Determination of Genetic Diversity by Classification of Vegetative Compatibility Groups of Tomato Pathogen Fusarium oxysporum in Aegean Region

Abstract

Tomatoes are one of the widely grown vegetables worldwide. Fusarium oxysporum (Schltdl, 1824) is a pathogen of plants which causes vascular wilt. The phytopathogenic strains cause destructive vascular wilt disease and often limit the production. However, isolates in the same vegetative compatibility group (VCG) are more genetically similar than vegetatively incompatible ones. Therefore, VCG tests are useful to determine genetic diversities or similarities.

Sixty Fusarium oxysporum samples were taken from twenty different regions. Samples were phenotypically identified as Fusarium sp. (Link, 1809) according to microscopic observations and media characteristics. After identification, nitrate non-utilizing (nit) mutants were determined. Then, they were divided into four phenotypic mutant classes and then vegetative compatibility tests are performed.

Six nit1 mutants, six nitM mutants and, five nit3 mutants are found for every district. Sixty-six crossing show that twenty-seven pair of samples are determined as same VCG, thirty-nine couple of samples is defined as different VCG.

According to these results, minimum genetic variants have been found between samples. Our study could help to understand linkages between parasexual recombination and pathogenicity.

This study financially supported by Ege University Scientific Research Projects Coordination Foundation.

Keywords

• Fusarium oxysporum,Vegetative compatibility,Fungus,Tomatoes

Ege Bölgesindeki Domates Patojeni Fusarium oxysporum’un Vejetatif Uyumluluk Gruplarının Belirlenmesi İle Genetik Çeşitliliğ Saptanması

Abstract

Domates bitkisi dünya çapında geniş dağılıma sahip bir bitkidir. Fusarium oxysporum (Schltdl, 1824) ise domateste fide baygınlığına sebep olan bir patojendir. Fitopatojen olan suşların sıklıkla yıkıcı vasküler baygınlık ile üretimin sınırlanmasına sebep olurlar. Aynı vejetatif uyumluluk grubunda (VCG) bulunan izolatlar, genetik olarak birbirine uyumsuz olanlara göre daha fazla genetik benzerliğe sahiptirler. Bu sebep ile VCG testleri genetik çeşitliliği veya benzerliği saptamak için kullanışlı yöntemlerdir.

Altmış F. oxysporum yirmi farklı bölgeden toplanmıştır. Sonrasında, örnekler fenotipik olarak mikroskopik gözlemler ve besiyeri karakteristiklerine göre Fusarium sp. (Link, 1809) olarak tanılanmıştır. Tanılama sonrasında, nitratı kullanamayan (nit) mutantları tanılanmıştır. Sonrasında örnekler dört farklı fenotipik mutant sınıfına ayrılmıştırlar. Daha sonrasında vejetatif uyumluluk testleri gerçekleştirilmiştir.

Bu çalışmada, her bir bölge için altı adet nit1 mutantı, altı adet nitM mutantı, beş adet nit3 mutantı saptanmıştır. Altmışaltı çaprazlama sonucunda; yirmi yedi çift örnek aynı VCG’de gruplanmıştır, otuz dokuz çift örnek ise farklı VCG’de bulunmuştur.

Bu sonuçlara göre, toplanan örnekler arasındaki minimum genetik çeşitlilik belirlenmiştir. Bu çalışma paraseksüel rekombinasyon ile patojenite arasındaki ilişkinin anlaşılabilmesine katkıda bulunmayı hedeflemektedir.

Bu çalışma Ege Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir.

 

Keywords

• Fusdarium oxysporum,Vejetatif uyumluluk,Fungus,Domates

References

1. Alborch, L., Bragulat, M.R. and Cabanes, F.J. (2009). Comparison of two selective culture media for the detection of Fusarium infection in conventional and transgenic maize kernels, Applied Microbiology, 50 (3) 266-294.
2. Bacon, C. W., and Yates, I. E. (2006). Endophytic root colonization by Fusarium Species: 21 Histology, plant interactions, and toxicity. In Microbial Root Endophytes, Springer Berlin Heidelberg, 133–152.
3. Glass, N.L., Jacobson, D.J. and Shiu, P.K. (2000). The genetics of hyphal fusion and vegetative incompatibility in filamentous ascomycete fungi. Annual Review of Genetics, vol. 34, 165-186.
4. Gordon, T. R. and Martyn, R. D. (1997). The evolutionary biology of Fusarium oxysporum, Annu. Rev. Phytopathol., vol. 35, 111–128.
5. Ignjatov M., Milošević D., Nikolić, Z., Gvozdanović-Varga, J., JovičićGordana Zdjelar J. (2012) Fusarium oxysporum as causal agent of tomato wilt and fruit rot, Pestic. Phytomed., 27(1), 25–31.
6. Klein, K.K., Correll, J.C. (2001). Vegetative compatibility group diversity in Fusarium. In B.A. Summerell, J.F. Leslie, D. Backhouse, W.L. Bryden, & L.W. Burgess (Eds.), Fusarium - Paul E. Nelson Memorial Symposium, 392.
7. Klıttıcht, C.J.R., Leslıe, J.F. (1999) Chlorate-resistant, nitrate-utilizing (crn) mutants of Fusarium, Journal of General Microbiology, 721- 727.
8. Krnjaja, V., Lević, J., Stanković, S., Vasić, T. (2013). The use of vegetative compatibility tests for ıdentification of biodiversity of phytopathogenic fungi, Pestic. Phytomed., 28 (3), 157–165.

9. Leslie, J.F. and Summerall, B.A. (2006). The Fusarium Laboratory Manual, Blackwell Publishing, 388.
10. Leslie, J.F., (1993). Fungal vegetative compatibility, Annual Review of Phytopathology, 31, 127-150.
11. Moore, D., Robson, G.D., Trinci, A.P.J. (1978). 21st Century Guidebook to Fungi, Second Edıtıon, Cambridge University Press 7.5, 1-7.
12. Okungbowa, F. I., Shittu, H. O. (2012). Fusarıum wılts: an overvıew, Environmental Research Journal, 6 (2) 122-134.
13. Pál, K., Diepeningen, A.D., Varga, J., Hoekstra, R.F., Dyer, P.S., & Debets, A.J.M. (2007). Sexual and vegetative compatibility genes in the aspergilli, Studies in Mycology, vol. 59, 19-30.
14. Puhalla, J.E. (1985). Classification of strains of Fusarium oxysporum on the basis of vegetative compatibility, Canadian Journal of Botany, 63(2), 179-183.
15. Samson, R.A., Houbraken, J., Thrane, U., Frisvad, J.C., Andersen, B. (2010). Food and indoor fungi, CBS Laboratory Manual Series, 192-193.
16. Zainudin, N.A.I.M., Ismail, N.A., Nor, N.M.I.M., Razak, A.B., Sidique, S.N.M., Salleh, B. (2009). Nıtrate non-utılızıng mutants and vegetatıve compatıbılıty groups of Fusarıum prolıferatum and f. saccharı ısolated from rıce ın the penınsular malaysıa and kalımantan, ındonesıa, Journal of Plant Protectıon Research, 49 (2) 233-238.
17. Zhao M., Ji H., Gao Y., Cao X., Mao H.Y., Ouyang S-Q. (2018). An integrated analysis of mRNA and sRNA transcriptional profiles in tomato root: Insights on tomato wilt disease, PloS ONE, vol. 13(11), 238.