Search

Kök-ur nematodları, domateste verim ve kalite kaybına neden olan zararlılardan biridir. Domateste Mi-1.2 geni, en yaygın kök-ur nematodu türleri olan Meloidogyne incognita, M. javanica ve M. arenaria'ya karşı dayanıklılık sağlamaktadır. Ancak, Mi-1.2 virülent popülasyonların giderek yaygınlaşması bu genin etkinliğini ciddi ölçüde sınırlandırmaktadır. Nematodun beslenmeye başladığı bölgede nematod ve bitki arasında uyumlu ve uyumsuz ilişkisinde birçok genin ifadesinde değişimler gözlenmektedir. Mi-1.2 geninin sağladığı dayanıklılıkta birçok gen etkili olmaktadır. Bu genlerin nematod enfeksiyon sürecindeki ifade düzeylerinin bilinmesi mücadele stratejilerinin geliştirilmesinde önemli olabilecektir. Bu tez kapsamında Mi-1.2 geni ile birlikte dayanıklılıkla ilgili olduğu düşünülen PR-1a, PR-2, PR-5, WRKY72a, WRKY72b, WRKY45, WRKY3, glycogenin glucosyltransferase, HsfA1a, Hsp90 ve peroksidaz genleri ile çalışılmıştır. Bu genleri taşıyan dayanıklı ve duyarlı domates bitkilerinin Meloidogyne incognita'nın Mi-1.2-virülent (V30) ve avirülent (S6) izolatlarına tepkisi sonucu gen ifadelerindeki değişim qRT-PCR ile araştırılmıştır. Mi-1.2 geninin ekspresyon miktarını belirlemek için kullanılan FjMi-1.2 primeriyle inokulasyondan sonra 2. günde, ToMi-1.2 primeriyle ise 5. günde kontrol grubu ve inokulasyon yapılmış bitkiler arasında farklılık bulunmuştur. Mi-1.2 virülent ve avirülent izolatlara karşı bitkilerin Mi-1.2 için elde edilen ΔCT değerleri arasında istatistiki önemde farklılık görülmemiştir. Dayanıklı ve hassas domates bitkilerindeki PR-1a geninin ΔCT değerleri M. incognita'nın Mi-1.2 virülent ve avirülent izolatına göre değişim göstermemiştir. PR-2 geninin hassas bitkideki ifadesi nematod inokulasyonundan sonra 3. güne kadar azalmış daha sonra artmaya başlamış buna karşın dayanıklı bitkide ise günlere ve izolata göre değişiklik göstermemiştir. PR-5 geninin ifadesi hassas bitkide nematod inokulasyondan sonra 5. güne kadar artış göstermiş, dayanıklı bitkide ise Mi-1.2 virülent izolatın inokulasyonundan 3 gün sonra artış göstermiştir. SIWRKY72a, SIWRKY72b, SIWRKY45 ve SIWRKY3 genlerinin M. incognita'nın Mi-1.2 virülent ve avirülent izolatları ile inokulasyonu yapılmış dayanıklı bitkileri ve nematod inokulasyonu yapılmamış kontrol grubu bitkilerinden aynı gün içerisinde elde edilen ΔCT değerleri arasında farklılık bulunmamıştır. Hassas domates çeşidinde nematod inokulasyonundan sonra ilk 5 gün içerisinde SIWRKY72a geninin ΔCT değerleri, kontrol bitkisiyle istatistiki önemde farklılık göstermemiştir. M. incognita'nın avirülent ve Mi-1.2 virülent izolatlarla inokulasyonu yapılan hassas bitkilerde SIWRKY72b ve SIWRKY3 genleri için inokulasyondan 2 gün sonra, SIWRKY45 için 4 gün sonra elde edilen ΔCT değerleri arasında önemli farklılık görülmüştür. Glycogenin glucosyltransferase ve HsfA1a genlerinin, hassas ve dayanıklı bitkilerde M. incognita'nın avirülent ve Mi-1.2 virülent izolatları ile inokulasyonundan sonra uyarılmadığı görülmüştür. Hsp90 geninin ifadesi M. incognita'nın Mi-1.2 virülent izolat ile inokulasyon yapılmış dayanıklı bitkide inokulasyondan sonra 4. ve 5. günlerde artış göstermiş ancak hassas bitkilerde bu durum gözlemlenmemiştir. Peroksidaz geninin hassas bitkideki ifadesi, M. incognita'nın avirülent ve Mi-1.2 virülent izolatlarının inokulasyonu yapıldıktan 2 gün sonra en yüksek düzeyde tespit edilmiştir. Dayanıklı bitkide ise avirülent izolat inokulasyonu yapılan bitkilerdeki ifade düzeyi Mi-1.2 virülent izolat inokulasyonu yapılan bitkilerden daha düşük bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar, PR genlerinin hassas domates bitkisindeki nematodlara karşı bazal savunmada rol alabileceğini göstermektedir. Bu tez çalışmasının Mi-1.2 geninin virülent popülasyonlara karşı daha uzun süre başarılı şekilde kullanılması için temel bilimsel bilgilerin oluşturulmasına imkan verebileceği düşünülmektedir.

Domateste kök ur nematodlarına karşı dayanıklılık sağlayan Mi-1geni 28ºC’nin üzerindeki toprak sıcaklılarında kırılmaktadır. Bu durumu anlamak için Meloidogyne incognita (Kofoid & White, 1919) Chitwood, 1949’ ya hassas ve dayanıklı bitkiler, dört toprak sıcaklığında (25, 28, 30 ve 32ºC) ve 6 sürede (6, 12, 24, 48, 120 ve 168 saat) ayrı ayrı incelenmiştir. Bu çalışma 2015 ve 2016 yılları arasında iklim odalarında yürütülmüştür. İlk denemede bitkiler nematod inokulasyonundan önce aynı altı zaman periyodu için 25, 28, 30 ve 32ºC toprak sıcaklıklarına maruz bırakılmış, daha sonra 25ºC’deki iklim odasına aktarılmıştır. Nematodların üreme faktörü (Rf) dayanıklı bitkilerde 1’den büyük hassas bitkilerde ise 1’den küçük bulunmuştur. İlk denemenin sonucu, Mi-1tarafından sağlanan dayanıklılığın belirtilen toprak sıcaklıklarında kırılmadığını göstermiştir. İkinci denemede toprak sıcaklıkları 25ºC, 28ºC, 30ºC ve 32ºC’ye ulaştığında eş zamanlı olarak M. incognitainokulasyonu yapılmış ve adı geçen sürelerde toprak sıcaklığına maruz bırakılmıştır. Daha sonra bitkiler 25ºC toprak sıcaklığına sahip iklim odasına aktarılmıştır. 32ºC toprak sıcaklığına, 48 saat ve üzerinde maruz bırakılan heterozigot dayanıklı bitkilerde Rf değeri >1 olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar 32ºC toprak sıcaklığına, 48 saat ve üzeri maruz bırakılan bitkilerdeki dayanıklılığın etkisini yitirdiğini göstermiştir., The Mi-1 gene conferring resistance to root-knot nematodes in tomato breaks down at soil temperatures above 28ºC. To understand this phenomenon, the reactions of susceptible and resistant tomatoes toMeloidogyne incognita(Kofoid & White, 1919) Chitwood, 1949 were separately investigated under four soil temperatures, 25, 28, 30 and 32ºC, and at six time periods, 6, 12, 24, 48, 120 and 168 h. The study was conducted between 2015 and 2016 in growth chambers. In the first experiment, the plants were separately exposed to soil temperatures for the same six periods before nematode inoculation and then transferred to a growth chamber with 25ºC. Reproduction factor (Rf) for nematode on resistant plants was 1. Results indicated that the resistance provided by Mi-1persisted under all soil temperatures. In the second experiment, the seedlings were simultaneously inoculated with M. incognita when soil temperatures reached 25, 28, 30 and 32ºC, and held in soil temperatures for the same six periods, then transferred to a growth chamber with 25ºC soil temperature. Rf in heterozygous resistant plants exposed to 32ºC soil temperature for ≥48 h was >1. This study indicated that the resistance in plants held at 32ºC soil temperature for ≥48 h lost its effect.

Domates, dünyada yetiştiriciliği yapılan en önemli sebzelerden birisidir. Kök-ur nematodları domatesin ekonomik olarak önemli bir zararlısıdır. Kök-ur nematodlarına karşı dayanıklı çeşitlerin kullanılması en etkili mücadele yöntemidir. Domateste kök ur nematodlarına karşı dayanıklılık Mi-1 geni tarafından sağlanmakta olup, Meloidogyne incognita, M. javanica ve M. arenaria türlerine karşı etkilidir. Fakat Mi-1 geni tarafından sağlanan dayanıklılık virülent kök-ur nematod popülasyonlarına karşı etkisiz olmakta ve yüksek toprak sıcaklığında kırılmaktadır.Yüksek toprak sıcaklığında Mi-1 geninin performansı ve dayanıklılığın kırılma süresi hakkında farklı bilgiler bulunmaktadır. Bu çalışmada, 25°C, 28°C, 30°C ve 32°C olmak üzere 4 farklı toprak sıcaklığına 6, 12, 24, 48, 120 ve 168 saat sürelerle maruz bırakılan hassas (mimi), heterozigot dayanıklı (Mimi) ve homozigot dayanıklı (MiMi) domates çeşitlerinin M. incognita'ya tepkileri incelenmiştir. Denemelerde domates bitkileri 4 gerçek yapraklı dönemde iken her biri 1000 adet M. incognita J2 ile inokulasyon yapılmıştır. Bitkiler M. incognita'yla iki farklı durumda inokule edilmiştir. İlk denemede bitkiler ayrı ayrı 4 farklı toprak sıcaklığına, belirtilen farklı sürelerde maruz bırakılmıştır. Daha sonra bitkiler toprak sıcaklığı 25°C'ye ayarlanmış olan diğer kabine alınmıştır. Toprak sıcaklığı 25°C'ye olduğunda, bitkiler M. incognita ile inokule edilmiştir. Bu deneme sonucunda testlenen tüm sıcaklıklarda domates çeşitlerinin dayanıklılığı kırılmamıştır. İkinci denemede, bitkiler belirtilen toprak sıcaklılarında 6, 12, 24, 48, 120 ve 168 saat boyunca ayrı ayrı tutulmuştur. Toprak sıcaklıkları 25°C, 28°C, 30°C ve 32°C ulaştığında M. incognita ile inokule edilmiştir. Belirtilen farklı toprak sıcaklıklarında ve sürelerde tutulan bitkiler daha sonra toprak sıcaklığı 25°C olacak şekilde ayarlanmış kabine alınmıştır. 30°C toprak sıcaklığında 120 ve 168 saat tutulan dayanıklı bitkilerde ur sayısı, yumurta kümesi sayısı ve larva sayısı (J2 sayısı/100 g toprak) biraz artmıştır. Fakat Pf/Pi değeri 1'in altında bulunmuştur. M. incognita ile inokulasyondan sonra 32°C toprak sıcaklığında 6 ve 12 saat tutulan bitkilerin köklerinde oluşan yumurta kümesi sayılarında herhangi bir değişiklik olmamıştır. Ancak 32°C toprak sıcaklığında 24 saat tutulan dayanıklı domates bitkilerin köklerindeki yumurta kümesi ve gal sayılarında istatistikî olarak önemli bir artış görülmüştür. 32°C toprak sıcaklığında 48 saat tutulan bitkilerin köklerinde yumurta kümesi sayısı, ur sayısı ve larva sayısı (J2 sayısı/100 g toprak) 24 saat tutulanlardan daha fazla artmıştır.Heterozigot dayanıklı bitkilerin 32°C toprak sıcaklığında 48 saat ve daha fazla tutulmasında Pf/Pi değeri 1'den büyük çıkmıştır. Buna karşın homozigot dayanıklı bitkilerde ise 32°C toprak sıcaklığında 120 ve 168 saat tutulmasında Pf/Pi değeri 1'den büyük çıkmıştır. Bu çalışma 32°C toprak sıcaklığında 48 saat ve daha fazla tutulan bitkilerde dayanıklılığın kırıldığını göstermiştir. Bu bulgular, toprak sıcaklığının 32°C'ye ulaştığı üretim alanlarında, Mi-1 geni taşıyan dayanıklı domates çeşitlerinin daha etkin kullanılmasına imkân verebilecektir. Tomato is one of the most important vegetables grown in the world. Root-knot nematodes are considered as economic pests of tomato. The use of tomato varieties resistant to root-knot nematodes is the most effective management method. In tomato, resistance to root-knot nematodes is controlled by the Mi-1 gene which confers resistance to Meloidogyne incognita, M. javanica and M. arenaria. But Mi-1 gene is not effective against virulent root-knot nematode populations. Moreover, resistance provided by this gene is broken down at high soil temperature. There is contradictory information about the breaking duration of resistance and the performance of Mi-1 gene at high soil temperature. In the present study, responses to M. incognita of susceptible (mimi), heterozygote resistant (Mimi) and homozygote resistant (MiMi) tomato varieties subjected to four different soil temperatures (25°C, 28°C, 30°C and 32°C) for time periods (6, 12, 24, 48, 120 and 168 h) were separately investigated. In all experiments, tomato plants with four true leaves stages were inoculated with 1000 second-stage juveniles of M. incognita. Plants were inoculated with M. incognita in two different experimental designs. First, plants were separately exposed to different soil temperatures for time periods mentioned above. Then, the plants were transferred to another growth chamber. When soil temperature was at 25°C, the plants were inoculated with M. incognita. Resistance of tomato varieties was not broken down in the tested all soil temperatures. Second, the plants were separately exposed to different soil temperatures mentioned above for time periods (6, 12, 24, 48, 120 and 168 h). When soil temperature reached separately at 25°C, 28°C, 30°C and 32°C, plants were simultaneously inoculated with M. incognita. Inoculated plants were held in soil temperatures mentioned for time periods and then, transferred to another growth chamber at 25°C soil temperature. The number of juveniles in soil, and galls and egg masses on root of resistant plants held at 30°C soil temperature for time periods 120 and 168 h increased a few values. But Pf/Pi ratio was < 1. The number of egg masses on root of resistant plants held at 32°C high soil temperature for time periods 6 and 12 hours did not change. But, the number of galls and egg masses on root of resistant plants held at 32°C high soil temperature for 24 hours were statistically significant. When same plants were held at 32°C soil temperature for 48 hours, the number of juveniles in soil, gall and egg masses on root of them increased more than for 24 hours. Pf/Pi ratio of heterozygote resistant plants subjected to at 32°C soil temperature for 48 hours and more than 48 hours was >1. However, Pf/Pi ratio of homozygote resistant plants subjected at 32°C soil temperature for 120 and 168 hours was >1. This study showed that resistance was broken in plants held at 32°C soil temperature for 48 hour and more. The findings could help the efficient use of tomatoes bearing Mi-1 gene grown in fields which are at high soil temperatures (≥32°C). 73