Pamuk (Gossypium hirsutum L.)`da Verticilliumsolgunluğu (Verticillium dahliae Kleb.)`na karşıdayanıklı hatların In Vitro seleksıyon ile eldeedilmesine yönelik araştırmalar

Abstract

Pamuk, ülkemiz ekonomisinin önemli sektörlerinden olan tekstil başta olmak üzerebirçok farklı sanayi kolunun hammaddesidir. Pamuk tarımının ve pamuğa dayalısanayinin sağladığı iş istihdamı göz önünde bulundurulduğunda, pamuk; hem Dünya,hem de ülkemiz genelinde sosyo-ekonomik yapı içerisinde önemli etkilere sahipbulunmaktadır.Pamuk bitkisindeki mevcut en önemli hastalık, vejetasyonun her aşamasında sorunolabilen toprak patojeni Verticillium dahliae Kleb. fungal etmeninin neden olduğusolgunluk hastalığıdır. Geniş bir konukçu dizisine sahip olan hastalık etmeni, Dünya'dave ülkemizde önemli ekonomik kayıplara yol açmaktadır. Hastalık sebebiyle üreticilerbirim alandan yeterli verimi alamamakta ve lif kalite değerleri olumsuz şekildeetkilenmektedir. Mevcut sistemde hastalıkla mücadelede istenilen başarı henüz sağlanmışdeğildir. Kimyasal mücadelesi olmayan bu hastalığa karşı dayanıklı çeşitlerinkullanılması gerekmektedir. Verticillium solgunluğuna karşı dayanıklılık genleribilinmekle birlikte, bunların klasik ıslah çalışmalarında kullanılması oldukça zor vepahalı olduğu gibi uzun zaman da almaktadır. Bitki ıslahında, biyoteknolojik yöntemlerinkullanımı ise; ıslah çalışmalarında zaman kazanımı ve seleksiyon aşamasında da doğrubireylerin seçimi açısından büyük önem taşımaktadır.Bu projede in vitro seleksiyon çalışmalarında somaklonal varyasyonun ortayaçıkmasında öneme sahip olan mutasyon kullanımı ve etkili mutasyon dozununbelirlenmesi, ayrıca pamuk (Gossypium hirsutum L.) kalluslarında Verticillium SolgunlukEtmeni (Verticillium dahliae Kleb.)'ne ait kültür filtratı uygulamalarının kallusların fizyolojik gelişim ve biyokimyasal içerik üzerine olan etkilerinin ortaya çıkarılmasıamaçlanmıştır.Bu amaçla Verticillium solgunluğuna karşı duyarlı (NP Özbek 100) ve tolerant(Carmen) pamuk çeşitleri kullanılarak, kültür filtratı ve mutajen uygulamalarınınhastalığa karşı dayanıklı bitki elde edilmesindeki potansiyelleri incelenmiştir. Dört farklıgama ışını radyasyon dozunun (100, 200, 300 ve 400 Gy) tohum çimlenme oranı, fideboyu ve kök uzunluğu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çimlenme denemesinin 7.gününde, çimlenme oranı, fide boyu ve kök uzunluğunun kontrol grubuna göre en çoksınırlandığı doz olan 300 Gy doz etkili mutasyon dozu olarak belirlenmiştir.Verticillium dahliae'nın yaprak döken (PYDV 6) ve yaprak dökmeyen (NPAEVd11) patotiplerinden elde edilen kültür filtratlarının üç farklı dozu (% 25, % 50, % 75)kallus ortamlarına ilave edilmiştir. Kallusların hastalık etmenine karşı duyarlılıklarıbelirlenmiştir.Kültür filtratı uygulamalarının kallus üzerindeki etkisi incelendiğinde, denemenin28. gününde kontrol gruplarına göre patotipler arasında en fazla antosiyanin vekahverengi kallus oluşumuna sebep olan fungal kültür filtratı ve dozunun PYDV6 %75olduğu ve aynı dozda kallus ağırlığının azaldığı görülmüştür. PYDV6 patotipine ait %75dozda kültür filtratı uygulamasının her iki pamuk çeşidinde protein, klorofil, hidrojenperoksit, katalaz ve peroksidaz miktarları üzerindeki etkisi incelenmiştir.Mutasyon uygulaması olan ve olmayan gruplarda klorofil a, klorofil b, totalklorofil, total karotenoid miktarlarının kültür filtratı uygulaması ile birlikte azaldığı ve çeşitler arasında en çok Carmen çeşidinin etkilendiği belirlenmiştir.Mutasyon uygulaması olmayan gruplarda kültür filtratı uygulaması ile birlikteCarmen çeşidinde katalaz miktarı %138, mutasyon uygulamasında ise % 165 artışgöstermiştir. NP Özbek 100 çeşidinde ise aynı gruplarda katalaz miktarı sırası ile % 34 ve% 48 azalmıştır. Mutasyon uygulaması olmayan gruplarda kültür filtratı uygulaması ilebirlikte Carmen çeşidinde peroksidaz miktarı 8 kat, NP Özbek-100 çeşidinde ise 4 katdaha fazla artış göstermiştir. Mutasyon uygulanan gruplarda ise aynı çeşitler için bu oransırası ile 2.5 ve 2 kat olarak gözlenmiştir.

Cotton is the raw material for many different industries, the main economicalsectors of our country as textile industry. Cotton has important effects for socialeconomics in our country and all around the world as we consider about the employmentthat cotton farming and industries of cotton provides.The most important disease in cotton plant is wilt disease which is the consequenceof Verticillium dahliae Kleb., the fungal pathogen which can happen at any period ofvegetation. This disease which has a large hosting string causes important economicalloss in the world and also in our country. Because of this disease, producers can not getenough output per unit area and the leaf quality rates are affected negatively. In actualsystem, desirable success haven't been obtained yet in the struggle with the disease. Theresistance lines are being used for this disease which does not have any chemicalstruggles. Although the resistance genes are known for Verticillium wilt, to use this inclassic breeding studies is very hard, expensive and also takes long time. The use ofbiotechnological methods is also important in plant breeding in terms of saving time andthe identification of correct individual members in selection stage.In this project, the use of mutation which is important for the emergence ofsomaclonal variation in in vitro selection studies and determination of effective mutationdose, also it is aimed to reveal the effects of the Verticillium dahliae Kleb. culture filtrate applications on the physiological development and the biochemical component of cotton(Gossypium hirsutum L.) calli.For this purpose, the potentials of culture filtrate and mutajen applications forobtaining resistant plants were determined by using Verticillium wilt sensitive (NP Özbek100) and tolerant (Carmen) cotton varieties. The effects of four different gamma radiationdoses (100, 200, 300 and 400 Gy) on seed germination rate, seedling length and rootlength were investigated. On the 7th day of germination treatment, the effective mutationdose was determined as 300 Gy, which is the most limited germination rate, seedlinglength and root length compared to the control group.Three different doses (25%, 50%, 75%) of the culture filtrates obtained from thedefoliating (PYDV 6) and nondefoliating (NPAE Vd11) pathotypes of Verticilliumdahliae were added to callus media. The sensibilities of calli to the disease factor weredetermined.When the effect of culture filtrate applications on callus was examined, it was seenthat fungal culture filtrate and dose PYDV6 %75 which caused the most anthocyanin andbrown callus formation among the pathotypes on the 28th day of the experiment and thecallus weight decreased at the same dose. The effect of 75% culture filtrate of PYDV6pathotype on protein, chlorophyll, hydrogen peroxide, catalase and peroxidase amounts ofboth cotton cultivars were investigated.It was determined that chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, totalcarotenoid amounts decreased with the application of culture filtrate in the groups withand without mutation and Carmen cultivar was most affected among the varieties.In the groups without mutation, the amount of catalase increased by 138% and themutation application increased by 165% with culture filtrate on Carmen cultivar. In theNP Özbek 100 cultivar, the amount of catalase in the same groups decreased by 34% and48% respectively. In groups without mutation, peroxidase amount was 8 times higher inCarmen cultivars and 4 times more in NP Özbek-100 cultivars with culture filtrate. In themutation groups, this ratio was 2.5 and 2 times for the same varieties, respectively.