Domateste bakteriyel kanser ve solgunluk hastalığına karşı dayanıklılık mekanizmasıyla ilişkili olabilecek genlerin ifadelerinin belirlenmesi
Determining the expressions of possible genes related to resistance mechanism against bacterial cancer and the wilt diseases in tomatoes
Yazar: KHALID MOHAMMED ABDU ABDU
Danışman: PROF. DR. HÜLYA İLBİ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) adlı bakteriyel etmen domateste bakteriyel kanser ve solgunluk hastalığına neden olmaktadır. Bu hastalığa karşı dayanıklılık çok genle kontrol edilmekte ve bu genler domatesin yabani türlerinde (Solanum pimpinellifolium, Solanum hirsutum ve Solanum peruvianum) bulunmaktadır. Bu çalışmada, Cmm etmenine karşı dayanıklılık mekanizmasından sorumlu gen/genlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, domatesin dayanıklı hatları (LA 407,  LA 2157), hassas hatları (BATEM, Moneymaker) ve LA 2157 hattı ile BATEM 1 nolu saf hat arasındaki F1 melezlerinin Cmm patojenine karşı savunma mekanizmalarında etkili olabilecek 16 farklı genin ifade profilleri analiz edilmiştir. Dayanıklı ve hassas hatlara ait bitkiler, ülkenin farklı bölgelerinden toplanmış ve virülensliği yüksek 10 Cmm izolat karışımı ve kontrol gurubu olarak saf su ile gövdeden inoküle edilmiştir. İnokülasyon sonrası 1, 2, 4, 6, 8, 10 , 12 saat ve 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12'inci günlerde, her bir bitkiden inokülasyon noktasının 1 cm altından ve 1 cm üzerinden örnekler alınmıştır. Alınan bitki örneklerinde 16 geninin ifadelerindeki değişim real-time PCR ile araştırılmıştır. 
LA 2157 ve LA 407 hatlarında, BATEM ve Moneymaker hatlarına göre yüksek oranda dayanıklılık tespit edilmiştir. Hastalık şiddeti bakımından değerlendirildiğinde ise LA 2157 hattının, LA 407 hattına göre daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir.
Hem hassas hem de dayanıklı hatlarda ERF/AP2 geni, Pti5 geni, ACO1 geni, sınıf II kitinaz geni, W-IP Sn-1 geni, ekstensin benzeri protein (ELP), K-1 TF geninin erken ve geç dönemde ifadelerindeki artış, bu genlerin Cmm dayanıklılık mekanizmasında etkili olabileceğini göstermektedir. Hassas Moneymaker ve BATEM 1 hatlarında VWP geninin erken dönemde en yüksek ifadeye ulaşması ve dayanıklı LA 2157 hattında ise geç dönemde en yüksek ifade profili göstermesi, bu genin Cmm etmenine karşı duyarlı tepkide ve temel savunma sisteminde rol oynayabileceğini düşündürmektedir. Ayrıca, EIX R1 geninin LA 2157 ve LA 407 dayanıklı hatlarda en üst ifadeye erken dönemde ulaşması, bu genin temel savunma mekanizmasıyla ilgili olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
A bacterium, Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis (Cmm), causes bacterial canker and wilt disease on tomato. Resistance to disease is controlled by multiple genes and those genes are present in wild tomato varieties (Solanum pimpinellifolium, Solanum hirsutum ve Solanum peruvianum). The host responses to Cmm and molecular mechanisms associated with the development of disease symptoms are largely unexplored. To investigate plant responses activated during Cmm infection, the changes in host gene expression during disease development were analyzed in resistant lines (LA 407, LA 2157) and susceptible lines (BATEM and Moneymaker) and F1 population crossing between LA 2157 and BATEM. 
The seedlings of resistant and susceptible lines and F1 populations were inoculated by 10 high virulence effects of Cmm mixture isolates, collecting from different part of Turkey and water as a control. The shoot part, 1cm above and below of the inoculation point were taken 1, 2, 4, 6, 8 10, 12 hour and 1, 2, 4, 6, 8, 10 , 12 days after Cmm inoculation and expression of the 16 genes involved in basal defence responses were analyzed by real-time PCR.
The LA 2157 and LA 407 lines were more resistant to Cmm than BATEM and Moneymaker lines. Furthermore, LA 2157 line was found to be most resistant line againist to Cmm according to severity of symptom.
The induction of gene expression for ERF/AP2, Pti5, ACO1, chitinase, W-IP Sn-1, extensine, K-1 TF genes in both early and late time after Cmm inoculation, proved that these genes might be effective in resistancy mechanism. Although the expression of VWP gene in succeptible lines (Moneymaker and Batem) induced in early stage of Cmm inoculation, the expression of VWP gene in resistant line, LA 2157 induced in late time after inoculation. Therefore, it can be suggested that the VWP gene may play a role in succeptible response and basal defence mechanism. Furthermore, induction of EIX R1 gene expression in early time point in resistant lines (LA 2157 and LA 407) showed that this gene might be associated with basal defence response to Cmm.