Patateste ekonomik açıdan önemli olan kök-ur ve kist nematodlarının tanılanması için SNP'e bağlı KASP sistemlerinin geliştirilmesi
Development of snp-dependent KASP system for the identification of economically important root-knot and cyst nematodes in potato
Yazar: MUSTAFA ÇATALKAYA
Danışman: PROF. DR. ZÜBEYİR DEVRAN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı / Bitki Koruma Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Patates dünya nüfusunun beslenmesi için temel gıdalardan birisidir. Patates taze tüketiminin yanı sıra hayvan yemi, tohumluk ve endüstriyel nişasta olarak da kullanılmaktadır. Ekonomik öneme sahip olan patatesin yetiştiriciliğinde pek çok zararlı ve hastalık bulunmaktadır. Patates kist nematodlarından Globodera rostochiensis, Globodera pallida; kök-ur nematodlarından Meloidogyne hapla ve Meloidogyne chitwoodi türleri patates bitkisinin ana zararlılarındandır. Bu türler dünya çapında patates üretiminde verim kaybına, market değerinin düşmesine ve üretim alanlarının sınırlanmasına sebebiyet vermektedirler. Karantina analizleri ve mücadele stratejilerinin belirlenebilmesi için bu türlerin doğru ve hızlı bir şekilde tanılanması gerekmektedir.
Bu çalışmada; G. rostochiensis, G. pallida, M. hapla ve M. chitwoodi türlerini tanılamak için tek nükleotid polimorfizmlerine (SNP) dayanan KASP (Kompetitive Allele-Specific PCR) tekniği kullanılmıştır. GenBank (NCBI)'asından bu türlere ait diziler kullanılarak her bir tür için spesifik SNP'ler belirlenmiştir. Daha sonra G. rostochiensis için KASP-Gr, G. pallida için KASP-Gp, M. hapla için KASP-NMhp ve M. chitwoodi için KASP-Mch primerleri geliştirilmiştir. Geliştirilen primerler bu türleri birbirlerinden ve diğer bitki paraziti nematodlarından başarılı bir şekilde ayırt edebilmiştir. Bu türlerin farklı biyolojik dönemlerinden elde edilen DNA'lar kullanılarak tanılamaları yapılmıştır. Globodera rostochiensis ve G. pallida türleri tek bir kist üzerinden tanılanabilmiştir. Larva düzeyinde yapılan çalışmalarda G. rostochiensis türü için >8 adet larva DNA'sı, G. pallida türü için 1 adet larva DNA'sının bu türleri tanılamak için yeterli olduğu belirlenmiştir. Meloidogyne hapla türünü tanılamak için geliştirilen KASP-NMhp primerlerinin sadece tek 1 adet larva DNA'sında başarılı bir şekilde çalıştığı tespit edilmiştir. Meloidogyne chitwoodi türünü tanılamak için geliştirilen KASP-Mch primerlerinin >20 adet larva DNA'sında çalıştığı belirlenmiştir. Ayrıca, KASP-Mch primerleri, M. chitwoodi ile enfekteli patates yumrusunun dokusundan doğrudan izolasyon yapılarak elde edilen DNA'ları başarılı bir şekilde tanılanmıştır. 
Geliştirilen primerler, başta karantina laboratuvarları olmak üzere pek çok uygulama laboratuvarında bu türlerin doğru ve hızlı bir şekilde tanılanabilmesinde kullanılabilecektir.

Abstract:
Potato is one of the basic foods for feeding the world's population. In addition to its fresh consumption, potato is also used as animal feed, seed and industrial starch. Cultivation of potato which have economic importance are many pest and diseases. Globodera rostochiensis, Globodera pallida species from potato cyst nematodes; Meloidogyne hapla and Meloidogyne chitwoodi species from root-knot nematodes are the pests of potato plants. These species cause loss of productivity in potato production, decrease in market value and limitation of production areas worldwide. These species need to be identified accurately and quickly in order to take quarantine measures and determine management strategies.
In this study, KASP (Kompetitive Allele-Specific PCR) technique based on single nucleotide polymorphisms (SNP) was used to identify the species G. rostochiensis, G. pallida, M. hapla and M. chitwoodi. SNPs were determined for each species using the available DNA sequences of these species from GenBank. KASP-Gr, KASP-Gp, KASP-NMhp and KASP-Mch for G. rostochiensis, G. pallida, M. hapla and M. chitwoodi were developed, respectively. These primers were able to successfully distinguish G. rostochiensis, G. pallida, M. hapla, M. chitwoodi species from each other and from other plant parasitic nematodes. These species were identified using DNA obtained from different biological stages. Globodera rostochiensis and G. pallida species were identified from one cyst using KASP-Gr and KASP-Gp primers. Studies conducted at the larval level showed that >8 juvenils DNAs for the G. rostochiensis species and 1 juvenile DNA for the G. pallida species were sufficient to identify these species. KASP-NMhp primers developed to identify M. hapla species were found to work successfully in 1 juvenile DNA. It was determined that the KASP-Mch primers developed to identify M. chitwoodi species worked in >20 juvenils DNAs. In addition, KASP-Mch primers successfully identified DNAs obtained by direct isolation from infected potato tuber tissue with M. chitwoodi.
The developed primers can be used accurate and quick identification of these species in many laboratories, especially quarantine laboratories.