Kültür mantarı (Agaricus bisporus) yetiştiriciliğinde yeşil küf hastalık etmeninin (Trichoderma spp.) karakterizasyonu ile verime etkilerinin incelenmesi ve transkriptomik analizi
The characterization of green mold disease agent (Trichoderma spp.) in mushroom (Agaricus bisporus) production and their effects on yield and transcriptomic analysis
Yazar: GÜNEŞ TURGAY
Danışman: DOÇ. DR. BİRSEN ÇAKIR AYDEMİR ; DOÇ. DR. ERKAN EREN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Mantar üretimi, dünya çapında ciddi kayıplara neden olan yeşil küf hastalığından oldukça etkilenmektedir. Ege ve Marmara bölgelerindeki mantar üretim yerlerinden elde edilen 56 Trichoderma izolatının morfolojik ve moleküler karakterizasyonu yapılmıştır. Analizlerin sonucunda T. aggressivum, T. europaeum, T. pleuroticola, T. virens, T. harzianum ve T. afroharzianum izolatları tanımlanmıştır. ITS ve tef1 dizilerine dayalı olarak oluşturulan filogenetik ağaç oluşturulmuştur. Trichoderma izolatlarının Agaricus bisporus miseline karşı antagonistik etkilerinin belirlenmesi amacıyla dual test yapılmıştır. En yüksek litik ve mikoparazitik aktiviteye sahip iki Trichoderma izolatının (3/9 ve 7/5) verim ve mantar kalite parametreleri üzerindeki etkilerini belirlemek için in vivo çalışmalar yapılmıştır. Sonuç olarak T. aggressivum f. agressivum ve T. agresivum f. europaeum izolatları, in vitro ve in vivo olarak A. bisporus büyümesini önemli ölçüde (p < 0.05) inhibe etmiştir. Kontrol pin, kontrol şapka ve Trichoderma türleriyle enfekte olmuş şapkadan RNA-seq analizi yapılmıştır. Bu analiz sonucunda gen ifadesi bakımından istatistiksel karşılaştırmalar; CP (kontrol pin) – CC (kontrol şapka) ile, CP (kontrol pin) – TC (enfekte şapka) ile ve CC (kontrol şapka)- TC (enfekte şapka) grupları arasında yapılmıştır. Bu gruplar arasında farklı ifade edilen genler için biyoinformatik analizler olarak; gen ontolojisi, KEGG analizi, heat-map ve ortolog analizleri yapılmıştır. KEGG analizi ile genlerin rol aldıkları metabolik yolaklar, işlevler belirlenmiştir. Yeşil küf hastalık etmeni Trichoderma türlerinin A.bisporus kültür mantarında meydana getirdiği transkriptom düzeyinde değişim tespit edilmiştir.
RNA seq analizi sonucunda 114133,121394,151828 numaralı genlerin kontrol şapkada, kontrol pine göre gen ifadesinin arttığı görülmüştür. 205013 ve 193671 numaralı genlerin enfekte şapkada kontrol pine göre gen ifadesinin arttığı belirlenmiştir. Gen ifadesinde en fazla artış ve en fazla düşüş gösteren 9 gen belirlenmiştir. Bu genler için Real time PCR ile RNA seq analizinin validasyonu gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Mushroom production is highly affected by green mould disease, which causes serious losses worldwide. Morphological and molecular characterisation of 56 Trichoderma isolates obtained from mushroom production sites in the Aegean and Marmara regions were carried out. As a result of the analyses,T. aggressivum, T. europaeum, T. pleuroticola, T. virens, T. harzianum and T. afroharzianum isolates were identified. A phylogenetic tree was constructed based on ITS and tef1 sequences. Dual test was performed to determine the antagonistic effects of Trichoderma isolates against Agaricus bisporus mycelium. In vivo study was carried out to determine the effects of the two Trichoderma isolates with the highest lytic and mycoparasitic activity (3/9 and 7/5) on yield and mushroom quality parameters. As a result, T. aggressivum f. agressivum and T. agresivum f. europaeum isolates significantly (p < 0.05) inhibited A. bisporus growth in vitro and in vivo. RNA-seq analysis was performed on control pin, control cap and cap infected with Trichoderma species. As a result of this analysis, statistical comparisons in terms of gene expression were made between CP (control pin) - CC (control cap), CP (control pin) - TC (infected cap) and CC (control cap)-TC (infected cap) groups. Gene ontology, KEGG analysis, heat-map and ortholog analyses were performed as bioinformatic analyses for the differentially expressed genes between these groups. The metabolic pathways and functions of the genes were determined by KEGG analysis. Changes in the transcriptome level caused by green mould disease agent Trichoderma species in A.bisporus culture mushroom were determined. As a result of RNA seq analysis, it was observed that the expression of the genes named 114133, 121394, 151828 increased in the control cap compared to the control pin. The expression of genes named 205013 and 193671 were increased in the infected cap compared to the control cap. The expression of 9 genes were changed. RNA seq data were validated for these genes with Real time PCR analysis.