Molecular investigation of biological interaction between Erwinia amylovora, Bacillus subtilis and some apple varieties
Erwinia amylovora, Bacillus subtilis ve bazı elma çeşitlerinin arasındaki biyolojik etkileşimin moleküler düzeyde araştırılması
- Tez No: 908908
- Danışmanlar: PROF. DR. KUBİLAY KURTULUŞ BAŞTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fitopatoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 265
Özet
Dünya çapında önemli bir meyve ürünü olan elma (Malus x domestica Borkh.), Erwinia amylovora (Ea)'nın neden olduğu ateş yanıklığı hastalığı ile önemli ölçüde tehdit edilmektedir. Bu patojen, agresif doğası ve kimyasal mücadele seçeneklerinin sınırlı olması nedeniyle önemli ekonomik kayıplara ve elma üretiminde büyük zorluklara yol açmaktadır. Bu çalışmada, Konya İlçesi, Afyon, Bursa, Isparta, Antalya, İzmir ve Adana dahil olmak üzere çeşitli bölgelerden toplanan elma örneklerinden Ea izolatları saflaştırılmış ve karakterize edilmiştir. Bacillus subtilis str. QST713 (Bs QST713)'nin biyolojik mücadele ajanı olarak etkinliği, negatif kontrol, sadece Ea uygulamaları ve patojenden 6 saat önce uygulanan Bs QST713 + Ea uygulamaları karşısında değerlendirilmiştir. Araştırmada, Bs QST713'nin PR genlerinin, Ea enfeksiyonu için gerekli hrp/dsp genlerinin ve savunma enzimleri peroksidaz (PO) ve polifenol oksidaz (PPO) aktivitesi üzerindeki etkilerini ve Granny Smith ve Royal Gala elma çeşitlerindeki genel hastalık kontrolünü araştırılmıştır. Çalışma, Bs QST713'ün bitki direncini artırmak, kimyasal pestisitlere bağımlılığı azaltmak ve sürdürülebilir elma üretimini ilerletmek için kullanmış olduğu moleküler mekanizmaları açıklamayı amaçlamaktadır. Hastalık belirtileri gösteren ağaç örneklerinden elde edilen izolatlar, biyokimyasal yöntemler ve 16S rRNA sekanslaması ile Ea olarak tanımlanmıştır. Bacillus subtilis, 16S rRNA sekanslaması kullanılarak QST713 straini olarak tanımlanmıştır. In vitro ikili kültür testleri, Bs QST713'ün Ea gelişimini engellediği ve 19,6 mm inhibisyon bölgesi oluşturduğunu göstermiştir. Gen ekspresyon analizi, fenD, srffA, ituC ve BacA genlerinin ifadesinin arttığı ve ituC'nin 48 saat sonra en yüksek ekspresyonu gösterdiğini ortaya koyulmuştur. Bs QST713 uygulaması, hem Royal Gala hem de Granny Smith elma çeşitlerinde PR2, PR5 ve PR8 genlerinin ifadesinin artışına neden olmuştur ve PR8 en çok ekspresyon gösteren gen olarak belirlenmiştir. Buna karşılık, Bs QST713 uygulanan bitkilerde hrp/dsp genlerinin ekspresyonu önemli ölçüde azalmıştır. Özellikle, hrpL, hrpN, hrpA ve dspA/E genlerinin aktivasyonu neredeyse 24 saat gecikmiştir ve Ea uygulanan bitkilerle karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha düşük ekspresyon seviyeleri göstermiştir. Ayrıca, Bs QST713 uygulaması, patojen uygulanan bitkilere kıyasla polifenol oksidaz ve peroksidaz enzimlerinin aktivitesini artırmıştır. Buna paralel olarak, hastalık şiddeti her iki elma çeşidinde de azalmıştır ve Royal Gala ve Granny Smith sırasıyla %51,18 ve %47,68 azalma göstermiştir. Bu bulgular, Bs QST713 uygulamasının PR genlerini aktive edip ifade artışını sağlayarak, patojenin hrp/dsp genlerinin ekspresyonunu baskılayarak ve savunma ile ilgili enzimlerin aktivitesini artırarak sistemik dayanıklılığı (ISR) ve sistemik kazanılmış dayanıklılığı (SAR) uyardığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Apple (Malus x domestica Borkh.), a key fruit crop worldwide, is significantly threatened by fire blight, a severe bacterial disease caused by Erwinia amylovora (Ea). This pathogen results in considerable economic losses and poses major challenges in apple production due to its aggressive nature and limited chemical control options. In this study, Ea isolates were purified and characterized from apple samples collected from various regions, including Konya Province, Afyon, Bursa, Isparta, Antalya, Izmir, and Adana. The efficacy of Bacillu subtilis QST713(Bs QST713) as a biocontrol agent was assessed against a negative control, Ea only treatments, and Bs QST713 + Ea treatments where Bs QST713 was applied 6 hours before the pathogen. The research investigated the effects of Bs QST713 on the expression of PR genes, hrp genes essential for Ea infection, and defensive enzymes peroxidase (PO) and polyphenol oxidase (PPO) activity, alongside overall disease control in Granny Smith and Royal Gala apple varieties. The study aimed to elucidate the molecular mechanisms employed by Bs QST713 to enhance plant resistance, reduce reliance on chemical pesticides, and advance sustainable apple production. The isolates obtained from diseased tree samples were identified as Ea through biochemical methods and 16S rRNA sequencing. Bacillus subtilis was identified as strain QST713 using 16S rRNA sequencing. In vitro dual culture assays demonstrated that Bs QST713 inhibited Ea growth, forming a 19.6 mm inhibition zone. Gene expression analysis revealed that the genes fenD, srfAA, ituC, and BacA were upregulated, with ituC exhibiting the highest expression at 48 hours. The application of Bs QST713 resulted in the upregulation of PR2, PR5, and PR8 genes, with PR8 being the most expressed in both Royal Gala and Granny Smith apple varieties. Conversely, the expression of hrp/dsp genes was significantly downregulated in plants treated with Bs QST713. Specifically, the activation of hrpL, hrpN, hrpA, and dspA/E was delayed by nearly 24 hours and exhibited significantly lower expression levels compared to plants treated with Ea. Additionally, Bs QST713 treatment enhanced the activity of polyphenol oxidase and peroxidase enzymes relative to pathogen-treated plants. Correspondingly, disease severity was reduced in both apple varieties, with Royal Gala and Granny Smith showing reductions of 51.18% and 47.68%, respectively. The application of Bs QST713 appeared to induce systemic resistance (ISR) and systemic acquired resistance (SAR) by upregulating the expression of PR genes, suppressing the pathogen's hrp/dsp gene expression, and enhancing the activity of defense-related enzymes.
Benzer Tezler
- Eskişehir-Kırka bor maden yatakları ve çevresinden bor toleransı yüksek bakterilerin izolasyonu, moleküler karakterizasyonu ve bor toleransı ile ilgili genlerin araştırılması
Isolation and characterization of highly boron tolerant bacteria from Eskisehir-Kirka boron mine and surrounding regions and investigation of genes realated to boron tolerance
NİHAN AKGÜÇ
Doktora
Türkçe
2013
BiyolojiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BEKİR ÇÖL
- Meme kanseri ve meme kanser kök hücrelerinde telomeraz inhibitörü bıbr1532 ajanının etkisinin moleküler biyolojik açıdan incelenmesi
Molecular biological investigation of telomerase inhibitor bibr1532 agent effect in breast cancer and breast cancer stem cells
FATMA DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyolojiEge ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇIĞIR BİRAY AVCI
- Osteosarkoma'da arid3a, XAF1 ve ZNF313 arasındaki olası ilişkinin incelenmesi
Investigation of possible relation between arid3a, XAF1 and ZNF313 in osteosarcoma
NESİL YALMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
GenetikGaziantep ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABU SHAMEEM MD. SAADAT KHANDAKAR
PROF. DR. EMEL ŞAHİN
- Investigation of the general properties of some polyelectrolyte complexes
Bazı polielektrolit komplekslerin genel özelliklerinin incelenmesi
NERMİN ACAR VURAL
- Bazı MXene yapılarının organik moleküllerle etkileşmesinin incelenmesi
Investigation of interaction of some MXene structures with organic molecules
İLKAY ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ETHEM AKTÜRK
