımlandı. Ayrıca bu izolatların RAPD markırlarına dayalı genetik tiplendirmesi de yapıldı.Öncelikle Fusarium izolatlarında tüm mantarlarda yüksek düzeyde korunmuşluk gösteren 28S rRNA geni PZR ile tarandı. Her bir izolatın bu korunmuş diziyi taşıdığı gösterildi. İzolatlar tür düzeyinde SCAR markırları çoğaltılarak tanımlandı. Kültür koleksiyonundan sağlanan 5 izolatın (F5, F6, F7, F8 ve F9) da F. graminearum türüne ait oldukları doğrulandı. Ancak F. culmorum izolatlarından F13 tür düzeyinde SCAR markırı ile tanımlanamadı. Geri kalan 11 izolatın bu türün bireyleri olduğu gösterildi. Tarla izolatının ise bu iki türe de ait olmadığı belirlendi. Ayrıca mikotoksin biyosentez yolağıyla ilişkili olan tri7 ve tri3 gen dizileri temel alınarak, PZR analizleri kemotip ve alt kemotipleri belirlemede kullanıldı. Çalışmada kullanılan tüm Fusarium izolatlarının DON kemotipine sahip oldukları belirlendi. Aynı zamanda, F. graminearum izolatlarının 15-ADON, F13 hariç tüm F. culmorum'ların ise 3-ADON mikotoksinlerini üretme potansiyeline sahip oldukları gösterildi. Ancak, tarla izolatının (B) alt kemotipi belirlenemedi. Bugüne kadar tanımlanmış 3-ADON alt kemotipindeki F. culmorum izolatlarından farklı olarak, bu çalışmada kullanılan F. culmorum izolatlarının tam boyda tri7 genini taşıdığının belirlenmesi kayda değer bir bulgudur.Yurdumuzun farklı bölgelerinden izole edilen toplam 18 izolatın tür içi ve türler arası benzerliği RAPD yöntemi kullanılarak araştırıldı. Fusarium graminearum'un tür içi benzerliği % 43-76.1 (sırasıyla, F5 ile F8, F6 ile F7), Fusarium culmorum'un tür içi benzerliği ise % 49-81.1 olarak hesaplandı (sırasıyla, F2 ile F17, F20 ile F21). Bu iki tür arasında genetik olarak en yakın izolatların F. graminearum F7 ve F. culmorum F2 olduğu belirlendi (% 13.7). Ayrıca iki türün yüksek polimorfizm (% 93.3) potansiyeli taşıdığı da gözlendi.Tekrarlanabilen kararlı polimorfik RAPD markırlarının SCAR markırları olarak kullanılabilirliği araştırıldı. Bu amaçla taranan 22 RAPD markırından yedisinin çeşitli organizma genomları ile yüksek homolojiye sahip olduğu belirlendi. Ancak elde edilen RAPD markırları genomda allelik bölgeye ait olmadıklarından bu markırlarının SCAR markırı olarak Fusarium tür tanısında kullanılamayacağı gösterildi.

Abstract:
Totally 18 Fusarium isolates, causing head blight on barley and wheat which were planted in various regions of our country, were genetically identified by using PCR-based methods, in this study. Moreover, genotyping of these isolates were carried out by RAPD markers.First of all, 28S rRNA gene that is highly conserved in all fungi was scanned in Fusarium isolates by PCR. It was shown that each of isolates had this conserved region. Isolates were diagnosed at species level by amplifying SCAR markers. Also, it was confirmed that five of isolates (F5, F6, F7, F8, F9), obtained from culture collection, belonged to F. graminearum. However, F13 from F. culmorum isolates could not be diagnosed by SCAR markers. It was shown that the remaining 11 isolates belonged to this species. It was also determined that field isolate didn?t belong to none of these species. Additionally, based on sequences of tri7 and tri3 genes, involved in the mycotoxin biosynthetic pathway, PCR assays were used to detect chemotype and sub chemotypes. It was determined that all Fusarium isolates used in this study had DON chemotype. Also, it was shown that F. graminearum isolates had a potential to produce 15-ADON, all F. culmorum isolates except F13 to produce 3-ADON. But sub chemotype of field isolate (B) could not be determined. Identification of containing full length tri7 gene in F. culmorum isolates studied in this study, different fromF. culmorum isolates at 3-ADON sub chemotype determined until now, is a remarkable finding.The intraspecific and interspecific genetic similarity of totally 18 isolates, isolated from different areas of our country, was investigated by using RAPD method. Intraspecific similarity of F. graminearum was calculated as 43-76.1 % (respectively, F5 and F8, F6 and F7), of F. culmorum as 49-81.1 % (respectively, F2 and F17, F20 and F21). Genetically closest isolates between these two species were F. graminearum F7 and F. culmorum F2 (13.7 %). Moreover, it was observed that two species had high polymorphism potantial (93.3 %).Usability of reproducible stable polymorphic RAPD markers as SCAR markers was researched. It was determined that seven of 22 RAPD markers which were scanned for this purpose had high homology with different organisms? genomes. However, it was indicated that these RAPD markers can not be used as SCAR markers in Fusarium species diagnosis since obtained RAPD markers were not belonged to allelic region.