Bazı buğday genotiplerinin barley yellow dwarf virus (BYDV)'ne markör destekli seleksiyon ile dayanıklılıklarının belirlenmesi ve reaksiyonlarının değerlendirilmesi
Determining the resistance of some wheat genotypes to barley yellow dwarf virus (BYDV) by marker assisted selection and evaluation of their reactions
Yazar: SEVDİYE YORGANCI
Danışman: PROF. DR. SERAP AÇIKGÖZ
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Amaç: Ege Bölgesi kışlık buğday üretim alanlarında örnekleme yapılarak RT-PCR ile BYDV PAV ve BYDV MAV'ın tanılanması, ülkemizin farklı bölgelerinde yetiştirilen 88 adet buğday genotipinde SCAR markörleri kullanılarak barley yellow dwarf virus (BYDV) ile ilişkili Bdv2 dayanıklılık geninin varlığının belirlenmesi ve Bdv2 dayanıklılık geni içerdiği saptanan buğday genotiplerinin BYDV PAV ve BYDV MAV'a reaksiyonlarının sera ve tarla koşullarında değerlendirilmesi amaçlanmıştır. 
Materyal ve Yöntem: 2018 yılında Ege Bölgesinde buğday alanlarında sarı cücelik virüs (YDVs) hastalık belirtileri sergilediği tahmin edilen buğdaylardan yaprak örnekleri alınmış ve bitkilerde görülen hastalık simptomları fotoğraflanmıştır. Simptamatolojik olarak BYDV ile bulaşık olduğu tahmin edilen 135 adet buğday yaprak örneğinden Foissac vd., (2001)'nın yöntemine göre elde edilen TNA ekstraksiyonlarından spesifik primerler kullanarak RT-PCR ile BYDV PAV ve BYDV MAV'ın tanısı yapılmıştır. DNA ekstraksiyonları Doyle ve Doyle, (1987)'e göre yapılmış olan 88 adet buğday genotipi içerisinde Bdv2 dayanıklılık geni taşıyan genotip SCAR markörleri BYAgi ve BDF5 kullanılarak PCR testi ile belirlenmiştir. Bdv2 geni taşıyan genotip ve BYDV hassas/dayanıklı olduğu bilinen genotipler ile BYDV PAV ve BYDV MAV'ın reaksiyon denemeleri tarla ve sera koşullarında kurulmuştur. 2020 yılı 15 Mart ile 15 Mayıs tarihleri arasında taşınma çalışmalarında vektör olarak kullanılmak amacıyla yaprak biti bireyleri Aydın ili buğday alanlarındaki bitkilerden toplanmıştır. Ardından cam seralarda entomolojik kafeslerdeki sağlıklı buğday bitkilerine aktarılarak teşhisi yapılan vektör yaprak biti kolonileri ayrı ayrı oluşturulmuştur (Parozito, 2013). 2020 yılı Mart ayından itibaren buğday alanlarından alınan yaprak örnekleri RT-PCR ile BYDV PAV ve BYDV MAV enfekteli olduğu belirlenen 2-4 yapraklı dönemdeki bitkiler virüs kaynağı bitki olarak seçilmiştir. Sera ve tarla koşullarında kurulmuş olan denemelerde buğday genotiplerine BYDV MAV için S. avenae, BYDV PAV için R. padi bireyleri ile aktarılmıştır. Buğday genotiplerinin dayanıklılık durumları BYDV PAV ve BYDV MAV'ın taşınmasından sonra belirtilerin 0-5 skalasına göre değerlendirilmesi, % hastalık şiddetinin hesaplanması ve ardından RT-PCR ile BYDV PAV ve BYDV MAV varlığının doğrulanması yapılmıştır. Tarla koşullarındaki denemede ayrıca SPSS programı kullanılarak ANOVA varyans analizi ile buğday genotiplerinin verim ve kalite kriterleri değerlendirilmiştir.
Bulgular: Ege Bölgesi kışlık buğday üretim alanları Uşak, Kütahya, Manisa, Denizli, Aydın, ve İzmir illerinde örnekleme yapılan alanlarda buğday bitki yapraklarında kızarıklık, bitkilerde cücelik ve tarla genelinde yeşilden sarıya dönen renk açıklıkları simptomlarına rastlanmıştır. Elde edilen 135 örnekten %6'sının BYDV PAV ve %3'ünün BYDV MAV ile bulaşık olduğu RT-PCR ile saptanmıştır. 
88 adet buğday genotipinden sadece birinin iki SCAR markörü ile ilişkili Bdv2 genini içerdiği ve 87 genotipin ise Bdv2 genini içermediği belirlenmiştir. Sera ve tarla koşullarında yapılan reaksiyon denemelerinde Bdv2 geni taşıyan genotipin BYDV PAV ve BYDV MAV'a reaksiyonları 0-5 skalasına göre değerlendirildiğinde 0-3 skala değerleri arasında sonuç verdiği saptanmıştır. Reaksiyon denemesi sonucu simptomların 0-5 skalasına göre değerlendirilmesi, RT-PCR ve % hastalık şiddeti değerlerine göre Bdv2 geni içeren genotipin BYDV PAV ve BYDV MAV'a dayanıklılık durumu değerlendirilmiştir. Tarla denemesinde Bdv2 geni taşıyan genotipin verim ve kalite kriterleri ANOVA varyans analizi ile değerlendirildiğinde bazı kriterlerin kontrol gruplarına göre artan veya eksilen yönde farklı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. 
Sonuç: Test edilen 88 buğday genotipi arasından sadece bir buğday genotipinin Bdv2 geni taşıdığı markör destekli seleksiyon ile belirlenmiş ve sera-tarla koşullarındaki deneme bulguları sonucu ile bu genotipin BYDV PAV ve BYDV MAV'a orta derecede dayanıklı/toleranslı olabileceği sonucuna varılmıştır. Gelecekte bu genotipin BYDV PAV ve BYDV MAV dayanıklığı için Bdv2 geni kaynağı olarak buğday ıslah çalışmalarında kullanılması mümkün olabilecektir. 

Anahtar kelimeler: Buğday, Barley yellow dwarf virus (BYDV PAV ve BYDV MAV), Dayanıklılık, SCAR (BYAgi ve BDF5), Bdv2 Geni

Abstract:
Objective: Identification of BYDV PAV and BYDV MAV by RT-PCR by sampling in Aegean Region winter wheat production areas, determination of the presence of Bdv2 resistance gene associated with barley yellow dwarf virus (BYDV) by using SCAR markers in 88 wheat genotypes grown in different regions of our country and Bdv2 resistance gene it was aimed to evaluate the reactions of wheat genotypes determined to contain BYDV PAV and BYDV MAV under greenhouse and field conditions.
Material and Methods: In 2018, leaf samples were taken from wheat, which is estimated to exhibit yellow dwarf virus (YDVs) symptoms, in wheat fields in the Aegean Region and disease symptoms in plants were photographed. Diagnosis of BYDV PAV and BYDV MAV was made by RT-PCR using specific primers from TNA extractions obtained according to the method of Foissac et al. DNA extractions were performed according to Doyle and Doyle, (1987) and the genotype carrying the Bdv2 resistance gene was determined by PCR using SCAR markers BYAgi and BDF5 among 88 wheat genotypes. Reaction trials of BYDV PAV and BYDV MAV with genotypes carrying the Bdv2 gene and known to be susceptible/tolerant to BYDV were established under field and greenhouse conditions. Aphid individuals were collected from plants in the wheat fields of Aydın province to be used as vectors in transmission studies between 15 March and 15 May 2020. Then, vector aphid colonies were created separately by transferring them to healthy wheat plants in entomological cages in glass greenhouses (Parozito, 2013). Leaf samples taken from wheat fields since March 2020 were determined to be infected with BYDV PAV and BYDV MAV by RT-PCR, and plants in the 2-4 leaf period were selected as virus source plants. In trials established in greenhouse and field conditions, wheat genotypes were transferred with S. avenae for BYDV MAV and R. padi for BYDV PAV. After the transmission of BYDV PAV and BYDV MAV, the resistance status of the wheat genotypes were evaluated according to the 0-5 scale, the % disease severity was calculated, and then the presence of BYDV PAV and BYDV MAV was confirmed by RT-PCR. In the experiment under field conditions, yield and quality criteria of wheat genotypes were evaluated with ANOVA analysis of variance using SPSS program.
Results: In the Aegean Region winter wheat production areas, Uşak, Kütahya, Manisa, Denizli, Aydın, and İzmir provinces, symptoms of redness in wheat plant leaves, dwarfism in plants, and lightness of color turning from green to yellow across the field were observed in the sampling areas. It was determined by RT-PCR that 6% of the 135 samples obtained were contaminated with BYDV PAV and 3% with BYDV MAV.
It was determined that only one of 88 wheat genotypes contained Bdv2 genes associated with two SCAR markers and 87 genotypes did not contain the Bdv2 gene. When the reactions of the genotype carrying the Bdv2 gene to BYDV PAV and BYDV MAV were evaluated according to the 0-5 scale, it was determined that the reaction tests carried out in greenhouse and field conditions gave results between 0-3 scale values. As a result of the reaction experiment, the symptoms were evaluated according to the 0-5 scale, the resistance of the genotype containing the Bdv2 gene to BYDV PAV and BYDV MAV was evaluated according to RT-PCR and % disease severity values. When the yield and quality criteria of the genotype carrying the Bdv2 gene in the field experiment were evaluated by ANOVA analysis of variance, it was determined that some criteria gave different results in increasing or decreasing direction compared to the control groups.
Conclusion: Among the 88 tested wheat genotypes, only one wheat genotype carrying the Bdv2 gene was determined by marker-assisted selection, and as a result of the trial findings in greenhouse-field conditions, it was concluded that this genotype may be moderately resistant/tolerant to BYDV PAV and BYDV MAV. In the future, it may be possible to use this genotype in wheat breeding studies as a source of Bdv2 gene for BYDV PAV and BYDV MAV resistance.

Key Words: Wheat, barley yellow dwarf virus (BYDV PAV and BYDV MAV), Resistance, SCAR (BYAgi and BDF5), Bdv2 Gene