SRP72 geninin arpa homologunun arpada külleme hastalığına karşı dirençlilikte fonksiyonunun belirlenmesi

Abstract

Bitkilerde hastalığa karşı dirençlilik mekanizması henüz çözümlenmemiş bir konudur. Eğer bir bitki belirli bir hastalığa karşı dirençli ise; bitkilerde bulunan R (dirençlilik) proteinleri hastalık yaratan organizmada bulunan Avr (avirulans) proteinini tanır. Bu tanımadan sonra R proteini bir sinyal iletim mekanizması başlatır ve bitkinin aşırı hassas tepki vererek, hidrojen peroksit (H2O2) biriktirmesine ve saldırıya uğrayan hücresinin ani ölümüne sebep olur. Bu mekanizma ile bitki, düşman organizmanın saldırısını durdurur. Arpada Mla6 geni Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh) tarafından oluşturulan külleme hastalığına karşı dirençlilikten sorumlu genlerden birisidir. Bu çalışmada amaç Mla6 (Pallas01 arpa çeşidi) ve AvrMla6 (Bgh95(53/01) izolatı) etkileşiminden, bitki hücresinin ölümüne kadar olan sinyal iletim mekanizmasının anlaşılmasıdır. Bu amaca yönelik SRP72 (Sinyal Tanıma Partikülü 72) geninin arpa homologu, BSMV (Arpa Çizgili Mozaik Virüsü) kullanılarak Virüsle Uyarılan Gen Susturma (VIGS) yöntemi ile susturularak külleme hastalığındaki rolü tespit edilmiştir. SRP72 geninin mRNA düzeyi susturma yapıldıktan sonra kontrol (BSMV: 00) bitkisine göre %57 azaldığı gösterilmiştir. SRP72 geni susturulmuş bitkilerde külleme hastalığına karşı dirençlilik değişimi hifin uzunluğu ve spor verimi incelenerek tespit edilmiştir. SRP72 geni susturulmuş arpa bitkilerinde toplam sporun %83.2'si çimlenirken, kontrol bitkilerinde %20.6'sı çimlenmiştir. Susturma olan bitkilerdeki hifin uzunluk ortalamasının ise kontrol bitkilerine göre iki kat daha uzun olduğu tespit edilmiştir.

Disease resistance in plants is yet an unresolved topic. If a plant is resistant to a certain disease, R (resistance) proteins in plants, recognize the Avr (avirulence) protein of the disease causing organism. After this recognition R protein starts a signaling cascade which results in the hypersensitive response; accumulation of hydrogen peroxide (H2O2) and sudden death of the attacked plant cell. By this mechanism plant stops the invasion of the enemy organism. The barley Mla6 gene is one of the genes that are responsible for the resistance against the Powdery Mildew fungus Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh). The main aim in this study is to understand the signaling events between the Mla6 (Pallas01 barley isolate) and AvrMla6 (Bgh95 (53/01) isolate) recognition and the death of the plant cell. For this purpose SRP72 (Signal Recognition Particle 72) barley homolog was silenced by using BSMV (Barley Stripe Mosaic Virus) mediated Virus Induced Gene Silensing (VIGS) and the role of SRP72 in powdery mildew disease was determined. The level of mRNA in SRP72 gene silenced plant samples showed 57% decrease with respect to control group (BSMV: 00). The change in resistance to powdery mildew in SRP72 silenced plants were determined by using the length of the hyphae and the germination efficiency. In SRP72 silenced plants 83.2% of the spores were germinated while 20.6% was germinated on control plants. The length of hyphae on silenced plant leaf was double than the hyphae on control plants.