Determination of Winter Squash (Cucurbita maxima Duch.) Lines for Resistance Level to Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum

Year 2024, Volume: 14 Issue: 2, 134 - 146, 25.12.2024

Melek Nur Özdemir , Seda Atasoy , Elif Yıldırım , Ahmet Balkaya , Büşra Yapıcı

https://doi.org/10.53518/mjavl.1512332

Abstract

In cucumber cultivation, F. oxysporum f. sp. cucumerinum J.H. Owen (FOC) is an important soil-borne plant pathogenic fungus causing crop loss. Nowadays, the use of grafted seedlings in cucurbits, especially in watermelon, melon and cucumber is effective and widely used method in the control of Fusarium wilt. For rootstock of grafted cucumber seedlings, intraspecific hybrids of Cucurbita maxima ×Cucurbita moschata and intraspecific hybrids of Cucurbita moschata are commonly used. In this study, first, a gene pool consisting of 49 genotypes of Cucurbita maxima was created for the rootstock breeding program in grafted cucumber production. Subsequently, the resistance levels of these winter squash lines against F. oxysporum f. sp. cucumerinum were determined, and the vegetative growth characteristics of these lines treated with FOC were compared with control plants. Nun 9075 commercial rootstock was used as positive control and Çengelköy cucumber cultivar was used as negative control. As a result of the study, it was determined that 20 genotypes were highly resistant, 23 genotypes were moderately resistant and 5 genotypes were low resistant. It was determined that there were statistically significant differences in plant height, stem diameter, number of leaves, dry root, stem and leaf weights in pathogen-infected and control treatments. As a result of the research, the lines which stood out in terms of both disease resistance and vegetative growth parameters were selected as promising winter squash parents in the breeding programme for the development of new hybrid rootstocks.

Keywords

grafted cucumber, Fusarium, winter squash, resistance, vegetative growth

Project Number

TÜBİTAK TEYDEB-3230319

Thanks

Bu araştırmada TEYDEB-3230319 nolu Aşılı Hıyar Fidesi Üretimine Uygun, Düşük Sıcaklığa Tolerant ve Biyotik Stres Faktörlerine Dayanıklı Yerli Hibrit Kabak Anaç Adaylarının Geliştirilmesi projesi kapsamında maddi olanak sağlayan TÜBİTAK’a, Petektar Tohum Sanayi Ticaret Lim. Şirketi’ne ve Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesine katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

Kestane Kabağı (Cucurbita maxima Duch.) Hatlarının Fusarium Solgunluğu (Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum)’na Dayanıklılık Düzeylerinin Belirlenmesi

Abstract

Hıyar yetiştiriciliğinde Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum J.H. Owen (FOC) ürün kaybına neden olan toprak kökenli önemli bir fungal bitki patojenidir. Günümüzde kabakgillerde özellikle karpuz, kavun ve hıyarda aşılı fide kullanımı Fusarium solgunluğu mücadelesinde etkili ve yaygın kullanılan bir yöntemdir. Aşılı hıyar fidesi için anaç olarak, en çok türler arası kestane kabağı (Cucurbita maxima) × bal kabağı (Cucurbita moschata) melezleri ile tür içi bal kabağı melezleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, önce aşılı hıyar üretiminde anaç ıslah programı için 49 kestane kabağı genotipinden oluşan bir gen havuzu oluşturulmuş, daha sonra kestane kabağı hatlarının F. oxysporum f. sp. cucumerinum’a karşı dayanıklılık durumlarının belirlenmesi ve FOC ile muamele edilmiş kestane kabağı hatları ile kontrol bitkilerinin vejetatif büyüme özellikleri yönünden incelenmesi amaçlanmıştır. Pozitif kontrol olarak Nun 9075 ticari kabak anacı ve negatif kontrol olarak Çengelköy hıyar çeşidi kullanılmıştır. Araştırma sonucunda, 20 genotipin yüksek düzeyde dayanıklı, 23 genotipin ise orta düzeyde dayanıklı ve 5 genotipin düşük düzeyde dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Patojenle enfekteli olan ve kontrol uygulamasında incelenen bitki boyu, gövde çapı, yaprak sayısı, kuru kök, gövde ve yaprak ağırlığı özellikleri yönünden istatistiksel olarak çok önemli düzeyde farklılıklar olduğu saptanmıştır. Araştırma sonucunda; hem hastalık dayanımı hem de vejetatif büyüme parametreleri yönünden öne çıkan hatlar yeni hibrit kabak anaçlarının geliştirilmesine yönelik ıslah programında ümitvar kestane kabağı ebeveynleri olarak seçilmiştir.

Keywords

Aşılı hıyar, Fusarium solgunluğu, kestane kabağı, dayanıklılık, vejetatif büyüme

Ethical Statement

Bu araştırma çalışması, araştırma ve yayınlama etiğine uygun bir şekilde yürütülmüştür. MJAVL' de yayınlanan makalelerin bilimsel ve hukuki sorumluluğu yazar(lara) aittir.

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

TÜBİTAK TEYDEB-3230319

Thanks

Bu araştırmada TEYDEB-3230319 nolu Aşılı Hıyar Fidesi Üretimine Uygun, Düşük Sıcaklığa Tolerant ve Biyotik Stres Faktörlerine Dayanıklı Yerli Hibrit Kabak Anaç Adaylarının Geliştirilmesi projesi kapsamında maddi olanak sağlayan TÜBİTAK’a, Petektar Tohum Sanayi Ticaret Limited Şirketi’ne ve Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesine katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

References

• Altın, N., ve Bora, T., (2015). Serada hıyar Fusarium solgunluğu (Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum)’na karşı floresan pseudomonasların etkinliğinin belirlenmesi. ÇOMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 3(1), 63-71.
• Altınok, H.H., (2005). First report of fusarium wilt of eggplant caused by Fusarium oxysporum f. sp. melongenae in Turkey. Plant Pathology, 54(4).
• Altınok, H.H., Akköprü, A., Elibüyük, İ.Ö., ve Altınok, M.A., (2022). Fideliklerde Görülen Hastalık ve Zararlılarla Mücadele. In: Yetişir, H., Ellialtıoğlu, Ş.Ş.(Eds.) Sebzelerde Fide Yetiştiriciliği-2, pp. 507-625. Gece Kitaplığı, ISBN: 978-625-430-538-2.
• Aras, V., Nacar, Ç., Ay, T., Mutlu, N., Ünlü, M., Pınar, H., ve Sarı, N., (2017). Karpuzda Fusarium oxysporum f. sp. niveum’a tolerant nitelikli hatların geliştirilmesi. Akademik Ziraat Dergisi, 6, 163-170.
• Balkaya, A., (2014). Aşılı sebze üretiminde kullanılan anaçlar. TÜRKTOB Türkiye Tohumcular Birliği Dergisi, 106, 4-7.
• Balkaya, A., Duman, İ., Arın, L., Özcan, M., Demir, İ., Kandemir, D., Zengin, S., Ermiş, S., ve Sarıbaş, Ş. (2020). Bahçe bitkilerinde tohum üretimi, mevcut durum ve gelecek. Türkiye Ziraat Mühendisliği IX. Teknik Kongresi, 13-17 Ocak 2020, Cilt II, ss. 339-370. Ankara.
• Balkaya, A., ve Yapıcı, B., (2022). Aşılı Hıyar Fidesi Üretimi İçin Yerli Kabak Anaçlarının Bitkisel Özelliklerinin İncelenmesi, Fenotipik Kabak Seleksiyonu ve Kök Kanopilerinin Belirlenmesi. OMÜ TTO.ZRT.ULAP.22.516 Nolu Proje.
• Bekar, N.K., Kandemir, D., ve Balkaya, A., (2017). Aşılı hıyar yetiştiriciliğinde kullanılan bal kabağı (Cucurbita moshata Duch.) anaçlarının meyve kalitesi ve verim unsurları üzerine etkileri. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(3), 36-45.
• Biles, C., & Martyn, R., (1989). Local and systemic resistance induced in watermelons by formae speciales of Fusarium oxysporum. Phytopathology, 79, 856-860.
• Bora, T., Yıldız, M., & Özaktan, H., (1994). Effect of fluorescent preudomonas on Fusarium wilt of watermelon. Journal of Turkish Phytopathology, 23(1), 19-25.
• Davis, A.R., Perkins-Veazie, P., Sakata, Y., López-Galarza, S., Marato, J.V., Lee, S., Huh, Y., Sun, Z., Miguel, A., King, S.R., Cohen, R., & Lee, J., (2008). Cucurbit grafting. Critical Reviews in Plant Sciences, 27, 50-74.
• Dianez, F., Diaz, M., Santos, M., Huitron, V., Ricardez, M., & Camacho, F., (2007). The use of grafting in Spain. In: Labrada, R. (Ed.), Technical Workshop on nonchemical alternatives to replace methyl bromide as a soil fumigant, Budapest, Hungary, 26-28 June 2007. United Nations Environment Programme (UNEP), Chatelaine; Switzerland.
• Erper, İ., ve Hatat, G., (1998). Samsun ili sebze seralarında solgunluk hastalığının yayılışının, yoğunluğunun ve hastalığa neden olan etmenlerin belirlenmesi. Türkiye VIII. Fitopatoloji Kongresi Bildirileri, 283-287, 21-25 Eylül, Ankara.
• Erper, İ., Balkaya, A., Türkkan, M., ve Kılıç, G., (2015). Karadeniz Bölgesi kestane kabağı (Cucurbita maxima Duch.) üretim alanlarında kök ve kök boğazı çürüklüğüne neden olan fungal etmenlerin tespiti ve bazı kestane kabağı genotiplerinin bu etmenlere karşı reaksiyonlarının belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 30(1), 15-23.
• Göçmen, M., Balkaya, A., Kurtar, E.S., ve Karaağaç, O., (2014). Kabak (Cucurbita spp.) Genetik Kaynaklarının Hıyar (Cucumis sativus L.) Anaç Islah Programında Değerlendirilmesi ve Yerli Hibrit Anaçların Geliştirilmesi. TUBİTAK-TEYDEB Proje No: 3110194.
• Gonzales-Torres, R., Melero-Vara, J., Gomez-Vazquez, J., & Jimenez Diaz, R.M., (1993). The effects of soil solarization and soil fumigation on Fusarium wilt of watermelon grown in plastic houses in South-eastern Spain. Plant Pathology, (42), 858-864.
• Hopkins, D.L., & Elmstrom, G.W., (1974). Chemical control of watermelon damping-off and seedling wilt. The Plant Disease Reporter, 58, 114-117.
• Hopkins, D.L., & Elmstrom, G.W., (1984). Fusarium wilt in watermelon cultivars grown in a 4-year monoculture. Plant Disease, 68(2), 129-131.
• Kamel, S.M., & Taher, D.I., (2021). Grafting cucumber onto interspecific cucurbita hybrid rootstocks to improve productivity and control wilt disease caused by Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum. Journal of Plant Production, 12(1), 41-47.
• Kandemir, D., Balkaya, A., Yücel, Ş., Karaağaç, O., ve Yelboğa, K., (2022). Dünyada ve Türkiye’de Fide Sektörü. In: Yetişir, H., Ellialtıoğlu, Ş.Ş.(Eds.) Sebzelerde Fide Yetiştiriciliği-1, pp. 45-68. Gece Kitaplığı, ISBN: 978-625- 430-537-5.
• Karaağaç, O., (2013). Karadeniz Bölgesi’nden Toplanan Kestane Kabağı (C. maxima) ve Bal Kabağı (C. moschata) Genotiplerinin Karpuza Anaçlık Potansiyellerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Samsun, Türkiye. 258 s.
• Karaağaç, O., Kar, H., Murat Doğru, Ş., Özbakır Özer, M., Demir, E., ve Yetişir, H., (2017). Örtüaltı Hıyar (Cucumis sativus L.) Yetiştiriciliğine Uygun Düşük Sıcaklığa Toleranslı Yerli Hibrit Kabak (Cucurbita spp.) Anaçlarının Geliştirilmesi ve Düşük Sıcaklığa Dayanıklılığının Fizyolojik ve Biyokimyasal Düzeyde İncelenmesi, TUBİTAK 1140843 COST Projesi Sonuç Raporu.
• Kim, H., Kang, N., Kang, K., Cheong, J., Jung, H., & Kim, B., (1997). Characteristics of Cucurbita spp. for use as cucumber rootstock. RDA Journal of Horticulture Science, 39(2), 8-14.
• Kırbağ, S., ve Turan, N., (2005). Malatya’da yetiştirilen bazı sebzelerde görülen mikrofungusların tespiti. Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(3), 559-564.
• Lee, J.M., Kubota, C., Tsao, S.J., Bie, Z., Echevarria, P.H., Morra, L., & Oda, M., (2010). Current status of vegetable grafting: Diffusion, grafting techniques, automation. Scientia Horticulturae, 127(2), 93-105.
• Lee, Y.K., Chung, W.I., & Ezura, H., (2003). Efficient plant regeneration via organogenesis in winter squash (Cucurbita maxima Duch.). Plant Science, 164(3), 413-418.
• Louws, F.J., Rivard, C.L., & Kubota, C., (2010). Grafting fruiting vegetables to manage soil borne pathogens, foliar pathogens, arthropods and weeds. Scientia Horticulturae, 127,127-146.
• Maden, S., Kahveci, E., & Turak, S., (1989). Pythium torulosum, a new causal organism of watermelon fruit in the field and its comparison with Phytophthora capsici. Journal of Turkish Phytopathology, 18(3), 115-120.
• Martyn, R.D., (1996). Fusarium Wilt of Cucumber, 15-16 Compendium of cucurbit diseases. Zitter,T.A., Hopkins, D.L., and Thomas, C. E. (eds.), APS press, Minnesota, 87s
• Martyn, R.D., Biles, C.L., & Dillard, E.I., (1991). Induced resistance to Fusarium wilt of watermelon under simulated field comditions. Plant Disease, 75, 874-877.
• Martyn, R.D., & Hartz, T.K., (1986). Use of soil solarization to control Fusarium wilt of watermelon. Plant Disease, 70(8), 762-766.
• Martyn, R.D., & McLaughlin, R.J., (1983). Effects of inoculum concentration on the apparent resistance of watermelon to Fusarium oxysporum f. sp. niveum. Plant Disease (67), 493-495.
• Papadaki, A.M., Bletsos, F.A., Eleftherohorinos, I.G., Menexes, G., & Lagopodi, A.L., (2017). Effectiveness of seven commercial rootstocks against verticillium wilt and their effects on growth, yield, and fruit quality of tomato. Crop Protection, 102, 25-31.
• Pavlou, G.C., Vakalounakis, D.J., & Ligoxigakis, E.K., (2002). Control of root and stem rot of cucumber, caused by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-cucumerinum, by grafting onto resistant rootstocks. Plant Disease, 86(4), 379-382.
• Reyad, N.E.H.A., El-Sayed, S.F., & Azoz, S.N., (2021). Evaluation of grafting using cucurbit interspecific hybrids to control fusarium wilt in cucumber. Plant Cell Biotechnology and Molecular Biology 22(37–38), 50-63.
• Sağır, A., (1988). Güneydoğu Anadolu Bölgesi’nde kavun ve karpuzlarda kök ve kök boğazı çürüklüğüne neden olan fungal etmenler. Bitki Koruma Bülteni, 28(3-4), 141-150.
• Sakata, Y., Ohara, T., & Sugiyama, M., (2007). The history and present state of the grafting of cucurbitaceous vegetables in Japan. Acta Horticulturae, 731, 159-170.
• Sarıbaş, H.Ş., (2019). Aşılı Patlıcan Üretiminde Genetik Kaynakların Anaç Islah Programında Değerlendirilmesi ve Yerli Hibrit Anaçların Geliştirilmesi. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Samsun, Türkiye. 188 s.
• Seo, J.S., Burri, B.J., Quan, Z., & Neidlinger, T.R. (2005). Extraction and chromatography of carotenoids from pumpkin. Journal of Chromatography A, 1073(1-2), 371-375.
• Swiader, M., Pronczuk, M. & Niemirowicz-Szczyt, K., (2002) Resistance of Polish lines and hybrids of watermelon [Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum et Nakai] to Fusarium oxysporum at the seedling stage. Journal of Applied Genetics, 43 (2), 161-170.
• TTSM, (2024). Tohumluk Tescil ve Sertifikasyon Merkez Müdürlüğü https://www.tarimorman.gov.tr/BUGEM/TTSM/Sayfalar/Detay.aspx?SayfaId=86 (Erişim Tarihi:27.06.2024).
• Tok, F.M., ve Kurt, Ş., (2009). Akdeniz Bölgesi’nde örtüaltı hıyar yetiştirilen alanlardan Fusarium oxysporum f.sp. radicis-cucumerinum’un izolasyonu ve tanımlanması. Türkiye III. Bitki Koruma Kongresi, 185, 15-18 Temmuz, Van.
• Tok, F.M., (2010). Kavun ve Hıyar Patojeni Fusarium oxysporum İzolatlarının Patojenisite, Irk, Vejetatif Uyum Grubu ve AFLP Teknikleriyle Karakterizasyonu ve Dağılımları. Doktora Tezi, Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dalı, Hatay, Türkiye.
• Tüzel, Y., Gül, A., Öztekin, G., Engindeniz, S., Boyacı, F., Duyar, H., Cebeci, E., ve Durdu, T., (2020). Türkiye’de Örtüaltı Yetiştiriciliği ve Yeni Gelişmeler. TMMOB Ziraat Mühendisliği Odası Türkiye Ziraat Mühendisliği IX. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı, 13-17 Ocak 2020, Cilt 1: 725-750, Ankara.
• Vakalounakis, D.J., (1996). Root and stem rot of cucumber caused by Fusarium oxysporum f.sp. radicis- cucumerinum, Plant Disease, 80, 313-316.
• Vakalounakis, D.J., & Fragkiadakis, G.A., (1999). Genetic diversity of Fusarium oxysporum isolates from cucumber: differentiation by pathogenicity, vegetative compatibility, and RAPD fingerprinting. Phytopathology, 89(2), 161-168.
• Vakalounakis, D.J., & Smardas, K., (1995). Genetics of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum races 1 and 2 in cucumber line Wisconsin-2757. Annals of Applied Biology, 127(3), 457-461.
• Yıldız, M., & Delen, N., (1977). Studies on the occurrence of Fusarium wilt of cucumber in Ege Region of Turkey. Journal of Turkish Phytopathology, 6(3), 111-117.
• Yıldız, S., Karaağaç, O., ve Balkaya, A., (2013). Aşılı sebze fidesi üretiminde kullanılan anaçların organik tarımda değerlendirilmesi. Türkiye V. Organik Tarım Sempozyumu, 25 -27 Eylül 2013, 1, 55-63.
• Yücel, Ş., Karaağaç, O., Balkaya, A., ve Kandemir, D., (2022). Aşılı Fide Üretiminde Kullanılan Anaçlar. In: Yetişir, H., Ellialtıoğlu, Ş.Ş.(Eds.) Sebzelerde Fide Yetiştiriciliği-2, pp. 399-490. Gece Kitaplığı, ISBN: 978-625- 430-538-2.