Buğdayda kahverengi pas hastalığında bazal savunmada rol alan aday pampların proteomiks yaklaşımı ile incelenmesi

Abstract

Buğday, arpa, mısır gibi tahıllar ülkemiz ve dünya popülasyonu açısından bakıldığında önemli gıda maddeleridir. Bu tahılların yıllık üretimini çeşitli biyotik ve abiyotik stres koşulları, tarım arazilerinin amacına uygun kullanılmaması gibi nedenler etkilemektedir. Verimi etkileyen biyotik faktörler viral, bakteriyal veya fungal patojenlerdir. Hem dünyada hem de ülkemizde tahıllarda etkin olan fungal hastalıklar pas, başak yanıklığı ve külleme gibi hastalıklardır. Bitki hastalıkları ve bu hastalıklara karşı oluşturulan immün cevapların ve mekanizmalarının aydınlatılmasında çeşitli omiks teknolojileri arasında proteomiks son yıllarda yararlanılan yaklaşımdır. Proteomiks yaklaşımla arpa, buğday gibi tahıllar ve bunların patojenle etkileşimlerini inceleyen çalışmalar literatürde yerini almıştır. Bugüne kadar yapılan bitki proteomiks çalışmalarında ağırlıklı olarak model bitkiler olan arabidopsis, çeltik ve bu bitkilerin patojenlerle olan ilişkisi literatürde yer almıştır. Ancak model bitki olan arabidopsisin en önemli patojeni bakterilerdir. Bu bitkiye ait pas hastalıkları bilinmediğinden pas hastalıklarının bitkiyi tehdit etmesi durumunda bitkinin immün sistemi hakkında detaylı bir bilgi henüz yoktur. Bu çalışmada buğdayda görülen kahverengi pas (Puccinia triticina) hastalığında patojenden salgılanan ve bitki bazal savunmasını uyaran protein yapılı aday PAMP moleküllerinin tanımlanması hedeflenmektedir. 2D-PAGE'de ayrıştırılan yüksek bolluktaki 201 protein spotu tripsin ile muamele edilerek LC-MS/MS analizi ile tanımlandı. Analiz sonucunda bitki mantar hastalıklarında PAMP'lar arasında yer alan ''elongation factor'' proteini tanımlanmıştır. PTTG_06852 ve PTTG_06073 proteinleri sırası ile mitokondri ve kloroplastı hedefleyen ve transit peptid içeren efektör adayları olarak tanımlanan 8 efektördendir. Tanımlanan proteinlerin % 35'i sitozol, % 29'u ise mitokondride bulunmaktadırlar.

Wheat, barley and corn are crucial food for both Turkey and world population. The production of these cereal is affected by various biotic and abiotic stress conditions and miss-use of fields. Biotic factors affected the yield viral, bacterial or fungal pathogens. Vital fungal diseases for cereals are rust, headblight and mildew both in Turkey and in the world. Proteomics among several "omics" technologies has been used recently to unveil mechanisms of plant diseases and immune responses against to these diseases. So far a number of proteomics studies are placed in literature on cereals like barley, wheat and their interaction with pathogens. In plant proteomics researchs up to date, rice and arabidopsis are used as model plant and their response to their biotic enemies mostly Arabidopsis as a model is threatened by bacteria mainly. Since rust diseases threated Arabidopsis have not been known yet immune system behaviors against to these pathogens have not been known. In this study, it is aimed to identify candidate molecular patterns that play role in pathogen triggered immunity by pathogen or elicitors released by pathogen in brown rust disease in wheat. Surface proteins were resolved in 2D-PAGE and 194 high abundant protein spots were digested with tyripsin, tyriptic peptides of each spot were analysed and identified by LC-MS/MS. Totally 8 proteins were predicted as effector candidates. PTTG_06852 and PTTG_06073 proteins targeted to mitocondria and chloroplasts respectively and having transit peptide effector candidates. 35% of identified proteins were localised in cytosol and 29% of them were locolasied in mitochondria.