Fasulye Antraknozu Etmeni Colletotrichum lindemuthianum’un Genetik Karakterizasyonu ve Patojene Karşı Dayanıklılık Kaynakları Üzerine Araştırmalar
Özet
Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) içerdiği yüksek besin değerleri nedeniyle dünyanın pek çok ülkesinde insan tüketimi için yaygın olarak kullanılan önemli bir baklagil bitkisidir. Fasulyede üretimini sınırlandıran en önemli hastalık etmenlerinden bir tanesi ise Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. & Magnus) Briosi & Cavara’un neden olduğu antraknoz hastalığıdır. Etmen enfekteli tohum ve bitki artıklarında uzun süre canlılığını koruyabilmekte ve uygun koşullar altında %100 varan ciddi ürün kayıplarına neden olabilmektedir. Bu kapsamda konukçu bitki dayanıklılığının kullanımı antraknoz hastalığının kontrolü için en etkili ve ekonomik metot olarak görülmektedir. Bununla birlikte patojen popülasyonlarındaki yüksek patojenik ve genetik farklılıklar hastalığa karşı dayanıklılık ıslahı çalışmalarında en önemli engel olarak belirtilmektedir. Bu çalışmada ise ülkemizin önemli fasulye üretim alanlarından elde edilen C. lindemuthianum izolatları arasındaki patojenik ve genetik farklılıkların araştırılması ve farklı patojen genotipleri ile dayanıklılık genleri arasındaki ilişkilerin RealTime PCR ile incelenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla ülkemizin 7 farklı ilinden elde edilen 91 patojen izolatı arasındaki genetik farklılıklar iPBS (inter-priming binding sites retrotransposons) ve ISSR (inter simple sequence repeat) yöntemleri kullanılarak analiz edilmiştir. Her iki marker sistemine ait verinin structure ve cluster analizi ile elde edilen dendogram coğrafik dağılımı ile ilişkili olarak patojen izolatları arasında %72 genetik benzerlikte iki ana grubun bulunduğunu göstermiştir. Moleküler varyans (AMOVA) analizi ise bu genetik varyasyonun %58.7’nin izolatlar arasındaki genetik farklılıklardan kaynaklandığını, %41.29 kısmın ise popülasyonlar arasında meydana geldiğini göstermiştir. Kantitatif PCR analizi ise patojen izolatlarına bağlı olarak fasulyede savunma ile ilişkili olan gen ekspresyonlarında önemli farklılıklar göstermiştir. Gülsüm Palacıoğlu’nun doktora tezi olarak gerçekleştirilen bu proje sonuçlarının antraknoz hastalığının kontrolü amacıyla ıslah stratejilerini geliştirilmesine, konukçu patojen ilişkisinin aydınlatılmasına ve araştırıcının bu alandaki mesleki deneyimine katkı sağladığı düşünülmektedir.
Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is an important legume crops, widely used for human consumption in many countries of the world due to it contains high level of nutrients. Bean anthracnose caused by Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. & Magnus) Briosi & Cavara is a destructive fungal disease that restricts bean production. The pathogen survives on infected seeds and crop debris and causes serious yield losses up to 100% under favorable conditions. Thus, the use of host plant resistance is the most economical and effective method for managing anthracnose disease on bean. High pathogenic and genetic variability within the pathogen populations is the primary obstacle in the breeding of resistance to the disease. The objective of this study was to evaluate pathogenic and genetic diversity among C. lindemuthianum isolates from major bean growing areas of Turkey and to analyze relationship between the expressions of resistance-related genes and the pathogen isolates representing different genetic groups by Real-Time PCR. Genetic diversity of 91 Colletotrichum lindemuthianum isolates obtained from seven provinces of Turkey was characterized by inter-priming binding sites (iPBS)-retrotransposons and inter simple sequence repeat (ISSR) analysis. The dendrogram obtained by cluster and structure analysis based on the combined dataset of iPBS and ISSR markers classified the isolates into two main groups with a genetic similarity of 72%, which closely associated with the geographic distribution of the isolates. The analysis of molecular variance (AMOVA) showed that 58.7% of total genetic variability resulted from genetic differences between the isolates within populations, while 41.29% was among populations. The quantitative PCR analysis showed significantly differences in the expression of bean defense-related genes depending on pathogen isolates. The result of this project performed as Ph. D. thesis of Gülsüm Palacıoğlu is thought to contribute the improvement of breeding strategies and clarification of host pathogen interaction for bean anthracnose management and the researcher’s professional experience in this area.