Farklı Domates Çeşitlerinde Zararlılara Karşı Savunma Yapıları Olan Trikom Yoğunluğunun ve Acylsugar Konsantrasyonunun Belirlenmesi

Year 2024, Volume: 38 Issue: 1, 27 - 43, 14.06.2024

Narin Gök , Simge Özkan , Nabi Alper Kumral , Nuray Akbudak , Sultan Çobanoğlu , Nimet Sema Gençer

https://doi.org/10.20479/bursauludagziraat.1374317

Abstract

Ülkemizde domates yetiştiriciliği ekonomik getiri ve beslenme yönünden önem arz etmektedir. Domates yetiştiriciliğindeki önemli sorunlardan biri zararlılar (böcek ve akar) nedeniyle yüksek ürün kayıplarıdır. Günümüzde bazı domates hastalıkları ve nematot zararlılarına karşı dayanıklı domates çeşitleri ruhsatlanmasına karşın; diğer zararlılara karşı dayanıklı tescilli çeşitler henüz kaydedilmemiştir. Domateslerde, böceklerin ve akarların zararına hatta biyolojik mücadele etmenlerinin aktivitesine karşı olumsuz olan unsurlardan biri de domatesin vejatatif organlarında bulunan keseli ve kesesiz trikomlardır. Kesesiz trikomlar bu canlıların vücudunu tahrip ederek olumsuz etki yaratırken; keseli trikomların içinde bulunan acylsugar’ın bunlar üzerinde zehir veya kaçırıcı etkisi bulunmaktadır. Bundan dolayı, bu çalışmada 49 domates çeşidinde bulunan trikom yapıları ve keseli trikomlardan salgılanan acylsugar konsantrasyonları araştırılmıştır. İncelenen domates çeşitlerindeki trikomların tiplerine göre yoğunluklarının saptanması zararlılara dayanıklı çeşitlerin belirlenmesi için temel bilgi sağlarken; aynı zamanda doğal düşmanların etkinliğini sınırlaması açısından da bilgi verilmiştir. Çalışmada yaprak, sap ve dallarda tip IV ve tip VI keseli; tip III ve tip V kesesiz trikomların yoğunlukları tespit edilmiştir. Her bir vejatatif organ ayrı ayrı değerlendirildiğinde farklı trikom tiplerinin yoğunluklarının çeşitlere bağlı önemli düzeyde değişiklik gösterdiği saptanmıştır. Ward’ın minumum varyans analizi metotuna göre her tipteki trikom yoğunlukları düşük, orta ve yüksek olarak kümelenmiştir. İncelenen çeşitler arasından bazılarının hem keseli hem de kesesiz trikom açısından düşük yoğunluğa sahip olduğu belirlenmiştir. Benzer istatistiki farklılıklar, keseli trikomlarda bulunan acylsugar içerikleri açısından da ortaya konmuştur.

Keywords

çeşit, domates, savunma mekanizması, trikom, böcek, akar, Acylsugar

Ethical Statement

Bu makalede araştırma ve yayın etiği kurallarına uyulmaktadır. Yazarlar çalışmaya ortak katkıda bulunmuşlar ve yazarlar arasında herhangi bir çıkar çatışması bulunmamaktadır.

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

TOVAG 119O961

Thanks

Bu araştırmaya TOVAG 119O961 nolu proje ile finansal destek sağlayan TÜBİTAK’a teşekkür ederiz.

Determination of Densities and Acylsugar Concentrations of Trichome as Defence Structures against Plant Pests in Different Tomato Cultivars

Abstract

Tomato cultivation is significant in terms of economic income and nutrition of community for Turkey. One of the important problems in tomato cultivation is the high crop losses due to insect and mite pests. Although there are registered resistant tomato cultivars for some diseases and nematode pests, no resistant cultivar to other pests has been inscribed yet. The glandular and non-glandular trichomes in the vegetative organs of tomato have negative effects against insects and mites as weel as the activity of biological control agents. While the non-glandular trichomes destroyed the integument of these pests, the acylsugar contained in the glandular trichomes has a poisonous or repellent effect on them. Therefore, this study investigated the trichome structures in 49 tomato cultivars and the concentrations of acylsugar secreted from the glandular trichomes. The determination of the types and densities of trichomes in the tomato cultivars examined will provide basic information for the identification of pest-resistant cultivars and for biological control in terms of limiting the effectiveness of natural enemies. In the study, the densities of trichomes with type IV and type VI glandular; type III and type V non-glandular trichomes were determined in leaves, stems and branches. When each vegetative organ was evaluated separately, it was found that densities of different trichome types were significantly different depending on the cultivars. According to the results of Ward’s cluster analysis, trichome densities were divided into 3 groups as low, medium and high. Among the cultivars examined, some of them were found to have low densities in terms of both glandular and non-glandular trichomes. Similar statistical differences were found in terms of acylsugar content in glandular trichomes.

Keywords

acylsugar, cultivar, tomato, defence mechanism, trichome, insect, acari

Project Number

TOVAG 119O961

References

• Alba, J. M., Montserrat, M. and Fernandez-Munoz, R. 2009. Resistance to the two-spotted spider mite (Tetranychus urticae) by acylsucroses of wild tomato (Solanum pimpinellifolium) trichomes studied in a recombinant inbred line population. Experimental & Applied Acarology, 47(1/2): 35-47.
• Antonious, G. F. and Snyder, J. C. 2006. Natural products: repellency and toxicity of wild tomato leaf extracts to the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae Koch. Journal of Environmental Science and Health. Part B, Pesticides, Food Contaminants, and Agricultural Wastes, 41(1): 43-55.
• Aragao, C. A., Dantas, B. F. and Benites, F. R. G. 2002. Effect of allelochemicals in tomato leaf trichomes on mite (Tetranychus urticae Koch) repellency in genotypes with different levels of 2-tridecanone. Acta Botanica Brasilica, 16(1): 83-88.
• Atalay, E. and Kumral, N. A. 2013. Biolocigal features and life tables of Tetranychus urticae (Koch) (Acari: Tetranycidae) on different table tomato varieties. Türkiye Entomoloji Dergisi, 37(3): 329-341.
• Bergau, N., Bennewitz, S., Syrowatka, F., Hause, G. and Tissier, A. 2015. The development of type VI glandular trichomes in the cultivated tomato Solanum lycopersicum and a related wild species S. habrochaites. BMC Plant Biology, 15(1): 1-15.
• Buitenhuis, R., Shipp, L., Scott-Dupree, C., Brommit, A. and Lee, W. 2014. Host plant effects on the behaviour and performance of Amblyseius swirskii (Acari: Phytoseiidae). Experimental and Applied Acarology, 62: 171-180.https://doi.org/10.1007/s10493-013-9735-1
• Calvo, F. J., Knapp, M., van Houten, Y. M., Hoogerbrugge, H. and Belda, J. E. 2015. Amblyseius swirskii: what made this predatory mite such a successful biocontrol agent. Experimental and Applied Acarology, 65(4): 419-433.https://doi.org/10.1007/s10493-014-9873-0
• Channarayappa, S. G., Muniyappa, V. and Frist, R. H. 1992. Resistance of Lycopersicon species to Bemisia tabaci, a tomato leaf curl virus vector. Canadian Journal of Botany, 70: 2184–2192.
• Chatzivasileiadis, E. A. and Sabelis, M.W. 1998. Variability in susceptibility among cucumber and tomato strains of Tetranychus urticae Koch to 2-tridecanone from tomato trichomes: effects of host plant shift. Experimental & Applied Acarology, 22(8): 455-466.
• de Souza Marinke, L., de Resende, J.T.V., Hata, F.T., Dias, D. M., Oliveira, L.V.B.,Ventura, M.U., Zanin, D.S. and Filho, R.B. 2022. Selection of tomato genotypes with high resistance to Tetranychus evansi mediated by glandular trichomes. Phytoparasitica, 50: 629–643.
• FAOSTAT, 2020. Food and Agriculture Organization of United Nations. https://www.fao.org/home/en/(Erişim Tarihi: 01.12.2020)
• Gonçalves, M. I. F., Maluf, W. R., Gomes, L. A. A. and Barbosa, L. V. 1998. Variation of 2-tridecanone level in tomato plant leaflets and resistance to two mite species (Tetranychus sp.). Euphytica, 104(1): 33-38.
• Keskin, N. and Kumral, N. A. 2015. Screening tomato varietal resistance against the two-spotted spider mite [Tetranychus urticae (Koch)]. International Journal of Acarology, 41(4): 300-309.
• Lucini, T., Faria, M. V., Rohde, C., Resende, J. T. V. and de Oliveira, J. R. F. 2015. Acylsugar and the role of trichomes in tomato genotypes resistance to Tetranychus urticae. Arthropod-Plant Interactions, 9(1): 45-53.
• Maluf, W. R., Inoue, I. F., Ferreira, R. de P. D., Gomes, L. A. A., Castro, E. M. De. and Cardoso, M. das G. 2007. Higher glandular trichome density in tomato leaflets and repellence to spider mites. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 42(9): 1227-1235.
• Maluf, W. R., Maciel, G. M., Gomes, L. A. A., Cardoso, M. D. G., Gonçalves, L. D., Silva, E. C. da and Knapp, M. 2010. Broad-spectrum arthropod resistance in hybrids between high- and low-acylsugar tomato lines. Crop Science, 50(2): 439-450.
• McDowell, E. T., Kapteyn, J., Schmidt, A., Li, C., Kang, J., Descour, A., Shi, F., Larson, M., Schilmiller, A., An, L., Jones, A. D., Pichersky, E., Soderlund, C. A. and Gang, D. R. 2011. Comparative functional genomic analysis of Solanum glandular trichome types. Plant Physiology, 155(1): 524–539.
• Nelson, N. 1944. A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose. Journal of Biolology & Chemistry, 153: 375–380.
• Obrycki, J. J. 1986. The influence of foliar pubescence on entomophagous species. Interactions of Plant Resistance and Parasitoids and Predators of Insects, 61-83.
• Pocoví, M., Gilardón, E., Gorustovich, M., Olsen, A., Gray, L., Hernández, C., Petrinich, C. and Collavino, G. 1998. 2-tridecanona y su asociación con la resistencia a la polilla del tomate (Tuta absoluta Meyrick) ya la arañuela roja (Tetranychus urticae Koch). Revista de la Facultad de Agronomía, 103(2): 165-171.
• Portakaldalı, M., Öztemiz, S. ve Kütük, H. 2013. Adana'da Açık Alan Domates Yetiştiriciliğinde Tuta absoluta (Meyrick)(Lepidoptera: Gelechiidae) ve Doğal Düşmanlarının Popülasyon Takibi. Bursa Uludag Üniv. Ziraat Fak. Derg., 27(2): 45-54.
• Resende, J. T. V., Cardoso, M. D. G., Nelson, D. L. and Faria, M. V. 2002. Inheritance of acylsugar contents in tomatoes derived from an interspecific cross with the wild tomato Lycopersicon pennellii and their effect on spider mite repellence. Genetics and Molecular Research, 1(2): 106-116.
• Saeidi, Z., Mallik, B. and Kulkarni, R. S. 2007. Inheritance of glandular trichomes and two-spotted spider mite resistance in cross Lycopersicon esculentum ‘‘Nandi’’and L. pennellii ‘‘LA2963’’. Euphytica, 154(1-2): 231-238.
• Simmons, A. T., Gurr, G. M., Mcgrath, D., Nicol, H. I. and Martin, P. M. 2003. Trichome of Lycopersicon and their effect on Myzus persicae (Homoptera: Aphididae). Australian Journal of Entomology, 42(4): 373-378.
• Stipanovic, R. D. 1983. Function and chemistry of plant trichomes and glands in insect resistance: protective chemicals in plant epidermal glands and appendages. ACS Symposium Series, 208(5): 69-100.
• TÜİK, 2020. Türkiye İstatistik Kurumu, Bitkisel üretim istatistikleri. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=92&locale=tr (Erişim Tarihi: 26.09.2020)
• Van Leeuwen, T., Witters, J., Nauen, R., Duso, C. and Tirry, L. 2010. The control of eriophyoid mites: state of the art and future challenges. Experimental & Applied Acarology, 51(1-3): 205-224.
• Whalon, M.E., Mota-Sanchez, D. and Hollingworth, R.M. 2016. Arthropod pesticide resistance database. https://www.pesticideresistance.org/(Erişim Tarihi: 26.09.2023)