Kestanede (Castanea sativa mill.) sekonder metabolit yaklaşımlarla kestane Gal arısı (Dryocosmus kuriphilus yasumatsu) zararlısına karşı dayanıklılığın araştırılması

Abstract

Kestane gal arısı (Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu), dünya çapında kestane ağaçlarının önemli bir zararlısıdır ve kestane yetiştiriciliğini ciddi şekilde etkilemektedir. Zararlının orta ve uzun vadeli kontrolü, dirençli veya daha az duyarlı çeşitler kullanılarak geliştirilebilir. Ülkemizde bu zararlıya karşı tam dirençli ve hassasiyet dereceleri değişkenlik gösteren Castanea sativa türüne ait çeşit/genotipler tespit edilmiştir. Direncin altında yatan mekanizmalar bilinmemektedir. Bundan dolayı bu tez çalışmasında D. kuriphilus'a karşı genetik direncin altında yatan fitokimyasal mekanizmalar araştırılmıştır. Dayanıklı ve hassas olan Castanea sativa türü ve hibrit çeşitlerin (Castanea sativa x Castanea crenata) yaprak ve tomurcuklarında çalışılmıştır. KGA’nın (Kestane Gal Arısı) tomurcuklara ilk yumurta bırakmasından itibaren tomurcuk kabarması dönemine kadar farklı zamanlarda alınan tomurcuk ve yaprak örneklerinde toplam fenol, toplam flavonoid ve tanenlerin bitki zararlı etkileşimindeki değişimi ve etkinliği belirlenmiştir. Hassas ve dayanıklı çeşitlerin tomurcuklarında DAB (3,3'-diaminobenzidine) testi ile hidrojen peroksit (H2O2) varlığı, lokalizasyonu ve zamansal değişimi gözlenmiştir. Kestane tomurcuklarında her zaman H2O2 nin var olduğu, dönemsel ve çeşitler bazında değiştiği belirlenmiştir. Hidrojen peroksitin programlanmış hücre ölümü ve hücre nekrozunun erken sinyalleri olduğu saptanmıştır. Aynı zamanda hassas ve dayanıklı çeşitlerin tomurcuklarında çalışmada belirlenen beş dönemde 30 adet fenolik bileşiğin LC-QTOF/MS (Sıvı Kromatografi-Uçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi) ile miktar tayini yapılmıştır. Castanea sativa ve hibrit çeşitlerin (Castanea sativa x Castanea crenata) tomurcuklarının fenolik bileşen içeriğinde farklılıklar saptanmış ve dayanıklı çeşitlerde dayanımdan sorumlu farklı fenolik bileşiklerin rol oynadığı belirlenmiştir. Ayrıca organik asitlerin bitki savunma ve direnç mekanizmasında etkili olduğu tespit edilmiştir.

The Asian chestnut gall wasp (Dryocosmus kuriphilus) is a major pest of chestnut trees worldwide, seriously have affected chestnut cultivation. Medium and long-term control of this pest can be improved by using resistant or less susceptible cultivars and hybrid clones. In our country, cultivars/genotypes of Castanea sativa with full resistance and varying degrees of susceptibility were identified against this pest. The mechanisms underlying resistance are unknown. Therefore, in this thesis study, the phytochemical mechanisms underlying genetic resistance against D. kuriphilus were investigated. It was studied on the leaves and buds of the resistant and sensitive Castanea sativa species and hybrid cultivars (Castanea sativa x Castanea crenata). The changes and effectiveness of total phenol, total flavonoids and tannins in plant-pest interaction were determined in bud and leaf samples taken at different times, from the time KGA (Chestnut Gall Wasp) laid its first eggs on the buds until the bud swell period. The presence, localization and temporal change of hydrogen peroxide (H2O2) were observed in the buds of sensitive and resistant cultivars with the DAB (3,3'-diaminobenzidine) test. It has been determined that H2O2 is always present in chestnut buds and that it changes periodically and depending on the variety. Hydrogen peroxide has been found to be early signals of programmed cell death and cell necrosis. At the same time, 30 phenolic compounds were analyzed quantitatively with LC-QTOF/MS (Liquid Chromatography-Time of Flight Mass Spectrometry) in the buds of sensitive and resistant varieties in five periods determined in the study. Differences were detected in the phenolic component content of the buds of Castanea sativa and hybrid cultivars (Castanea sativa x Castanea crenate), and it was determined that different phenolic compounds responsible for resistance played a role in resistant cultivars. It has also been determined that organic acids are effective in plant defense and resistance mechanisms.