Arpanın cas geni homoloğunun klonlanması ve külleme hastalığına karşı dirençlilikte ekspresyon seviyesinin incelenmesi

Abstract

Bitkilerde hastalığa karşı dirençlilik, bu konu üzerinde çok fazla araştırma olmasına rağmen hala çözümlenmemiş bir konudur. Dayanıklılıkta korunmuş olan elementlere, dirençli bitkilerin geliştirilmesi ve hastalık direncini anlamak için ihtiyaç duyulmaktadır. ''Gen için gen dirençliliği'' hipotezine göre bitkilerde bulunan R (dirençlilik) proteinleri hastalık yaratan organizmada bulunan Avr (avirulans) proteinini tanımaktadır. Bu tanımadan sonra R proteini bir sinyal iletim mekanizması başlatmakta ve bitkinin aşırı hassas tepki vererek, hidrojen peroksit (H2O2) biriktirmesine ve saldırıya uğrayan hücresinin ani ölümüne sebep olmaktadır. Bu durum dirençli bitkide patojenin yayılmasını engellemektedir. Patojenin algılanması ile aşırı hassas tepkinin oluşması arasında bulunan yolak henüz aydınlatılmamıştır. Arpa Mla6 geni külleme hastalığı etmeni olan Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh) patojenine karşı dirençlilikten sorumlu genlerden biridir. Çalışmada amaç Hücresel Apoptoz Duyarlılığı (CAS) gen parçasının susturma çalışmalarında kullanılabilmesi için klonlanması ve Mla6 tarafından sağlanan dirençlilik mekanizması sırasında ekspresyon düzeyininin incelenmesidir. Bu amaca yönelik olarak Bgh103 (64/01) izolatı ile enfekte edilmiş Pallas 01 bitkilerinden uygulama sonrasında 6., 12., 24. ve 72. saatlerde örnekler alınarak eş zamanlı PZR reaksiyonu ile transkript seviyeleri tespit edilmiştir. CAS transkript seviyesi 12. saat örneğinde 2,5 kat artış göstermiştir ve bu genin Mla6 tarafından yönlendirilen dirençlilik mekanizmasında rol alma ihtimalini kuvvetlendirmiştir.

Plant disease resistance is still an unresolved topic although there are many researches on this topic. Conserved elements in resistance are needed for understanding the disease resistance and developing resistant crops. According to ''Gene for gene resistance'' hypothesis, 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. This limits the spreading of the pathogen. The pathway between the perception of the pathogen and hyper sensitive response is still not clear. 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 clone Cellular Apoptosis Susceptibility (CAS) gene fragment for further silencing experiments and to investigate its expression in Mla6 mediated disease resistance response. For this purpose Bgh103 (64/01) infected Pallas 01 plants are used and the CAS transcription levels at 6, 12, 24, 72 hpi were measured via QRT-PCR. CAS transcript is found to be upregulated 2,5 fold at 12hpi; this supports the idea that this gene might be involved in Mla6 mediated disease resistance response.