Türkiye'de mısır ekim alanlarındaki fusarium koçan çürüklüğü hastalık etmenlerinin bulunma oranları, yaygınlığı, fumonisin oluşturma durumları ve moleküler karakterizasyonu
The presence and prevalence molecular characterization and fumonisin potantial of causal agents for fusarium ear rot disease in maize fields of Turkey
Yazar: BAYRAM KANSU
Danışman: PROF. DR. BERNA TUNALI
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Tarımsal ürünlerin birçoğunda yaygın olarak bulunan toksigenik funguslar, ürünlerdeki fiziksel zararları ile verimde kayıplar meydana getirmeleri yanında, oluşturdukları mikotoksinlerle de bu ürünleri tüketen insanlar ve çiftlik hayvanlarında önemli sağlık problemlerine yol açmaktadırlar. Fusarium, mısır koçan ve tanelerinde neden olduğu koçan/tane çürüklüğü hastalığı ve ürettiği fumonisinler ile en iyi örneklerdendir. Bu hastalığa neden olan Fusarium spp.'nin tespiti amacıyla, Türkiye'nin en fazla tane mısır üretimi yapılan 6 agro-ekolojik bölgesinden, 2011 yılında 206 ve 2013 yılında 186 mısır tarlasından mısır koçan örnekleri toplanarak survey çalışmaları yürütülmüştür. Hastalık gözlemleri sonucunda Fusarium koçan çürüklüğü hastalığının 2011 yılında incelenen tarlaların %30.6'nda, 2013 yılında ise %35.6'da bulunduğu tespit edilmiştir. Tane örneklerinden yapılan izolasyonlar sonucunda ise Fusarium cinsinin ortalama %46.7 ile en yaygın fungus olduğu saptanırken, F. verticillioides ortalama %32.9 ile en yaygın koçan çürüklüğü etmeni olmuştur. Fusarium proliferatum, F. subglutinans ve F. graminearum türleri sırasıyla en yaygın diğer koçan çürüklüğü etmenleri olarak bulunmuştur. Bu 4 koçan çürüklüğü etmenine ait toplam 260 izolat, türe özgü primer setleri ve PCR koşulları kullanılarak moleküler olarak teşhis edilmiştir.
Fusarium koçan çürüklüğü hastalığının oluşumuna neden olan patojen gelişimi ve potansiyel fumonisin üretim risklerine karşı etkili mücadele stratejilerinin ortaya konulabilmesi, organizmanın farklı çevresel koşullar altındaki genetik değişkenliğini ve mevcut popülasyon yapısını belirlemeden geçmektedir. Bu amaçla Türkiye'nin farklı bölgelerinden izole edilmiş 66 temsili F. verticillioides'in IGS ve TEF-1α bölgelerinin kısmi gen dizilimleri kullanılarak filogenetik analizler yapılmıştır. Ayrıca bu türe ait izolatların fumonisin üretim kapasiteleri FUM1 geni temelinde geliştirilen spesifik PCR uygulamaları ile denenmiş ve tüm izolatların bu anahtar gene sahip olduğu tespit edilmiştir. Son olarak kullanılan F. verticillioides izolatlarının doğadaki eşeyli üreme potansiyelini belirlemek üzere MAT-1/2 eşey alleleri ile yürütülen PCR analizleri sonucunda eşey tiplerinin sırasıyla %63.2 ile %36.8 olarak dağılım gösterdiği belirlenmiştir.

Abstract:
Toxigenic fungi, commonly isolated from many of agricultural crop, cause to severe health problems on human and livestock that consumed the products contaminated with their mycotoxins, yield loss with physical damages as well. Fusarium is a well-known sample with cause ear or seed rot diseases and produce fumonisins. To identify Fusarium spp. which causing this disease, samples of maize ears were collected from six agro-ecological regions of Turkey. The samples were from 206 and 186 maize fields in 2011 and 2013 growing seasons, respectively. As a result of the disease surveys, Fusarium ear rot was found in 30.6% for 2011 and 35.6% for 2013. As a result of the isolation from maize seed samples, Fusarium was the most frequent fungal genus by the meaning 46.7%, when F. verticillioides was the most common Fusarium ear rot agents. Fusarium proliferatum, F. subglutinans and F. graminearum were found that the most common other Fusarium ear rot agents. Total 260 isolates included these four species of ear rot disease was identified by species-specific primer sets and PCR conditions.
In order to devise effective strategies to reduce both pathogen growth and fumonisin risk it is necessary to gain knowledge about the genetic variability and the population structure to detect potential populations and lineages that might exist in terms of toxin profile, response to antifungal agents or differential climatic features. These aspects were studied using the partial sequences of the IGS region (Intergenic Spacer of rDNA units) and the translation elongation factor 1 α gene (EF1-α) of a representative sample (66 strains) of F. verticilloides isolated from six different agro-climatic regions of Turkey. Additional strains from diverse geographic origins were also included in the phylogenetic analyses performed using PAUP. The fumonisin-producing ability of the F. verticillioides strains was tested using a specific PCR assay based on FUM1 gene, a key gene of fumonisin biosynthetic pathway. All the strains were positive to the analysis. Additionally, mating type alleles, MAT-1 and MAT-2, were determined in all the strains. Percentages of MAT-1 and MAT-2 idiomorphs were 63.2% and 36.8%, respectively.