Türkiye'de Populus nigra Ağaçlarının Kanser ve Kuruma Belirtisi Gösteren Dokularından Elde Edilen Cytospora chrysosperma ve Chondrostereum purpureum'un ITS ve LSU-rDNA Nükleotid Dizilerine Dayanarak Kesin Teşhisi*

Year 2017, Volume: 46 Issue: 3, 107 - 115, 30.12.2017

Sibel Derviş , Osman Çiftçi Şahimerdan Türkölmez Çiğdem Ulubaş Serçe

Abstract

Malatya ili Doğanşehir ilçesinde 2016 yılında yapılan arazi çalışmaları sırasında gövde, dal kanseri ve kuruma belirtileri gösteren kavak (Populus nigra) ağaçlarından alınan örneklerden yapılan laboratuar çalışmaları sonucunda piknidyum içeren kabukların altından ve odun dokularından sırasıyla Cytospora chrysosperma ve Chondrostereum purpureum izole edilmiştir. İlkbaharda, kavak ağaçlarının sürgünlerine, tamamen gelişmiş olan dördüncü yapraklarının koparılması sonucu ortaya çıkan yaralar üzerine, C. chrysosperma ve C. purpureum izolatları tarafından kolonize edilmiş agar disklerinin yerleştirilmesiyle inokulasyon yapılmıştır. İnokülasyondan üç ay sonra C. chrysosperma ve C. purpureum ile inokulasyon bölgesinde sırasıyla 6,4 ve 3,3 cm uzunluğunda kanserler oluşmuş ve sürgünler büzüşmüştür. Benzer bir şekilde, serada gerçekleştirilen patojenite testlerinde, kabuk dokusunda oluşturulan yaraların bu izolatlar ile inokülasyonundan yaklaşık 14 gün sonra kanser oluşumu gerçekleşmiştir. Hastalanan bitkilerin dokularından yapılan izolasyonlarda C. chrysosperma ve C. purpureum’un tekrar izole edilmesi ile hastalık etmenlerinin bu funguslar olduğu doğrulanmıştır. Steril ortam diskleri ile inokule edilen kontrol sürgünlerdeki yaralarda kanser oluşmamıştır. Her fungal türün temsili izolatından tüm DNA’nın izolasyonu yapılmıştır. İzole edilen toplam DNA’lar, rDNA'nın internal transcribed spacer (ITS) ve large subunit (LSU) gen bölgeleri için sırasıyla ITS6/ITS4 ve NL1/NL4 primer çiftleri kullanılarak amplifiye edilmiş ve dizilenmiştir. BLAST analizleri sonucunda, daha önce Gen Bankası’nda kaydedilen birçok C. chrysosperma ve C. purpureum ITS ve LSU nükleotid dizisi ile %99 benzerlik göstermiştir. Bu diziler Gen Bankasına kaydedilmiştir. C. chrysosperma ve C. purpureum’nın ITS-rDNA için NCBI’dan verilen erişim numaraları sırasıyla MF536529 ve MF536531; LSU-rDNA için veriler erişim numaraları ise sırasıyla MF536530 ve MF536532’dir. Bu fungus etmenlerinin Türkiye'deki varlığı daha önce bildirilmekle birlikte bu çalışma, C. chrysosperma ve C. purpureum'un ITS ve LSU-rDNA nükleotid dizilerine dayanarak moleküler karakterizasyonlarının ilk raporudur.

Keywords

Kavak, kanser, Cytospora chrysosperma ve Chondrostereum purpureum, PCR

ITS and LSU-rDNA Nucleotide Sequences Based Confirmation of Cytospora chrysosperma and Chondrostereum purpureum from Symptomatic Cankered Tissues of Populus nigra Trees in Turkey

Abstract

The
fungi Cytospora chrysosperma and Chondrostereum
purpureum were isolated from inner bark with pycnidia and underlying
wood tissues of infected poplar plants (Populus
nigra) with symptoms of stem and branch canker and drying in Doğanşehir,
Malatya, in 2016, respectively. Twigs of poplar trees were inoculated during
their first season of growth by removing the fourth fully expanded leaves and
placing agar plugs colonized by representative isolates of C. chrysosperma and C.
purpureum over the resulting wounds. Three months after inoculation,
cankers in 6.4 and 3.3 cm length formed by C. chrysosperma and C. purpureum, respectively, and twigs were girdled.
Pathogenicity tests in a greenhouse experiment by wounds made into the bark
tissue and inoculation with these isolates in a similar manner also resulted in
canker formation in and around inoculated wounds 14 days after inoculation.
Subsequent re-isolations of C. chrysosperma and C. purpureum confirmed that
these fungi were the causal agents of the disease, and no cankers formed in
wounds that received only sterile plugs.
DNA was extracted from representative isolates of each fungal species.
Extracted total DNAs were amplified from rDNA internal transcribed spacer (ITS)
and the large subunit (LSU) gene regions using ITS6/ITS4 and NL1/NL4 primer
pairs, respectively. The amplicons were sequenced directly. BLAST analysis of the provided sequences
revealed 99% similarity with isolates of the ITS and LSU sequences of C.
chrysosperma and C. purpureum
deposited in GenBank. The sequences were submitted to NCBI GenBank. The
accession numbers of C. chrysosperma and C. purpureum were MF536529 and MF536531 for ITS-rDNA;
MF536530 and MF536532 for LSU-rDNA,
respectively. Existence of these
fungi in Turkey was previously reported. However, this is the first report of
molecular characterization of C. chrysosperma and C. purpureum based on ITS and LSU-rDNA nucleotide
sequences in Turkey.

Keywords

Cytospora chrysosperma ve Chondrostereum purpureum, PCR, Poplar, canker, PCR

References

• Adams, G.C., Wingfield, M.J., Common, R., Roux, J. 2005. Phylogenetic relationships and morphology of Cytospora species and related teleomorphs (Ascomycota, Diaporthales, Valsaceae) from Eucalyptus. Studies in Mycology 52: 1–144.
• Aktaş, H., Şimsek, Z. 2010. Distribution and damage of Cytospora chrysosperma "Pers" Fr. and important wood-boring insects [Melanophila picta (Pall.), Paranthrene tabaniformis (Rott.)] in Central Anatolia Region. Türk Entomol Derg 34: 117-130.
• Aktaş, H., Şimşek, Z. 2006. Orta Anadolu Bölgesi önemli kavak alanlarında Cytospora chrysosperma (Pers.) Fr. hastalığının yayılışı, biyolojisi, çeşit reaksiyonları, zararlı böceklerle ilişkileri ve mücadelesi üzerinde araştırmalar. TÜBİTAK TOGTAG-3140 nolu Proje Kesin Raporu.
• Anonim, 2017. http://www.bizimbitkiler.org.tr/v2/hiyerarsi.php?c=Populus Anonymous, 1994. Türkiye'de kavakçılık. T.C. Orman Bak., Kavak ve Hızlı Gelişen Tür Orman Ağaçları Araşt. Md., İzmit, 224s.
• Atila, O.Y., Kaya, A. 2013. Macromycetes of Sarız (Kayseri/Turkey) district. Biological Diversity and Conservation 6: 50-54.
• Birler, A.S. 2009. Endüstriyel Orman Ağaçlandırmaları. Düzce Orman Fakültesi Yayın No 4. (ENAT A.Ş. Yayını), İstanbul.
• Bishop, G.C. 1979. Infection of cherry trees and production of a toxin that causes foliar silvering by different isolates of Chondrostereum purpureum. Aust J Agr Res 30: 659–665.
• Boddy, L. Rayner, A.D.M. 1982. Population structure, inter-mycelial interactions and infection biology of Stereum gusapatum. Trans Brit Mycol Soc 78: 337-351.
• Brooks, F.T., Moore, W.C. 1926. Silver-leaf disease. J Pomol and Hort Sci 5: 11–97.
• Chen, M.M. 2002. Forest fungi phytogeography: forest fungi phytogeography of China, North America, and Siberia and international quarantine of tree pathogens. Sacramento, California, USA.
• Cooke, D.E.L., Drenth, A., Duncan, J.M., Wagels, G., Brasier, C.M. (2000) A molecular phylogeny of Phytophthora and related oomycetes. Fungal Genet Biol 30: 17-32.
• Deng, S.Q. 1963. Fungi of China. Beijing, China.
• Doğan, H.H., Öztürk, C. 2006. Macrofungi and their distribution in Karaman Province, Turkey. Turk J Bot 30: 193-207.
• Dye, M.H. 1974. Basidiocarp development and spore release by Stereum purpureum in the field. N Z J Agric Res 17: 93–100.
• Eriksson, R., Ryvander, L. 1976. The Corticiaceae of North Europe 2. Fungifl ora, Oslo, pp. 235–237.
• Etheridge, D.E., Morin, L.A. 1963. Colonization by decay fungi of living and dead stems of balsam fir following artificial injury. Can J Bot 41: 1532–1534.
• Güler, N., Can, P. 1994. Orta ve Güneydoğu Anadolu’da kullanılan kavak klonlarında görülen zararlılar. T.C. Orman Bak., Kavak Ve Hızlı Gelişen Tür Orman Ağaçları Araşt. Md. İzmit, 24S.
• Kauppila, P., Niemelä, T. 1986. Nahkamaisia lahopuiden sieniä. Sienilehti 38: 5–20 (in Finnish). Kepley, J.B., Reeves, F.B., Jacobi, W.R., Adams, G.C. 2015. Species associated with cytospora canker on Populus tremuloides. Mycotaxon 130: 783-805.
• Madar, Z., Solel, Z., Kimchi, M. 2004. First report of Cytospora canker caused by Cytospora chrysosperma on white poplar in Israel. Plant Disease 88: 220-220.
• O’Donnell, K. 1993. Fusarium and its near relatives. In The Fungal Holomorph: Mitotic, Meiotic and Pleomorphic Speciation in Fungal Systematics, pp. 225–233. Edited by D. R. Reynolds & J. W. Taylor. Wallingford, UK: CAB International.
• Özgönen, H., Erkılıç, A., Koç, G., Baloğlu, S. 2006. First report of Chondrostereum purpureum causing silverleaf disease of apricot (Prunus armeniaca) in Malatya, Turkey. N Z J Crop Hortic Sci 34: 357.
• Rayner, A.D.M., Boddy, L. 1986. Population structure and the infection biology of wood-decay fungi in living trees. Adv Plant Pathol 5: 119–160.
• Ren, J.H., Ye, J.R., Liu, H., Xu, X.L., Wu, X.Q. 2011 Isolation and characterization of a new Burkholderia pyrrocinia strain JK-SH007 as a potential biocontrol agent. World J Microbiol Biotechnol 27: 2203-2215.
• Ryvander, L. 1971. The genera Stereum (s. lato) and Hymenochaete in Norway. Norw J Bot 18: 97–108. Schreiner, E.J. 1931. Two species of Valsa causing disease in Populus. Am J Bot 18: 1-29.
• Setliff, E.C. 2002. The wound pathogen Chondrostereum purpureum, its history and incidence on trees in North America. Aust J Bot 50: 645–651.
• Setliff, E.C., Wade, E.K. 1973. Stereum purpureum associated with sudden decline and death of apple trees in Winconsin. Plant Dis Rep 57: 473–474.
• Sipahioğlu, H.M., Demir, S., Myrta, A., Al Rwahnih, M., Polat, B. 2006. Viroid, phytoplasma, and fungal diseases of stone fruit in eastern Anatolia, Turkey. N Z J Crop Hortic Sci 34: 1-6.
• Spiers, A.G. 1985. Factors affecting basidiospore release by Chondrostereum purpureum in New Zealand. Eur J For Pathol 15: 111–126.
• Spiers, A.G., Hopcroft, D.H. 1988a. Ultrastructural studies of basidial and basidiospore development and basidiospore release in Chondrostereum purpureum. Eur J For Pathol 18: 367–381.
• Spiers, A.G., Hopcroft, D.H. 1988b. Factors affecting Chondrostereum purpureum infection of Salix. Eur J For Pathol 18: 257–278.
• Tai, F.L. 1979. Sylloge Fungorum Sinicorum. Beijing, China. Tunçtaner, K. 2008. Kavaklarda genetik ıslah ve seleksiyon. Kavak ve Hızlı Gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü, İzmit.
• Wall, R.E. 1997. Fructifi cation of Chondrostereum purpureum on hardwoods inoculated for biological Wang, Y.L., Lu, Q., Decock, C., Li, Y.X., Zhang, X.Y. 2015. Cytospora species from Populus and Salix in China with C. davidiana sp nov. Fungal Biology 119: 420-432.
• Wei, J.C. 1979. Identification of fungus handbook. Shanghai, China.
• Zhuang, W.Y. 2005. Fungi of northwestern China. Ithaca, New York