Assessment of the Susceptibility of Grapevine Genotypes in the Eastern Anatolia Region Genetic Resource Plot to Powdery Mildew (Erysiphe necator) Under Natural Infection Conditions

Year 2025, Volume: 12 Issue: 2, 368 - 378, 16.04.2025

Tevhit Geçim , Nalan Yıldırım Doğan , Hasan Pinar , Abdurrahim Bozkurt

https://doi.org/10.30910/turkjans.1603167

Abstract

Powdery mildew disease caused by Erysiphe necator is an economically important disease of grape varieties of the Vitis vinifera species worldwide. The use of resistant grape varieties in the control of the disease is extremely important for human and environmental health. In this study, the tolerance levels of 203 local cultivars, two tolerant (Regent and Kishmish Vatkana) and two sensitive (Karaerik and Italia) cultivars collected within the scope of the Eastern Anatolia Region Grapevine Genetic Resources Project were determined against the pathogen Erysiphe necator under natural conditions. A visual scale based on sporulation density and necrosis formation on the leaves was used for evaluation and four vines were evaluated for each genotype. The colonisation rate on the surface of the leaves was determined according to the scale values between 0-7. The severity of the disease was calculated based on the lesions on the leaves and the susceptibility of the genotypes was determined. As a result of the study, 3 of the genotypes were highly resistant (HR), 44 were resistant (R), 68 were susceptible (S) and 88 were highly susceptible (HS) in terms of powdery mildew disease severity. Among these genotypes, 50 out of 197 genotypes belonging to Vitis vinifera species and all Vitis labrusca genotypes showed tolerance below 30% in terms of disease severity. Vitis vinifera subsp. sylvestris (Sarmalık Üzüm) was classified as susceptible with a disease severity of 37.99%. In the study, V. vinifera showed more sensitivity than other species. The most resistant genotype was Izabelle-1 (3.88%) and the most susceptible genotype was Beyaz Üzüm S1 (90.07%).

Keywords

Genetic resource, Grape genotypes, Powdery mildew, Natural infection, Vitis vinifera

Ethical Statement

Since this study is not a retrospective study, there is no need for an ethics committee approval document.

Supporting Institution

General Directorate of Agricultural Research and Policies

Project Number

Proje No. TAGEM/BBAD/T1/23/A1/P2/6608

Thanks

We thanks General Directorate of Agricultural Research and Policies for their support.

Doğu Anadolu Bölgesi Asma Genetik Kaynak Parselindeki Genotiplerin Doğal Enfeksiyon Koşullarında Külleme Hastalığına (Erysiphe necator) Duyarlılıklarının Değerlendirilmesi

Abstract

Erysiphe necator'un neden olduğu külleme hastalığı, dünya çapında Vitis Vinifera türüne giren üzüm çeşitlerinin ekonomik açıdan önemli bir hastalığıdır. Hastalığın kontrolünde dirençli üzüm çeşitlerinin kullanımı insan ve çevre sağlığı açısından son derece önemlidir.Bu çalışmada Doğu Anadolu Bölgesi Asma Genetik Kaynakları projesi kapsamında toplanan ve koruma altına alınan 203 yerel çeşit ile 2 tolerant (Regent ve Kishmish Vatkana) ve 2 duyarlı (Karaerik ve Italia) çeşidin doğal koşullar altında Erysiphe necator patojenine karşı toleranslık düzeyleri belirlenmiştir. Değerlendirmede yapraklar üzerindeki sporulasyon yoğunluğu ve nekroz oluşumuna dayalı görsel skala kullanılmış ve her genotip için dörder asma değerlendirilmiştir. Yaprakların yüzeyindeki kolonizasyon oranı, 0-7 arasındaki skala değerlerine göre belirlenmiştir. Yaprakların üzerindeki lezyon değerleri üzerinden hastalık şiddeti hesaplanarak genotiplerin duyarlılık durumları belirlenmiştir. Çalışma sonucunda külleme hastalık şiddeti bakımından 3 genotip oldukça dirençli (HR), 44 genotip dirençli (R), 68 genotip hassas (S) ve 88 genotip oldukça hassas (HS) olarak belirlenmiştir. Bu genotipleri türler bazında incelendiğinde Vitis vinifera türüne ait 197 farklı genotipten 50’si ve Vitis labrusca genotiplerinin tamamı, hastalık şiddeti bakımından %30 un altında tolerans göstermiştir. Ayrıca Vitis vinifera subsp. sylvestris türüne ait Sarmalık üzümün hastalık şiddet derecesi %37.99 ile hassas sınıfında yer almıştır. Türlere dayalı değerlendirmede V. vinifera'nın diğer türlere kıyasla daha fazla hassasiyet gösterdiği belirlenmiştir. İncelenen genotipler arasında en dirençli genotip olarak İzabelle-1 (%3.88) belirlenirken, en hassas genotip Beyaz Üzüm S1 (%90.07) olarak tespit edilmiştir.

Keywords

Genetik kaynak, Üzüm genotipleri, Külleme hastalığı, Doğal enfeksiyon, Vitis vinifera

Project Number

Proje No. TAGEM/BBAD/T1/23/A1/P2/6608

References

• Ağaoğlu, Y. S. (1986). Türkiye’de bağcılık alanında yapılmakta olan ıslah çalışmalarının bugünkü durumu ve ileriye yönelik öneriler. TÜBİTAK Bitki Islahı Sempozyumu Özetleri: 30-31. 15-17 Ekim 1986, İzmir
• Aşçi, S. D., Tangolar, S., Kazan, K., Özmen, C. Y., Öktem, M., Kibar, U., ... Ergül, A. (2021). Evaluation of powdery mildew resistance of a diverse set of grape cultivars and testing the association between powdery mildew resistance and PR gene expression. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 45(3), 273-284.
• Atak, A., Göksel, Z. (2019). Determination of some phenolic substance changes in cultivar/genotypes of different Vitis species.
• Atak, A., Şen, A. (2021). A grape breeding programme using different Vitis species. Plant Breeding, 140(6), 1136-1149.
• Atak, A., Göksel, Z., Çelik, H. (2017). Relations between downy/powdery mildew diseases andsome phenolic compounds in Vitis spp. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 41(1), 69-81.
• Baki, S. (2023). Melez asma genotiplerinin bazı ampelografik özellikleri ile fungal hastalıklara dayanıklılıklarının belirlenmesi ve çeşit adaylarının tespit edilmesi. (Doktora Tezi), Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı, İzmir, Türkiye
• Boso Alonso, S., Kassemeyer, H. H. (2008). Different susceptibility of European grapevine cultivars for downy mildew.
• Bozkurt, A. (2023). Sarmalık yaprak üretimine yönelik küllemeye toleranslı yeni üzüm çeşitlerinin geliştirilmesi. (Doktora Tezi), Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı, Bağ Yetiştirme ve Islahı Bilim Dalı, Tokat, Türkiye
• Bozkurt, A., Yağcı, A. (2024). Bazı Melez Asma Genotiplerinin Küllemeye Duyarlılıklarının Küllemeye Dayanıklılıkla İlişkili Bazı Markörler ile İncelenmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 11(2), 506-513.
• Bozkurt, A., Yağcı, A., Akgül, D. S. (2023). Bazı Üzüm Çeşitlerinin Külleme Enfeksiyonlarına Duyarlılığının Zamana Bağlı Değişimi. Bahçe, 52(Özel Sayı 1), 300-308.
• Çelik, H., Ağaoğlu, Y. S., Fidan, Y., Marasalı, B. ve Söylemezoğlu, G. (1998). Genel bağcılık. Sun fidan A.Ş., Mesleki Kitaplar Serisi:1., 253 s., Ankara
• Eibach, R., Töpfer, R. (2015). Traditional grapevine breeding techniques. In Grapevine breeding programs for the wine industry (pp. 3-22). Woodhead Publishing.
• Feechan, A., Anderson, C., Torregrosa, L., Jermakow, A., Mestre, P., Wiedemann‐Merdinoglu, S., ... Dry, I. B. (2013). Genetic dissection of a TIR‐NB‐LRR locus from the wild N orth A merican grapevine species M uscadinia rotundifolia identifies paralogous genes conferring resistance to major fungal and oomycete pathogens in cultivated grapevine. The Plant Journal, 76 (4), 661-674.
• Kunova, A., Pizzatti, C., Saracchi, M., Pasquali, M., Cortesi, P. (2021). Grapevine powdery mildew: fungicides for its management and advances in molecular detection of markers associated with resistance. Microorganisms, 9(7), 1541.
• Maddalena, G., Marone Fassolo, E., Bianco, P. A., Toffolatti, S. L. (2023). Disease forecasting for the rational management of grapevine mildews in the Chianti Bio-District (Tuscany). Plants, 12(2), 285.
• Mwamahonje, A., Kilambo, D., Mrosso, L., Feyissa, T. (2015). Genetic diversity of grapevine (Vitis vinifera L.) from Tanzania as revealed by ISSR markers.
• Pimentel, D., Amaro, R., Erban, A., Mauri, N., Soares, F., Rego, C., ... Fortes, A. M. (2021). Transcriptional, hormonal, and metabolic changes in susceptible grape berries under powdery mildew infection. Journal of Experimental Botany, 72(18), 6544-6569.
• Reisch, B. I., Owens, C. L., Cousins, P. S. (2012). Grape. Fruit breeding, 225-262.
• Sosa-Zuniga, V., Vidal Valenzuela, Á., Barba, P., Espinoza Cancino, C., Romero-Romero, J. L., & Arce-Johnson, P. (2022). Powdery mildew resistance genes in vines: An opportunity to achieve a more sustainable viticulture. Pathogens, 11(6), 703.
• Townsend, G.K., Heuberger, J.W. (1943). Methods for estimating losses caused by diseases in fungicide experiments. Plant Dis. Reptr. 27, 340-343.
• Wan, Y., Schwaninger, H., He, P., Wang, Y. (2007). Çin yabani üzümlerinde külleme ve tüylü küfe karşı direncin karşılaştırılması. Vitis-Geilweilerhof- , 46 (3), 132.
• Wang, Y., Li, Y., He, P., Chen, J., Lamikanra, O., Lu, J., (1995). Evaluation of foliar resistance to Uncinula necator in Chinese wild Vitis species. Vitis 34, 159-164.
• Yağcı, A., Daler, S. (2023). Amerikan Asma Anaçlarından Elde Edilen F1 Hibrit Tohumlarının Çimlenme Özellikleri Üzerine GA3 Uygulamalarının Etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 26(4), 767-777.
• Yildirim, Z., Atak, A., & Akkurt, M. (2019). Determination of downy and powdery mildew resistance of some Vitis spp. Ciencia e Tecnica Vitivinicola, 34(1).
• Yu, H., Li, H., Wei, R., Cheng, G., Zhou, Y., Liu, J., ... Zhou, S. (2022). Widely targeted metabolomics profiling reveals the effect of powdery mildew on wine grape varieties with different levels of tolerance to the disease. Foods, 11(16), 2461.