Bulgular ve Tart ma Materyal ve Yöntem

Transkript

1 BATEM Domates Hatlar n Bakteriyel Kanser ve Solgunluk (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis) a Dayan kl k Durumlar n Belirlenmesi A.Kaba 1, A. Ünlü 1, H. lbi 2, A. O uz 1, S. Zengin 1 Bat Akdeniz tar msal Ara rma Enstitüsü, Antalya Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, zmir demirelliaylin@hotmail.com Özet Domates, toplam ekili alan, üretimi ve ticareti aç ndan Türkiye de ya sebze grubunun en önemli ürünlerinden birisini olu turmaktad r. Domateslerde yeti tiricilik s ras nda fungal ve viral hastal k etmenlerinin yan s ra pek çok bakteriyel etmende önemli ürün kay plar na neden olmaktad r. Bu bakteriyel hastal klardan biri de Clavibacter michiganensis subsp.michiganensis (Smith) Davis et al. in (Cmm) neden oldu u bakteriyel solgunluk hastal r. Hastal a kar dayan kl kta kaynak, domatesin yabani türü S. pimpinellifolium, S. hirsutum ve S. peruvianum dur ve genetik dayan kl k 2 gen taraf ndan kontrol edilmektedir. Hastal a kar mücadelede dayan kl çe it kullan en etkin ve çevreci yöntem olarak görülmektedir. Domateste hastal a dayan kl çe it bulunmamakta olup, bu çal ma ile BATEM gen havuzundaki hatlar n dayan kl k durumlar n belirlenmesi ve slah programlar na dahil edilmesi amaçlanmaktad r. Ara rmada yurtd ndan temin edilen LA 2157 ve LA 407 dayan kl yabani materyalleri ile enstitü gen havuzunda bulunan 3 saf hat (BATEM 1, 2, 3) kullan lm r. Testlemelerde inokulasyon yöntemi olarak gövdeye enjeksiyon metodu uygulanm r. Fideler 2-4 gerçek yaprakl oluncaya kadar serada yeti tirilmi ve 10 7 hücre/ml yo unlukta bakteri süspansiyonlar inoküle edilmi tir. nokulasyondan 8-10 gün sonra enfekteli fidelerde olu an solgunluk simptomlar ve iletim demetlerinde olu an kahverengile melere göre 0 (simptom yok), 5 (ölü bitki) skalas na göre de erlendirilmi tir. Testleme sonucunda yurtd ndan temin edilen 2 materyalin dayan kl teyit edilmi, enstitü hatlar ise hassas bulunmu tur. Bu çal ma sonucunda elde edilen dayan kl materyaller çe it geli tirme çal malar nda kullan lmak üzere domates slah program na aktar lacakt r. Anahtar Kelimeler: domates, clavibacter michiganensis subsp.michiganensis, slah Determination of Bacterial Wilt and of Cancer (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis) Resistance in BATEM Tomato Lines Abstract Tomato is one of the most important product in terms of area, production and trade of fresh vegetable in Turkey. During the tomato production, bacterial diseases in addition to fungal and viral diseases have resulted in significant crop losses. One of these bacterial diseases is bacterial wilt disease caused by Clavibacter michiganensis subsp. (Smith) Davis et al. 'S (Cmm). The resistance sources are wild tomato species such as S. pimpinellifolium, S. hirsutum and S. peruvianum, and resistance is controlled by two genes. Use of the disease resistant varieties is seen as the most effective and environmentally friendly method. There is no disease-resistant varieties of tomato. This study aimed to determine resistance of the lines in BATEM gene pool and to be included in breeding programs. Resistant wild materials (LA 2157 and LA 407) and three pure lines (BATEM 1, 2, 3) in the institute gene pool were used. Stem injection method in testing disease resistance was used. Seedlings until the 2-4 true leaves were grown in the greenhouse and were inoculated by using 10 7 cells /ml of bacteria suspension. Symptoms of infected seedlings 8 to 10 days after inoculation, were evaluated according to disease severity on a scale of 0 (no symptom) to 5 (dead plant). Resistance of 2 materials from abroad has been confirmed and the institute lines were found to be sensitive. Resistant materials will be transferred to tomato breeding programs. for cultivar development. Key Words: tomato, clavibacter michiganensis subsp.michiganensis, breeding

2 Giri : Domates (Solanum lycopersicum L.), patl cangiller (Solanaceae) familyas ndan anavatan Güney ve Orta Amerika olan tek ll k bir bitki olup, Amerika dan Avrupa ya, buradan da tüm dünyaya yay ld bilinmektedir. Özellikle son dönemlerde tüketicilerde sa kl ve dengeli beslenme bilincinin olu mas temel ürün olarak domatesi kar za ç karmaktad r. Dünya da ve ülkemizde en çok üretilen domates, taze tüketiminin yan s ra endüstriyel kullan m (konserve, salça, ketçap, tur u vb) aç ndan da önemli bir yer te kil etmektedir. klim de ikliklerine kar dayan kl olmas yan nda kolay yeti tiricili iyle de birçok üretici taraf ndan tercih edilen domates, toplam ekili alan, üretimi ve ticareti aç ndan da Türkiye de ya sebze grubunun en önemli ürünlerinden birisini olu turmaktad r. Üretim miktar aç ndan incelendi inde Türkiye; Çin ve ABD den sonra Dünyada üçüncü s rada yer almaktad r. Dünya da üretilen 129 milyon ton domatesin % 9 u (11 milyon ton) Türkiye de üretilmektedir (FAO, 2009). Ülkemizdeki toplam ha sebze alan n %24.8 i domates üretimi için kullan lmaktad r (TÜ K, 2006). Bu miktar aç kta ve örtüalt nda yap lan yeti tiricilik alanlar kapsamaktad r. Bu yeti tiricilik ekilleri bölgelere göre farkl k göstermektedir. Marmara ve Ege Bölgeleri sanayiye yönelik üretim yaparken, Akdeniz Bölgesinde taze tüketime yönelik örtüalt yeti tiricili i yo unla r. Örtüalt domates yeti tiricili inde ton ile domates ilk rada yer al rken bunu s ras yla h yar, karpuz, biber ve patl can takip etmektedir (Özalp ve Akta, 2008). Örtüalt alanlar z da yeti tirilen domates çe itlerinin % 100 ünü F1 hibritler olu turmaktad r. Hibrit çe it geli tirme çal malar ilk olarak 1970 li y llarda Bat Akdeniz Tar msal Ara rma Enstitüsü nde ba lam ve bu güne kadar 30 a yak n çe it geli tirilmi, bunlardan baz lar ebeveyn sat ile özel sektöre aktar lm r (Tüzel ve ark., 2010) 2009 y itibariyle Türkiye de kamu ve özel sektör taraf ndan 577 adet standart ve hibrit domates çe idi tescil ettirilmi tir (TTSM 2008). Bu çe itlerin 555 adedi hibrit ve 22 adedi standart domates çe ididir. Hibrit domates çe itlerinin 93 ü yerli ve 463 ü yabanc orijinli çe itler olu turmaktad r. Standart domates çe itlerinin ise 13 ü yerli ve 9 u yabanc orijinli çe ittir. Domates yeti tiricili i esnas nda hastal k ve zararl lar ciddi bir problem olarak kar za kmakta ve yakla k olarak 200 den fazla hastal k bulunmaktad r. Bunlar virüsler, bakteriler, nematodlar ve funguslard r (Agrios, 1988; Jones, 1991). Hastal klar aras nda Clavibacter michiganensis subsp.michiganensis (Cmm) in neden oldu u solgunluk hastal önemli bir bakteri hastal olup, bitkide önemli tahribatlara neden olmaktad r. Bakteriyel solgunluk belirtisi domates bitkisinin çiçek devresine yak n zamanda ortaya ç kar. Solma alt yapraklardan ba lay p, yukar do ru ilerler. Solgunluk daha sonra yan kl a dönü ür ve yapraklar aç k kahverengiye döner (Jones 1991). Hastal n ileriki dönemlerinde gövdede yara ve çatlaklar olu ur. Meyvelerde beyaz haleli kahverengi lekeler hastal k için tipik belirti olup, ku gözü lekesi olarak tan mlan r. iddetli enfeksiyonlarda verim kayb %84 ün üzerindedir (Jones 1991, Gleason 1993). Ülkemizde bu hastal n varl ile ilgili yap lan çal malara bak ld nda Tokgönül (1998) ün bildirdi ine göre ilk olarak ç Anadolu bölgesinde (Bremer ve Özkan, 1950) saptand ktan sonra, Güney Do u Anadolu (Bremer ve ark.,1952), Marmara (Karahan, 1965) ve Ege bölgesinde (Karaca ve Sayg, 1977) tespit edilmi tir. Daha sonra yap lan çal malarda etmen Do u Akdeniz (Ç nar, 1980), Bat Akdeniz (Basim ve ark., 2004) ve Do u Anadolu (Sahin ve ark., 2002) bölgelerinde domates üretim alanlar nda belirlenmi tir. ahin ve ark. (2002) Do u Anadolu Bölgesinde Oltu, spir ve Yusufeli nin domates yeti tirilen alanlar nda hastal n yayg nl n %100 oldu unu bildirmi lerdir. Bas m ve ark. (2004) Isparta ya ba Keçiborlu, Çand r ve eyhler ilçeleri ile Antalya ya ba Serik, Aksu, Kumluca, Demre ve K k ilçelerinde örtüalt domates alanlar n % 26 ile % 65 aras nda de en oranlarda Clavibacter ile bula k oldu unu saptam lard r. Domateste ekonomik zarar meydana getiren etmenin inokulum kaynaklar, bula k toprak, yabanc otlar, hastal kl bitkiler, hastal kl bitki art klar ve özellikle bula k tohumlard r (Gitiatis ve ark., 1989; Çetinkaya ld z ve Aysan, 2008). Bu hastal kla

3 mücadelede; hastal ks z tohum kullan, fiziksel ve kimyasal tohum uygulamalar (Dhanvantari, 1989; Fatmi ve ark., 1991; Özaktan, 1991), koruyucu bak r uygulamalar (Özaktan, 1991), toprak solarizasyonu (Tokgönül, 1998), ve biyolojik mücadele (Tokgönül ve Ç nar, 1999; Çetinkaya Y ld z ve Aysan, 2007 ve 2008), bitki aktivatörleri (Çetinkaya Y ld z ve Aysan, 2005) ve çinko gübrelemesi (Çakmak ve Aysan, 2009) önerilmektedir. Ancak istenilen düzeyde hastal k önlenememektedir. Mücadelede en etkin ve çevreci yöntem olanak varsa dayan kl çe it kullan r. Hastal n kal na bak ld nda Clavibacter e dayan kl k birden fazla gen taraf ndan kontrol edilmekte ve Cmm geni Clavibacter e dayan kl ifade etmektedir. Bu hastal n dayan kl k kayna olarak, domatesin yabani türleri olan S. pimpinellifolium, S. hirsutum ve S. peruvianum tan mlanmaktad r (Berry 1989, Sandbrink 1995). Bu bakteriyel etmene dayan kl S. peruvianum kaynakl LA2157 aksesyonu ve S. hirsutum kaynakl LA407 aksesyonlar geli tirilerek, bunlarda hastal a dayan kl kla ili kili çal malar yap lm r (Sandbrink ve ark.,1995; Van Heusden ve ark.,1999) TTSM verilerine göre ticari kayda al p tescil ettirilen 577 domates çe idi içinde Cmm e dayan kl hibrit bulunmamaktad r ve bu çal ma ile BATEM gen havuzundaki hatlar n dayan kl k durumlar n belirlenmesi ve slah programlar na dahil edilmesi amaçlanmaktad r. Materyal ve Yöntem Ara rmada bitki materyali olarak yurtd ndan temin edilen LA 2157 ve LA 407 dayan kl yabani materyalleri ile enstitü gen havuzunda bulunan 3 saf hat (BATEM 1, 2, 3) kullan lm r. Testlemede kulland z LA2157 materyali S. peruvianum kaynakl, LA407 materyali ise S. hirsutum kaynakl r. Çal mada kullan lan Clavibacter izolat, Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bitki Koruma Bölümü ö retim üyelerinden Prof. Dr. Ye im Aysan n bakteri kültür koleksiyonundan temin edilmi tir. Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis e kar dayan kl k için yap lan testlemelerde inokulasyon yöntemi olarak gövdeye enjeksiyon metodu kullan lm r. Fideler 4-5 gerçek yaprakl oluncaya kadar serada yeti tirilmi ve testleme büyüklü üne gelen fidelerin gövdesine tek bir noktadan enjektör yard ile 100 µl bakteri enjekte edilerek patojen inoküle edilmi tir. nokule edilen bitkiler kontrollu sera ko ullar na al nm ve yüksek nem sa lamak amac yla 24 saat süreyle slak polietilen torba içerisinde tutulmu tur. nokulasyondan bir gün sonra fideler torbalardan ç kart lm r. Kontrol bitkilerde hastal k belirtileri olu tuktan sonra bitkiler hastal k yönünden de erlendirilmi tir. Bitkilerde olu an solgunluk simptomlar ve iletim demetlerinde olu an kahverengile melere göre, hastal k 0-5 skalas na göre de erlendirilmi tir. Herhangibir solgunluk ve kahverengile me görülmediyse 0, ölü bitkiler ise 5 olarak kaydedilmi tir (Francis ve ark., 2001). Gövdeye enjeksiyon metodu kullan larak yap lan testlemede 3 lt hacimli saks lar kullan lm r. Deneme 5 tekkerrürlü olarak kurulmu tur ve her tekerrürde 2 adet bitki olmak üzere toplam 10 adet bitki testlenmi tir. Domates fidelerinde her bitkide 2 yapra a patojen inoküle edilmi tir. Kontrol bitkilerde hastal k belirtileri olu tuktan sonra bitkiler hastal k yönünden de erlendirilmi tir. Bulgular ve Tart ma Bakteriyel solgunluk domates yeti tirilen alanlarda h zla yay larak bir tehdit olu turmaktad r. Bakteri ile ilgili yap lan son çal malar hastal n tarla ve seralarda h zla yay m gösterdi ini ortaya koymaktad r (Louwvs ve ark., 1998). Clavibacter e dayan kl k birden fazla gen taraf ndan kontrol edilmekte olup, bu da dayan kl çe it geli tirilmesini zorla rmaktad r. Bu hastal n dayan kl k kayna olarak, domatesin yabani türleri olan S. pimpinellifolium, S. hirsutum ve S. peruvianum tan mlanmaktad r (Berry 1989, Sandbrink 1995). Poysa (1993) de yapraktan inokülasyon ve kök dald rma ile yapt klar testlemelerde slah hatlar taram lar ve dayan kl bulduklar çe it geli tirmek için slah programlar na aktarm lard r. Çal mam zda her genotipten 10 bitki olacak ekilde testlemeler yap lm r. Çizelge 1 de testleme sonuçlar yer almaktad r.

4 Materyal smi Testlenen Bitki Say Dayan kl Bitki Say Hassas Bitki Say LA LA BATEM BATEM BATEM Buna göre yap lan testleme sonucunda LA407 ve LA2157 materyallerinde testlenen 10 bitkinin hepsi dayan kl bulunmu tur. Ayn testlemede BATEM 1, 2 ve 3 nolu saf hatlar ise hassas olarak tespit edilmi tir. Hassas olarak belirledi imiz Enstitü hatlar nda Clavibacter belirtisi olan kahverengile me görülürken LA2157 ve LA407 de herhangibir solgunluk ve kahverengile me görülmemi tir. (Francis ve ark., 2001) Francis ve ark., (2001), yapt klar çal mada da kullan lan LA407 dayan kl olarak bulunmu ve di er bir dayan kl k kayna olan S. peruvianum orjinli LA 2157 en iyi dayan kl k kayna olarak tespit edilmi tir. Ayr ca LA2157 ile yap lan genetik analizlerde dayan kl k genleriyle ilgili ilk çal malarda 5 QTL (Sandbrink ve ark.,1995) ve sonraki çal malarda 3 QTL (Van Heusden ve ark.,1999) belirlenerek, en etkili QTL in 7. kromozomda oldu u belirtilmi tir. 7 nolu kromozomda S. peruvianum kaynakl dayan kl kla ili kili SCAR moleküler aretleyicisi de belirlenerek, slahta kullan laca belirtilmi tir. LA407 materyali ile yap lan genetik çal mada da Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis izolatlar na dayan kl kla ilgili 2. ve 5. kromozomlarda bulunan 2 QTL belirlenerek, her iki QTL ile ili kili RGA i aretleyicileri belirlenmi tir. Özellikle S. peruvianum ile kültür domatesi aras nda yap lan melezleme çal malar nda embriyo veya ovül kurtarma çal malar n gereklili i, bu kayna n slahta kullan s rlamaktad r. S. hirsutum kaynakl LA407 dayan kl aksesyonla S. esculentum hatlar aras ndaki melezmelerden olu turulan iki F2 populasyonunda yap lan genetik analizlerde dayan kl kla ili kili 2 QTL (2. ve 5 kromozomlarda) ve dayan kl k genleriyle ili kili RGA moleküler i aretleyicisi belirlenmi tir (Kabelka ve ark., 2002). S. Hirsutum kaynakl bu iki QTL in haritalamas çal malar nda epistatik etkide dayan kl kontrol etti i ortaya konmu tur (Coaker ve Francis, 2004). Sonuç Testleme sonucunda yurtd ndan temin edilen 2 materyalin dayan kl teyit edilmi, enstitü hatlar ise hassas bulunmu tur. Bu çal ma sonucunda elde edilen dayan kl materyaller çe it geli tirme çal malar nda kullan lmak üzere domates slah program na aktar lacakt r. Te ekkür Testlemede kullan lan Clavibacter izolat temin etti imiz Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bitki Koruma Bölümü ö retim üyesi hocam z say n Prof. Dr. Ye im AYSAN a te ekkür ederiz. Kaynaklar Bas m. E., Bas m, H., Dickstein E. R. And Jones J. B., Bacterial canker caused by Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis on greenhouse-grown tomato in the Western Mediterranean Region of Turkey. Plant Disease, 88:1048 Coaker, G. L and Francis, D. M., Mapping, genetic effects, and epistatic interaction of two bacterial canker resistance QTLs from Lycopersicon hirsutum Theor Appl Genet (2004) 108: Çakmak, Ö. ve Y. Aysan, Farkl düzeylerde çinko uygulanan domates bitkilerinde bakteriyel solgunluk hastal üzerine bitki geli imini art ran kökbakterilerinin etkisinin ara lmas. Türkiye III. Bitki Koruma Kongresi, Temmuz 2009, Van. sayfa: 333. Çetinkaya Y ld z, R. ve Y. Aysan Bakteriyel Solgunluk Hastal Etmeni (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis) le Bula k Domates Fidelerinde Bitki Aktivatörlerinin Etkinli inin Belirlenmesi. Türkiye 2. Tohumculuk Kongresi, 359 (özet), 9-11 Kas m 2005, Adana. Çetinkaya-Y ld z, R. ve Y. Aysan, Domates bakteriyel solgunluk hastal (Clavibacter michiganenss subsp. michiganensis) n n bitki büyüme düzenleyici rhizobakteriler (PGPR) ile mücadelesi. Türkiye II. Bitki Koruma

5 Kongresi, A ustos 2007, Isparta. sayfa:189. Çetinkaya-Y ld z, R. ve Y. Aysan, Domates tohumlar nda bakteriyel solgunluk hastal etmeni Clavibacter michiganenss subsp. michiganensis in bitki büyüme düzenleyici rhizobakteriler (PGPR) ile mücadelesi üzerine ara rmalar. Türkiye III. Tohumculuk Kongresi, Haziran 2008, Kapadokya, sayfa:179. Çetinkaya Y ld z R., Aysan Y Domates bakteriyel solgunluk hastal. Bitki Bakteri Hastal klar (Edt. Sayg H., ahin F., Aysan Y.) Meta bas m, zmir. S: nar, Ö., Domates bakteriyel solgunlu u hastal etmeni (Corynebacterium michiganense (E:F:S)) nin tan, sava yöntemleri ve etmene kar dayan kl domates çe itleri üzerine ara rmalar. Ç. Ü. Ziraat Fakültesi Yay nlar, No: 139. Bilimsel Ara rma ve nceleme Tezleri: 31-36s. Dhanvantar, B.N., Effect of seed extraction methods and seed treatments on control of tomato bacterial canker. Canadian Journal of Plant Pathology, 11: Geylani, E., H. Saygili, Y. Aysan, and F. Sahin, Detection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis from infected tomato seeds using conventional and molecular methods. 5th ISTA SHC Seed Health Symposium, May 2005, Angers, France. FAO, Tar msal Üretim Verileri. ( Fatm, M., Schaad, N. W., and Bolkan, H. A., Seed treatments for eradicating Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis from naturally infected tomato seeds. Plant Disease, 75: Francis, D. M., Kabelka, E., Bell, J., Franchino, B., and St. Clair, D Resistance to bacterial canker in tomato (Lycopersicon hirsutum LA407) and its progeny derived from crosses to L. esculentum. Plant Dis. 85: Özaktan, H., Domates Bakteriyel Solgunlu u (Clavibacter michiganensis subsp michiganensis) le Sava m Olanaklar Üzerine Ara rmalar. Doktora tezi, Bornova, zmir, Kabelka, E., Franchino, B., and Francis, D. M Two loci from Lycopersicon hirsutum LA407 confer resistance to strains of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Phytopathology 92: Louws, F. J., Bell, J., Medina-Mora, C. M., Smart, C. D., Opgenorth, D., Ishimaru, C. A., Hausbeck, M. K., de Bruijn, F. J., and Fulbright, D. W rep-pcr mediated genomic fingerprinting: A rapid and effective method to identify Clavibacter michiganensis. Phytopathology 88: Poysa, V Evaluation of tomato breeding lines resistant to bacterial canker. Can. J. Plant Pathol. 15: Sandbrink JM, Ooijen JWv, Purimahua CC, Vrielink M, Verkerk P, Zabel P, Lindhout P (1995) Localization of genes for bacterial canker resistance in Lycopersicon peruvianum using RFLPs. Theor Appl Genet 90: ahin F., Uslu, H., Kotan R. and Dönmez, F., Bacterial Canker, Caused by Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis, on Tomatoes in Eastern Anatolia Region of Turkey. Plant Pathology: 51, 399. Tokgönül, S., Ticari domates tohumlar nda bakteriyel solgunluk etmeni (Cmm) nin saptanmas ve etmene kar mücadele olanaklar üzerine ara rmalar. Ç. Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dal, Doktora Tezi, Adana, 93s. Tokgönül, S. ve Ç nar, Ö., Domates Bakteriyel Solgunluk Hastal Etmeni (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis) ile Mücadelede Antagonist Bakterilerin Kullan m Olanaklar. Türkiye IV. Biyolojik Mücadele Kongresi, Ocak, 1999, Adana, s Van Heusden A.W., Koornneef, M., Voorrips, R.E., Brüggemann, W. G., Pet, Vrielink-van Ginkel, X.Chen R., Lindhout P Three Qtls From Lycopersicon Peruvianum Confer A High Level Of Resistance to Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis.

6