Investigations on resistance mechanism of sunflower against to downy mildew (Plasmopara halstedii (Farlow) berl. et de toni)

Plasmopara halstedii [(Farlow) Berl. Et de Toni] tarafından oluşturulan mildiyö ayçiçeğinin en tahrip edici hastalıklarından biridir. Etmen kullanılan fungisitlere karşı dayanıklılık kazandığından, günümüzde hastalığın kontrolünde dayanıklı çeşit kullanımı halen geçerliliğini korumaktadır. Bu çalışmanın amacı P. halstedii'ye karşı farklı ayçiçeği ıslah hatlarında ortaya çıkan dayanıklılık mekanizmalarının morfolojik ve biyokimyasal karakterizasyonudur. Çalışmada, simptomatolojik testler ve dayanıklılık genlerinin varlığı veya yokluğuna bağlı olarak 9'u dayanıklı, 3'ü hassas toplam oniki farklı ayçiçeği ıslah hattı kullanılmıştır. Islah hatlarına ait yapraklarda morfolojik özellikler (stoma eni, boyu ve açıklık büyüklüğü) ile birlikte, yaprak inokulasyonu ile sekonder enfeksiyon sonrasında sporangium sayısı incelenmiştir. Ayrıca kök inokulasyonu yöntemi ile inokulasyon süresince ve inokulasyon sonrasında elde edilen ekstraktların İnce Tabaka Kromatografisinde (TLC) analizleri ile ortaya çıkan fraksiyonların anti-oomycete etkileri incelenmiştir. Sporangium boşalmasını ?%50 engelleyen bitki ekstraktlarının uçucu bileşik içeriği Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC/MS), uçucu olmayan veya kolayca bozulabilen bileşik içeriği ise Sıvı Kromatografi-Kütle Spektrometresi (LC-MS/MS) analizi ile tespit edilmiştir. Değerlendirmeler sonucunda, incelenen hatlar arasında CL 217 R, HAR 5, K5 R SN:11/2014 ve K-9 R-SN:3/2014 dayanıklı ıslah hatlarının sekonder enfeksiyon (düşük sporangium sayısı), morfolojik (dar stoma açıklığı) ve biyokimyasal (sporangium boşalması engelleyen çok sayıda fraksiyona ve yüksek miktarda fenolik bileşiklere sahip olma) mekanizmalar yönünden önemli dayanıklılık göstergelerine sahip olduğu belirlenmiştir. Hem inokulasyon süresince ve hem de inokulasyon sonrasında tespit edilen 2-ethyl-2-methyl-tridecanol (alkol); nonanal (aldehit), 2,6,10,15-tetramethylheptadecane (alkan); 2-(1-ethoxy-ethoxy)-1,1,1-trifluoro-4-iodobutane (alkil halojenür); 9-octadecenoic acid (Z)- (yağ asidi); 2-hydroxy-3-[(1-oxooctadecyl)oxy]propyl ester (ester)'in sadece dayanıklı hatlarda bulunan anti-oomycete etkinliğe sahip fraksiyonlar olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ayçiçeği mildiyösüne karşı bitki dayanıklılık mekanizmalarının karakterize edildiği ilk kayıt olup, bu sonuçların alternatif mücadele yöntemlerine önemli derecede katkı sağlayacağı düşünülmektedir.Downy mildew caused by Plasmopara halstedii (Farlow) Berl. Et de Toni) is one of the most destructive disease of sunflower (Helianthus annuus L.).The use of resistant varieties in the control of disease is still in high demand today due to resistance problem of the pathogen to the fungicides used. The aim of this study is to characterize the morphological and biochemical resistance mechanism occured in different sunflower inbred-lines against the disease agent. Twelve inbred-lines (9 resistant and 3 sensitive of them to the pathogen based on symptomatic observations and presence or absence of the resistance genes) were used throughout the study. Sporangium numbers after secondary infection by leaf inoculation in addition to morphological characteristics (width and length of stomata and aperture size) of the lines were determined. Moreover, anti-oomycete effects of the fractions raised after Thin Layer Chromatography (TLC) analysis of the extracts obtained during and after root inoculation were investigated. The content of volatile compounds in fractions representing inhibition of >50% for sporangial discharge were detected by Gas Chromatography – Mass Spectrometry (GC/MS), whereas the content of the non-volatile or easily degradable compounds in the same fractions were detected by Liquid Chromatography – Mass Spectrometry (LC-MS/MS). As a result, among the all lines tested, the resistant lines CL 217 R, HAR 5, K5 R SN:11/2014 and K-9 R-SN:3/2014 had the important resistance indications for secondary infection (low sporangium number), morphological (narrow stomatal aperture) and biochemical mechanism (having the fractions with anti-oomycete effects on sporangia and phenolic compounds at high amount. It was determined that 2-ethyl-2-methyl-tridecanol (an alcohol); nonanal (an aldehyde), 2,6,10,15-tetramethylheptadecane (an alkane); 2-(1-Ethoxy-ethoxy)-1,1,1-trifluoro-4-iodobutane (an alkyl halide); 9-octadecenoic acid (Z)- (a fatty acid); 2-hydroxy-3-[(1-oxooctadecyl)oxy]propyl ester (an ester) were present in anti-oomycete fractions obtained from resistance lines only, both during and after inoculation of the pathogen. This study is the first report for the examination of resistance mechanism for sunflower downy mildew disease and it was thought that the obtained results would notably contribute to alternative control methods against this disease