Avenacin A-1 content of some local oat genotypes and the in-vitro effect of Avenacins on several soil-borne fungal pathogens of cereals

• Published in: Turkish journal of agriculture and forestry Vol. 29; no. 3; pp. 157 - 164
• Main Authors: Turk, M. F, Gul, M. K
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Ankara Tubitak 2005; TÜBİTAK
• Subjects: antifungal bitkiler; antifungal plants; antifungal properties; antifungal özellikler; ANTIMICROBIAL PROPERTIES; AVENA; Bahçe Bitkileri Ürünleri; Biological and medical sciences; Bitki Bileşimi; Bitkilerin Viral, Bakteriyel ve Mantar Hastalıkları; chemical composition; defence; DISEASE RESISTANCE; Field Crops; fitoaleksinler; Fundamental and applied biological sciences. Psychology; fungal diseases; Fungal plant pathogens; fungicides; genotip; genotypes; Gıda ve Yem Olmayan Bitkisel Ürünler; hastalığa dayanıklılık; Horticultural Crops; Host Resistance and Immunity; kimyasal bileşim; Konukçu Dayanıklılığı ve Bağışıklığı; mantar hastalıkları; mantar öldürücüler; Non-food/Non-feed Plant Products; OATS; Pathology, epidemiology, host-fungus relationships. Damages, economic importance; PHYTOALEXINS; Phytopathology. Animal pests. Plant and forest protection; Plant Composition; saponin; SAPONINS; savunma; soilborne pathogens; SPECIES; Tarla Bitkileri; toprak kaynaklı patojenler; TURKEY; Viral, Bacterial and Fungal Diseases of Plants; yulaf; Asia; Turkey; Monocotyledones; Disease; Plant pathogen; Allelochemicals; Cereal crop; Saponin; Fungi; Antifungal agent; Gramineae; Angiospermae; Phytoncid; Thallophyta; phytoalexins; saponins; Terpenoid; Soilborne transmission; oat; Biochemical compound; Life science; avenacins; Avena; Genotype; Experimental study; In vitro; Fungus resistance; Biological compound; disease resistance; Phytoalexin; Content; Spermatophyta; Phytoanticipin; phytoantidpin
• ISSN: 1300-011X; 1303-6173
• DOI: 10.3906/tar-0405-2

Avenasinler yulaf (Avena spp.) kök uçlarında bulunan ve antimikrobiyal etkiye sahip otofloresan dört ana kimyasal maddeden (avenasin A-1, B-l, A-2 ve B-2) meydana gelmiştir. Bu çalışmada, Gramineae familyasına ait toplam 189 genotipi, avenasin varlığı açısından taradık ve Avena spp.'e ait 35 genotipte en fazla bulunan ve en toksik olan avenasin A-1'in miktarını araştırdık. UV ışık altında yapılan taramada Avena spp. dışında hiç bir tür üyelerinde avenasine rastlanmamıştır. Bitki-patojen ilişkisini saptamak amacıyla, Avena türleri arasında avenacin A-1 üretmeyen bir genopin olup olmadığını araştırdık. Yapılan çalışmada genotipler arasında avenasin A-1 miktarı 4.7-6.5 mg $g^{-1}$ yaş ağırlık arasında ölçülmüştür. Avenasin A-1 miktar bakımından Avena genotipleri arasında istatistiksel olarak bir fark görülmesine rağmen, avenacin A-1 üretmeyen bir genotipe rastlanmamıştır. Avenesinin toprak kökenli funguslara antimikrobiyal etkisini araştırmak amacıyla, tahıllardan izole edilen toprak kökenli bir kaç fungus türü de (Culvularia sp., Drechslera victoriae, Rhizoctonia solani (A-6 tip), Pythium ultimum, Fusarium culmorum, F. nivale, F. oxysporum ve F. poae) bu çalışmaya dahil edilmiştir. Biyoassay sonucuna göre, P. ultimum hariç, tüm funguslarda ekstrakt bölgesinde inhibisyon zonu oluştuğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar avenasinlerin fungal patojenlere karşı dayanıklılıkta bir katkı sağladığı ve kökleri kolonize eden bu funguslara karşı dayanıklılık ıslahında kullanılabileceğini göstermektedir. Avenacins are a mixture of 4 major (avenacin A-1, B-1, A-2 and B-2) autofluorescent compounds that are accumulated in the roots of oats (Avena spp.), especially root tips, and that have antimicrobial properties. In this research, we screened 189 genotypes of the family Gramineaefor autofluorescence and also quantified 35 Avena genotypes for avenacin A-1 content, which is the most abundant and toxic avenacin type. Screening under UV transillumination proved that none of the species, except for Avena spp. accumulated avenacins in their roots. We aimed to find a genotype that lacks avenacin A-1 in order to investigate fungus-oat interaction in that particular interaction. The avenacin A-1 contents of Avena spp. varied between 4.7 and 6.5 mg $g^{-1}$ fresh weight of root tips. Although there was significant statistical variation in means of avenacin A-1 contents, the search for a genotype that lacks avenacin A-1 was unsuccessful. A soil-borne fungi collection from cereals (Culvularia sp., Drechslera victoriae, Rhizoctonia solani (A-6 type), Pythium ultimum, Fusarium cuimorum, F. nivale. F. oxysporum and F. poae) was also included briefly in this research to assess the antifungal activity of avenacins. According to the bioassay, all fungi exhibited inhibition zones around the oat root extract with the exception of P. ultimum. This result suggests that avenacins might contribute to fungal disease resistance and could be used for disease resistance breeding for some major root colonizing fungi.