Fusarium verticillioides, tahıllarda özellikle mısır (Zea mays) bitkisinde yıkıcı hastalıklara neden olan ve tarımda büyük ekonomik kayıplara yol açan bir fungal patojendir. Günümüzde, F. verticillioides enfeksiyonları ile mücadelede başlıca, sitokrom P450 lanosterol C-14α-demetilazı (CYP51) hedef alan azol içerikli kimyasal fungisitler kullanılmaktadır. Buna alternatif olarak, bu çalışmada, patojenin kontrolü için endojen RNA interferans (RNAi) mekanizmasına dayanan ve agroenfeksiyon aracılıklı Virüs Kaynaklı Gen Susturma (VIGS) yaklaşımının potansiyeli değerlendirilmiştir. Bu amaçla, Agrobacterium tumefaciens, F. verticillioides’in üç CYP51 geninde ortak olan 313 nükleotidlik fragmenti taşıyan Brome Mozaik Virüs (BMV3) türevi bir vektörle transforme edildikten sonra fungal patojen ile birlikte kültüre alınmıştır. Sonuçlar, benzer şekilde fakat boş vektörle muamele edilmiş kontrol grubuyla morfolojik, biyokimyasal ve transkripsiyonel olarak karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Buna göre, CYP51A, CYP51B ve CYP51C genlerinin ifade seviyelerinde, sırasıyla, %49, %65 ve %51 oranında azalış saptanmıştır. Fungal büyüme oranının %13 oranında azaldığı; çimlenme oranının %20 ve ROS miktarının %56 oranında kontrole göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu bulgular, CYP51'in susturulmasının hücrelerde ROS birikimine neden olarak F. verticillioides'in patojenitesinin inhibisyonuna yol açtığını göstermektedir. Bu çalışma, F. verticillioides kaynaklı bitki hastalıklarını kontrol etmek için tarımsal olarak sürdürülebilir ve çevre dostu bir alternatif yöntem olarak agroenfeksiyon aracılı VIGS uygulamasıyla CYP51 geninin hedeflenmesinin potansiyelini ortaya koymuştur.
RNA interferans Brome mozaik virusü Agrobacterium tumefaciens Sitokrom P450 lanosterol C-14α-demetilaz VIGS
TÜBİTAK 221O321 ve COST CA20110
Fusarium verticillioides is a fungal pathogen, resulting in devastating diseases in cereals, especially in maize (Zea mays) and causing massive economic losses in agriculture. F. verticillioides infections in the field are managed by chemical fungicides, mainly azoles which target cytochrome P450 lanosterol C-14α-demethylase (CYP51). Alternative to chemical fungicide, this study evaluated the potential of agroinfection-mediated Virus Induced Gene Silencing (VIGS) approach in controlling F. verticillioides pathogenicity, which is based on naturally occurring RNA interference (RNAi) mechanism. For this purpose, F. verticillioides was co-cultivated with Agrobacterium tumefaciens transformed with a Brome Mosaic Virus (BMV3) derived vector carrying a 313 nucleotide length fragment common to the three existing F. verticillioides CYP51 genes and comparatively evaluated with the mock group treated similarly but with empty vector at morphologically, biochemically and transcriptionally. It was detected that agroinfection-mediated VIGS treatment of F. verticillioides reduced expression levels of CYP51A by 49%, CYP51B by 65% and CYP51C by 51% and the growth rate by 13% while the germination rate was 20% and ROS amount 56% higher compared to mock-treated F. verticillioides. These findings pointed out that silencing of CYP51 caused ROS accumulation in cells leading to inhibition of the pathogenicity of F. verticillioides. This study represented the potential of targeting CYP51 gene by agroinfection-mediated VIGS treatment as an agriculturally sustainable and environmentally friendly alternative method to control F. verticillioides-caused plant diseases.
RNA interference Brome mosaic virus Agrobacterium tumefaciens Cytochrome P450 lanosterol C-14α-demethylase VIGS
Etik kurulu onay belgesine gerek yoktur.
TÜBİTAK 221O321 ve COST CA20110
TÜBİTAK 221O321 ve COST CA20110
This study was supported by COST 2519 program of Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK) (Grant number 221O321) and rely upon COST (European Cooperation in Science and Technology) Action CA20110-RNA communication across kingdoms: new mechanisms and strategies in pathogen control (exRNA-PATH). Coauthors deeply appreciate TUBITAK Science Fellowships and Grant Programme Directorate (BIDEB) for their supports.
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Bitki Patolojisi, Mikrobiyal Genetik |
Bölüm | ARAŞTIRMA MAKALESİ (Research Article) |
Yazarlar | |
Proje Numarası | TÜBİTAK 221O321 ve COST CA20110 |
Erken Görünüm Tarihi | 20 Mart 2025 |
Yayımlanma Tarihi | 27 Mart 2025 |
Gönderilme Tarihi | 25 Ekim 2024 |
Kabul Tarihi | 26 Şubat 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025Cilt: 28 Sayı: 2 |
2022-JIF = 0.500
2022-JCI = 0.170
Uluslararası Hakemli Dergi (International
Peer Reviewed Journal)
Dergimiz, herhangi bir başvuru veya yayımlama ücreti almamaktadır. (Free submission and publication)
Yılda 6 sayı yayınlanır. (Published 6 times a year)
Bu web sitesi Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.