Patates (Solanum tuberosum L.) çeşitlerinde tuz stresi ve Rhizoctonia solani kühn interaksiyonunun moleküler düzeyde incelenmesi
Investigation of salinity stress and Rhizoctonia solani kühn interaction at molecular level in potato (Solanum tuberosum L.) cultivars
Yazar: ÇİĞDEM AYDOĞAN
Danışman: PROF. DR. ECE TURHAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Çevresel stres faktörleri, tek başına bitkilerin verimlerini ve besin değerlerini etkiler, ayrıca bitki patojenlerinin habitatlarını da olumsuz yönde etkileyerek patojenlerin yayılmasına neden olur. Bu nedenle, bitkiler aynı anda farklı stres faktörlerine maruz kaldıkları yerde yaşamak için çeşitli stratejiler geliştirmelidir. Bu tez çalışmasında, tuz (NaCl) stresi, Rhizoctonia solani ve bu iki stres faktörünün kombinasyonuna farklı tepkiler gösteren patates çeşitlerinin fizyolojik özelliklerinde ve sukroz metabolizmasında meydana gelen değişikliklerin moleküler ve gen ifadesi düzeyinde belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, üç aşama olarak planlanan denemede 19 ticari patates çeşidi, fizyolojik ve morfolojik farklılıklar ile verim ve verim öğeleri vasıtasıyla ilk olarak tuzluluk toleransı ve ikinci olarak morfolojik farklılıklar vasıtasıyla R. solani' ye dayanıklılık açısından taranmıştır. Yapılan analizler sonucu Russet Burbank (tuza toleranslı, R. solani' ye dayanıklı), Desiree (tuza toleranslı, R. solani' ye hassas), Granola (tuza hassas R. solani' ye dayanıklı) ve Lady Claire (hem tuza hem de R. solani' ye hassas) çeşitleri seçilmiş ve üçüncü aşama olan; kontrol, NaCl, R. solani, R. solani+NaCl interaksiyonu uygulamalarına maruz bırakılmıştır. Çeşitlerin olgunlaşma dönemlerinin ayrı ayrı stres faktörlerine ve kombinasyonuna tolerans göstermeleri üzerinde etkili olduğu düşünülmektedir. Karbonhidratların varlığı ve dağılımının R. solani+NaCl stresine toleransta etkili olduğu belirlenmiştir. Yapılan analizlerde gerek enzim aktivitesi gerekse gen ifade düzeyi sonuçları değerlendirildiğinde özellikle yumru büyümesi ve olgunlaşması dönemlerinde invertazların daha yüksek seviyelerde ifade edildiği tespit edilmiştir. Bitki savunma ve yanıt mekanizmalarındaki rolleri de düşünüldüğünde NaCl, R. solani, R. solani+ NaCl streslerinde invertazların sukroz sintaza kıyasla daha önemli bir rol oynadıkları belirlenmiştir. Bununla birlikte yaklaşık 73, 45 ve 35 kDa moleküler ağırlığa sahip üç dehidrin proteinin NaCl, R. solani, R. solani+ NaCl streslerine toleransta etkili olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Climate change alone affects yields and nutritional values of plants, as well as causing the spread of pathogens by negatively affecting the habitats of plant pests and pathogens. For this reason, plants must evolve to live where they are exposed to different stress factors at the same time. In this study, it was aimed to determine the changes in the physiological characteristics and sucrose metabolism of the potato varieties that show different responses to salt stress, Rhizoctonia solani and the combination of these two stress factors at the molecular and gene expression level. For this purpose, in the experiment planned as three stages, 19 commercial potato cultivars were screened fistly for salinity tolerance by physiological and morphological differences along with yield and yield components, and secondly for resistance to R. solani by morphological differences. According to the results of the screenings, Russet Burbank (NaCl tolerant, R. solani resistant), Desiree (NaCl tolerant, R. solani sensitive), Granola (NaCl sensitive, R. solani resistant) and Lady Claire (susceptible to both) cultivars were selected and subjected to  the third stage; control, NaCl, R. solani, R. solani+NaCl interaction applications. Results showed that the maturity periods of the varieties influence tolerance of individual stress factors and combination. The presence and distribution of carbohydrates was determined to be effective in tolerance to R. solani+NaCl stress. When the results of both enzyme activity and gene expression were evaluated, it was determined that invertases were expressed at higher levels, especially during the tuber initiation and bulking stages. Considering their roles in plant defense and response mechanisms, invertases are thought to play a more important role in NaCl, R. solani, R. solani + NaCl stresses compared to sucrose synthase. Besides, three dehydrin proteins of size 73, 45 and 35 kDa are thought to have effective means in tolerance to NaCl, R. solani, R. solani + NaCl stresses. Besides, three dehydrin proteins with an approximate molecular weight of 73, 45 and 35 kDa are thought to be effective in tolerance to NaCl, R. solani, R. solani+NaCl stresses.