Kök-ur nematodlarına karşı dayanıklılık sağlayan bazı genlerin Mi-1.2 virülent Meloidogyne incognita izolatlarına karşı reaksiyonları ve izolatların seleksiyon sonrası genomlarının GBS ile araştırılması
Response of root-knot nematode resistant genes against Mi1.2 virulent Meloidogyne incognita isolates and investigation ofthe genomes of isolates after selection by GBS
- Tez No: 993008
- Danışmanlar: PROF. DR. ZÜBEYİR DEVRAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Solanaceae familyasına ait kültür bitkilerinin ana zararlılarından birisi kök-ur nematodları (Meloidogyne spp.)'dır. Dünyada ve ülkemizde kök‐ur nematodları ile mücadelede dayanıklı anaçlar ve çeşitler kullanılmaktadır. Ancak dayanıklı çeşitlerin kullanımını sınırlandıran en önemli faktörlerin başında virülent kök-ur nematodu popülasyonları yer almaktadır. Virülent popülasyon oluşumunu engellemek için kök-ur nematodlarına karşı dayanıklılık sağlayan genleri taşıyan bitkilerin rotasyonlu olarak kullanılması önem taşımaktadır. Bu nedenle günümüzde biber ve patlıcanda kök-ur nematodlarına karşı yaygın olarak kullanılan dayanıklılık sağlayan genlerin Mi-1.2 virülent popülasyonlara karşı mücadelede alternatif olup olmayacağının belirlenmesi ürün rotasyon modelinin oluşturulmasında önemli bir yaklaşım olabileceği öngörülmektedir. Bu çalışma kapsamında; biber ve yabani patlıcan bitkilerinde kök-ur nematodlarına karşı dayanıklılık sağlayan genlerin, M. incognita'nın Mi-1.2 doğal virülent (V6 izolatı) ve selektif virülent (V30 izolatı) izolatlarına seleksiyon sürecindeki tepkileri ve Mi-1.2 virülent izolatlarının farklı popülasyon yoğunluklarının, dayanıklı biber (Me1) ve patlıcan (S. torvum) bitkilerindeki virülenslik durumundaki değişimler araştırılmıştır. Bunun için her bir izolatın 1. seleksiyon için dayanıklı biber ve patlıcan bitkilerine 5000 ikinci dönem larva (J2) ve 10000 J2 seviyelerinde ayrı ayrı inokülasyon yapılmıştır. İkinci ve üçüncü seleksiyonda ise önceki seleksiyonlardan elde edilen J2'ler kullanılmıştır. Bitkiler 24±1°C'de, %60±5 neme sahip iklim odası koşullarında 16:8 (Aydınlık:Karanlık) fotoperiyotta tutulmuştur. İnokülasyondan 56 gün sonra bitkiler sökülerek kökleri değerlendirilmiştir. Değerlendirme işleminde bitki kök yaş ağırlığı belirlenerek her bir izolat için köklerde meydana gelen gal ve yumurta paketleri sayılarak 0-5 indeksine göre değerlendirilmiştir. Ayrıca seleksiyon sonrası dayanıklığı aşan izolatın tekrar dayanıklı domateste inokülasyon yapılarak virülenslik seviyesindeki değişimi belirlenmiştir. Patolojik verilere göre Me1 genini doğal virülent izolatın (V6) aştığı ancak selektif Mi1.2 virülent (V30) M. incognita izolatının ise seleksiyon sürecini tamamlayamadığı, patlıcan anacı S. torvum'da ise her iki izolatın seleksiyon sürecini tamamlayamadığı belirlenmiştir. Bu sonuçlar ışığında S. torvum'un dayanıklılık yönetim stratejilerinde ürün rotasyon bitkisi olarak kullanılabileceği, virülent popülasyonların zararının azaltılmasında önemli rol oynayabileceği ve virülent popülasyonların ortaya çıkmasını geciktirebileceği önerilmiştir. Aynı şekilde seleksiyon sürecini aşan virülent izolatın tekrar Mi-1.2 genine maruz bırakılmasıyla virülentlik frekansında bir düşüş meydana geldiği belirlenmiştir. Böylece ürün rotasyon modellerinde farklı gen kaynaklarının kullanımıyla virülent popülasyonların kontrol edilebileceği kanısına varılmıştır. Çalışmada izolatların seleksiyon süreçleri sonrası genomlarındaki değişimler moleküler düzeyde Genotipleme ile Dizileme (GBS) yöntemiyle ddRAD (double digest Restriction-site Associated DNA) teknolojisi kullanılarak araştırılmıştır. Bu kapsamda izolatların başlangıçtaki J2'leri ile üçüncü seleksiyon sonunda elde edilen J2'lerinden DNA izolasyonu yapılmış ve ddRAD teknolojisi kullanılarak kütüphaneler yeni nesil dizileme (NGS) için hazır hale getirilmiştir. Daha sonra Illumina HiSeq SBS sisteminde okuma işlemi gerçekleştirilmiştir. Yeni nesil dizileme analizleri sonucunda toplamda 12.149 yüksek kaliteli ve güvenilir SNP (single nucleotide polymorphism) verisi elde edilmiştir. Elde edilen bu veriler, TASSEL programında kulanılmıştır. R programında ggplot2 ile görselleştirilmiştir. Ayrıca PCoA (Principal Coordinates Analysis) popülasyon genetiği analizleri yapılmıştır. GBS verilerine göre güvenilir SNP bölgeleri belirlenmiştir. Yapılan analizler sonucunda, V6 izolarının Me1 geninde 3. seleksiyonda ortaya çıkan ve 6. ve 7. seleksiyonda devam eden değişim bölgeleri,“kalıcı ilerleyen değişim bölgeleri”olarak değerlendirilmiş ve nesiller boyunca stabil hale gelen genomik kaymaların en güçlü adayları olarak önceliklendirilmiştir. Bu kalıcı bölgeler, ilerleyen aşamada fonksiyonel validasyon ve moleküler marker geliştirme süreçleri için öncelikli aday bölgeler olarak değerlendirilebilecektir.
Özet (Çeviri)
Root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) are one of the main pests of cultivated plants belonging to the Solanaceae family. Resistant rootstocks and cultivars are used in the control of root-knot nematodes both in the world and in our country. However, virulent root-knot nematodes are one of the most important factors limiting the use of resistant cultivars. To prevent the formation of virulent populations, it is important to use plants carrying genes that confer resistance to root-knot nematodes in a rotational manner. Therefore, determining whether the genes conferring resistance widely used against rootknot nematodes in pepper and eggplant today can be an alternative in the control of Mi- 1.2 virulent populations is anticipated to be an important approach in establishing a crop rotation model. This study investigated the responses of genes conferring resistance to root-knot nematodes in pepper and wild eggplant plants to Mi-1.2 naturally virulent (V6 isolate) and selected virulent (V30 isolate) M. incognita isolates during the selection process, and the changes in virulence status in resistant pepper (Me1) and eggplant (S. torvum) plants at different population densities of Mi-1.2 virulent isolates. For this purpose, each isolate was inoculated separately into resistant pepper and eggplant plants at levels of 5000 J2 and 10000 J2 for the first selection. In the second and third selections, J2 levels obtained from previous selections were used. The plants were kept in a climate chamber at 24±1 °C, 60±5% humidity, and a photoperiod of 16:8 (Light:Dark). After 56 days of inoculation, the plants were removed and their roots were evaluated. In the evaluation process, the fresh weight of the plant roots was measured and for each isolate, the number of galls and egg masses formed in the roots was counted and evaluated according to a 0- 5 index. In addition, the change in virulence level of the isolate that exceeded resistance after selection was determined by re-inoculating it into resistant tomato. According to pathological data, it was determined that the Me1 gene was exceeded by the naturally virulent isolate (V6), but the selective Mi1.2 virulent (V30) M. incognita isolate did not complete the selection process, and in eggplant rootstock S. torvum, both isolates did not complete the selection process. Considering these results, it is suggested that S. torvum can be used as a crop rotation plant in resistance management strategies, that it can play an important role in reducing the damage of virulent populations, and that it can delay the emergence of virulent populations. Similarly, it was determined that re-exposure of the virulent isolate that exceeded the selection process to the Mi-1.2 gene resulted in a decrease in virulence frequency. Thus, it was concluded that virulent populations can be controlled by using different gene sources in crop rotation models In this study, the changes in the genomes of the isolates after the selection processes were investigated at the molecular level using the Genotyping by Sequencing (GBS) method using ddRAD (double digest Restriction-site Associated DNA) technology. In this context, DNA was isolated from the initial J2s of the isolates and from the J2s obtained at the end of the third selection, and the libraries were prepared for nextgeneration sequencing (NGS) using ddRad technology. Then, the sequencing process was performed on the Illumina HiSeq SBS system. As a result of the NGS analyses, a total of 12.149 high-quality and reliable SNP (single nucleotide polymorphism) data were obtained. These data were used in the TASSEL program and visualized with ggplot2 in the R program. Additionally, PCoA (Principal Coordinates Analysis) population genetic analyses were performed. Reliable SNP regions were determined according to the GBS data. As a result of the analyses, the change regions in the Me1 gene of V6 isolates that appeared in the 3rd selection and continued in the 6th and 7th selections were evaluated as“persistent progressive change regions”and prioritized as the strongest candidates for genomic shifts that become stable over generations. These change regions may be considered as priority candidate regions for functional validation and molecular marker development processes in the future.
Benzer Tezler
- Kök ur nematodlarına direnç sağlayan Mi-1 geninin bazı yerel domates genotiplerinde karakterizasyonu
Characterization of root knot nematodes resistance Mi-1 gene at some local tomato genotypes
MERYEM BİRLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
ZiraatŞırnak ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TARKAN AYAZ
- Türkiye'de kullanılan şeftali ve nektarin anaçlarının kök-ur nematodu türlerine (Meloidogyne spp.) tepkileri ile dayanıklılık genlerinin moleküler işaretleyicilerle belirlenmesi
Determination of the response of peach and nectarin rootstocks used in Turkey against root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) and the resistance genes of them with molecular markers
MÜRŞİDE YAĞCI
- Domateste Meloidogyne luci'ye karşı MI-1.2 geni tarafından sağlanan dayanıklılığa nematod popülasyonunun, bitki genetik yapısının ve toprak sıcaklığının etkisi
Effect of nematode population, plant genetic background and soil temperature on the resistance conferred by MI-1.2 gene against Meloidogyne luci in tomato
ŞEVVAL BARUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN AYDINLI
- Dört sera domates çeşidinin kök-ur nematodlarına (Meloidogyne spp.) karşı dayanıklılığı üzerinde incelemeler
Untersuchungen über die resistenz von vier gewaechshaus tomatensorten gegen wurzelgalnematode (Meloidogyne spp.)
ESEN MERT
- Hıyarda kök-ur nematodlarına karşı moleküler markırların geliştirilmesi
Development of molecular markers for root-knot nematode resistance in cucumber
ZÜBEYİR DEVRAN
Doktora
Türkçe
2006
BiyoteknolojiÇukurova ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İBRAHİM HALİL ELEKÇİOĞLU