Microfungi species observed on various weed species in the Yüksekova Basin, Türkiye

Abstract

Studies on biological control for the sustainable management of weeds that exert serious ecological, economic, and human health problems are attracting increasing attention. Detection of potential biological control agents (pests, pathogens, etc.) on target weed species is the first step in the biological control program. This study aimed to determine the microfungi species found on noxious weed species in the Yüksekova basin situated in Hakkari province, Türkiye. Continued traditional agricultural practices, minimum or no use of pesticides and fertilizers, and better protection of natural flora/fauna compared to other parts of Türkiye were reasons for the selection of the basin in the current study. Field surveys were carried out in different periods during 2020 and 2021. A total of 101 microfungi species were recorded on 79 weed species belonging to 29 families in the basin. The most common fungi species in the basin were in genera Puccinia (29 species), Alternaria (18 species), Uromyces (14 species), and Curvularia (4 species). Weed hosts of the above-mentioned fungi species mostly belonged to Asteraceae (20 species), Fabaceae (7 species), Poaceae (7 species), and Lamiaceae (6 species) families. While 84 microfungi species were recorded on a single host, and the remaining 17 were found on more than one weed species. It has been observed that Puccinia cyani (Schleich.) Pass., Puccinia chondrillina Bub & Syd., and Uromyces polygoni-aviculariae (Pers.) P. Karsten significantly inhibited the growth and development of their host weed species (Centaurea spp., Chondrilla juncea L., and Polygonum aviculare L.) and were able to suppress the populations of the weeds in the fields. The results revealed that it would be beneficial to review the recorded pathogens in terms of biological activity and to carry out detailed field studies in the region.

Keywords

• biological control
• weed
• microfungi
• Yüksekova basin
• Hakkari
• Türkiye

Yüksekova Havzasında yabancı otlar üzerinde tespit edilen mikrofungus türleri

Abstract

Önemli ekolojik, ekonomik ve sağlık sorunlarına neden olan yabancı otların sürdürülebilir bir yönetimi için biyolojik mücadele çalışmaları giderek daha fazla ilgi görmektedir. Hedef yabancı ot türleri üzerindeki potansiyel biyolojik mücadele ajanlarının (zararlılar, patojenler vb.) tespiti biyolojik mücadelenin ilk adımıdır ve türün biyolojik mücadelesi için temel bilgiler sağlar. Bu çalışmada Hakkari/Yüksekova havzasında zararlı yabancı otlar üzerinde bulunan mikrofungus türlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bölgede geleneksel tarımsal uygulamaların devam etmesi, ilaç ve kimyasal gübrelerin çok az kullanılması veya hiç kullanılmaması, doğal flora/faunanın Türkiye’nin diğer bölgelerine göre nispeten daha iyi korunması gibi nedenler çalışma alanının seçiminde rol oynamıştır. Çalışma alanında 2020 ve 2021 yıllarında farklı dönemlerde yürütülen sürvey çalışmaları sonucunda; 29 familyaya ait toplam 79 yabancı ot türü üzerinde 101 mikrofungus türü tespit edilmiştir. Havzada en sık rastlanan fungus türlerinin Puccinia (29 tür), Alternaria (18 tür), Uromyces (14 tür) ve Curvularia (4 tür) cinslerine dahil oldukları saptanmıştır. Söz konusu fungus türlerine konukçuluk yapan yabancı ot türlerinin ise en fazla Asteraceae (20 tür), Fabaceae (7 tür), Poaceae (7 tür) ve Lamiaceae (6 tür) familyalarına ait oldukları belirlenmiştir. Çalışmada, sadece tek konukçu (yabancı ot) üzerinde 84 mikrofungus türü tespit edilirken, geri kalan 17 tür ise birden fazla yabancı ot türü üzerinde tespit edilmiştir. Çalışmada Puccinia cyani (Schleich.) Pass., Puccinia chondrillina Bub. & Syd., Uromyces polygoni-aviculariae (Pers.) P. Karsten gibi bazı fungus türlerinin konukçu yabancı ot türlerinin (sırasıyla Centaurea spp., Chondrilla juncea L., Polygonum aviculare L.) gelişimini önemli ölçüde engelledikleri ve popülasyonlarını baskılayabildikleri gözlemlenmiştir. Sonuçlar, tespit edilen patojenlerin biyolojik aktivite açısından gözden geçirilmesi ve bölgede detaylı saha çalışmalarının yapılmasının faydalı olacağını ortaya koymuştur.

Keywords

• biyolojik mücadele
• yabancı ot
• mikrofungus
• Yüksekova havzası
• Hakkâri
• Türkiye

References

1. Adams E.B., 1988. Fungi in classical biocontrol of weeds. In: Fungi in Biological Control Systems. Burge M.N., (Ed.). Manchester University Press, Manchester, 111-124 p.
2. Amsellem Z., Cohen B.A., Gressel J., 2002. Engineering hypervirulence in a mycoherbicidal fungus for efficient weed control. Nature Biotechnology, 20 (10), 1035-1039.
3. Asav Ü., Kadıoğlu İ., Yanar Y., 2015. Trabzon ili mera alanlarındaki önemli yabancı ot türleri üzerinde bulunan fungal etmenlerin belirlenmesi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 32 (1), 17-22.
4. Atay T., Asav Ü., Önen H., Kara K., 2015. İstilacı yabancı otlarla biyolojik mücadele. In: Türkiye istilacı bitkiler kataloğu. Onen H., (Ed.). Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü, Bitki Sağlığı Araştırmaları Daire Başkanlığı, Ankara, 81-118 p. ISBN: 978-605-9175-05-0.
5. Bahcecioglu Z., Gjaerum H.B., 2003. New and rare rust fungi (Uredinales) from Anatolia (Turkey). Mycotaxon, 85, 165-173.
6. Bailey K.L., 2014. The bioherbicide approach to weed control using plant pathogens. In: Integrated Pest Management: Current Concepts and Ecological Perspective. Abrol D.P., (Ed.). San Diego: Elsevier (Academic Press), 245–266 p. Berner D.K., Smallwood E.L., Cavin C.A., McMahon M.B., Thomas K.M., Luster D.G., Pankratova L., 2015. Asymptomatic systemic disease of Canada thistle (Cirsium arvense) caused by Puccinia punctiformis and changes in shoot density following inoculation. Biological Control, 86, 28-35.
7. Cordeau S., Triolet M., Wayman S., Steinberg C., Guillemin J.P., 2016. Bioherbicides: Dead in the water? A review of the existing products for integrated weed management. Crop Protection, 87, 44–49.
8. Cullen J.M., 1976. Evaluating the success of the programme for the biological control of Chondrilla juncea L. In: Proceedings of IV. International Symposium Biological Control of Weeds. Freeman T.E., (Ed.). Gainesville, University of Florida, 117-121 p.

9. Davis P.H., 1965-1985. Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Edinburgh University Press, Edinburgh, Great Britain, 9 vol.
10. Demirci E., Zengin H., Eken C., Tamer A.Ü., 1997. Erzurum ilinde yabancı otlarda saptanan parazit funguslar. Türkiye II. Herboloji Kongresi, 1-4 Eylül 1997, İzmir, Türkiye, 55-62 p.
11. Doğan G., 2013. Erciyes Dağı (Kayseri)’nın bitki mikrofungusları, Ahi Evran Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 207 s., Kırşehir, Türkiye.
12. Eken C., Demirci E., 1997. Fungusların biyolojik mücadelede kullanımı. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 28 (1), 138-152.
13. Eken C., Demirci E., 2002. Colletotrichum türleri ile yabancı otların biyolojik kontrolü/biological control of weeds with Colletotrichum species. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34 (2), 187-191.
14. Ekici T., 2011. Kıbrıs Köyü Vadisi (Mamak-Ankara) bitki mikrofungusları. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 247 s., Ankara, Türkiye.
15. Ekici T., Erdogdu M., Aytaç Z., Suludere Z., 2012. Septoria species in Kıbrıs Village Valley (Ankara, Turkey). Nova Hedwigia, 95 (3/4), 483-491.
16. Ellis M.B., Ellis J.P., 1985. Microfungi on land plants. An identification handbook. London: Croom Helm. Erciş A., 1989. Orta Anadolu Bölgesi buğday ekim alanlarındaki önemli yabancı otlarda hastalık meydana getiren fungal etmenlerin saptanması. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 140 p., Ankara, Türkiye.
17. Erciş A., İren S., 1988a. Çıtlık pasının (Puccinia chondrillina Bub. and Syd.) bazı illerin buğday-nadas alanlarına yayılışı, hastalandırma oranı ve çıtlık (Chondrilla juncea L.) bitkilerinin biyolojik mücadelesinde kullanım olanakları. V. Türkiye Fitopatoloji Kongresi Bildiri Özetleri, 18-21 Ekim 1988, Antalya, Türkiye, 80 p.
18. Erciş A., İren S., 1988b. Bazı illerin buğday-nadas alanlarında köygöçüren pasının (Puccinia punctiformis (Strauss) Roehrl.) yayılışı, hastalandırma oranı ve köygöçüren (Cirsium arvense (L.) Scop.) bitkilerinin biyolojik mücadelesinde kullanım olanakları. V. Türkiye Fitopatoloji Kongresi Bildiri Özetleri, 18-21 Ekim 1988, Antalya, Türkiye, 81 p.
19. Erciş A., İren S., 1993. Yabancı otların paslarla biyolojik mücadelesi üzerinde araştırmalar. Türkiye I. Herboloji Kongresi Bildirileri, 3-5 Şubat 1993, Adana, Türkiye, 397-404 p.
20. Erdogdu M., Hüseyin E., 2013. Records of microfungi associated with plants in the Kemaliye district, Erzincan, Turkey. Nova Hedwigia, 97, 441-56.
21. Erdogdu M., Hüseyin E., Suludere Z., 2010. Description of the rusts from Kemaliye (Erzincan, Turkey). Phytoparasitica, 38, 81-93.
22. Erper İ., Mennan H., Hatat G., 1997. Samsun ilinde önemli bazı yabancı ot türlerinin biyolojik mücadelesinde kullanılabilecek fungal etmenlerin araştırılması. Türkiye II. Herboloji Kongresi, 1-4 Eylül 1997, İzmir, 127 p.
23. Ertuğrul T., Erdoğdu M., Suludere Z., Aytaç Z., 2019. Kıbrıs Köyü Vadisi (Mamak-Ankara) Bitki Mikrofungusları. Bağbahçe Bilim Dergisi, 6 (1), 4-18.
24. Espiau C., Riviere D., Burdon J.J., Gartner S., Daclinat B., Hasan S., Chaboudez P., 1997. Host-pathogen diversity in a wild system: Chondrilla juncea–Puccinia chondrillina. Oecologia, 113 (1), 133-139.
25. Gannibal P.B., Lawrence D.P., 2018a. Distribution of Alternaria species among sections. 5. Species producing conidia with many longitudinal septa. Mycotaxon, 133 (2), 285-291.
26. Gannibal P.B., Lawrence D.P., 2018b. Distribution of Alternaria species among sections. 6. Species formerly assigned to genus Ulocladium. Mycotaxon, 133 (2), 293-299.
27. Harding D.P., Raizada M.N., 2015. Controlling weeds with fungi, bacteria and viruses: a review. Frontiers Plant Science, 6, 659. doi: 10.3389/fpls.2015.00659
28. Julien M.H., Broadbent J.E., Matthews N.C., 1979. Effects of Puccinia xanthii on Xanthium strumarium (Compositae), Entomophaga, 24, 29-34.
29. Kabaktepe Ş., 2010. Kars ve Ardahan yöresi vasküler bitkiler üzerinde tespit edilen mikrofunguslar. İnönü Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 318 s., Malatya, Türkiye.
30. Kenney D.S., 1986. De Vine- the way it was developed- an industrialist’s view. Weed Science, 34, 15-16. Kirbağ S., 2004. New records of microfungi from Turkey. Pakistan Journal of Botany, 36, 445-448.
31. Kiss L., 2003. A review of fungal antagonists of powdery mildews and their potential as biocontrol agents. Pest Management Science, 59 (4), 475-483.
32. Kumar R., 1992. Microbes and microbials: the resurgence of a new era in biological control. Discovery and Innovation, 4, 4-12.
33. Linke K.H., Scheibel C., Saxena M.C., Saverborn J., 1992. Fungi occurring on Orobanche spp. and their preliminary evaluation for Orobanche control. Tropical Pest Management, 38, 127-130.
34. Lovic B.R., Dewey S.A., Thomson S.V., Evans J.O., 1988. Puccinia thlaspeos a possible biocontrol agent for dyerswoad. In: Proceedings of the Western Society of Weed Science Fresno, California, USA, 55–57 p.
35. Michaux B., 1984. Biological control of Scotch thistle (Cirsium vulgare). University of Auckland, (Doctoral dissertation, ResearchSpace@ Auckland), New Zealand.
36. Nemli T., 1991. Chondrilla juncea L.’nin Puccinia chondrillina Bub. et Syd. ile biyolojik savaşı konusunda araştırmalar. VI. Türkiye Fitopatoloji Kongresi Bildirileri, 7-11 Ekim 1991, İzmir, Türkiye, 209-212 p.
37. Önen H., 1995. Tokat Kazova‟da yetiştirilen şekerpancarında sorun olan yabancı otlar ile uygulanan farklı savaş yöntemlerinin verime olan etkileri üzerine araştırmalar, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 72 p, Tokat, Türkiye, .
38. Önen H., 2006. Türkiye’de pelin ve yoncanın allelopatik etkileri üzerinde yapılmış çalışmalara genel bir bakış. Allelopati Çalıştayı (Türkiye’de allelopatinin kullanımı: dün, bugün, yarın) Bildiri Kitabı (Sunulu Bildiri), 13-15 Haziran 2006, Yalova, Türkiye, 3-23 p.
39. Önen H., 2010a. Küresel ısınma ve biyolojik çeşitlilik. In: Küresel iklim değişimine bağlı sürdürülebilir tarım. Serin Y., (Ed.). Cilt II, YİBO Eğitimi, Erciyes Üniversitesi Yayın No: 177, Erciyes Üniversitesi Seyrani Ziraat Fakültesi Yayın No: 1, Fidan Ofset, Kayseri, 134-154 p.
40. Önen H., 2010b. Organik ve iyi tarım (EUREP–GAP) uygulamaları. In: Küresel iklim değişimine bağlı sürdürülebilir tarım. Serin Y., (Ed.). Cilt II YİBO Eğitimi, Erciyes Üniversitesi Yayın No: 177, Erciyes Üniversitesi Seyrani Ziraat Fakültesi Yayın No: 1, Fidan Ofset, Kayseri, 146-169 p.
41. Önen H., 2013. Does allelopathy play a role in suppression of mugwort (Artemisia vulgaris) by alfalfa? Plant Production Science, 16 (3), 255-260.
42. Önen H., 2014. Organik tarımda bitki koruma (herboloji). Organik tarım ders notları. Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bitki Koruma Bölümü, Tokat, Türkiye. doi: 10.13140/RG.2.2.12870.29764
43. Önen H., 2015. Türkiye İstilacı Bitkiler Kataloğu. Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı. Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü, Bitki Sağlığı Araştırmaları Daire Başkanlığı, Ankara, Türkiye, 533 p. ISBN: 978-605-9175-05-0
44. Önen H., 2020. Endüstriyel kenevirde hastalık, zararlı ve yabancıot mücadelesi. Harf Yayınları, Büyük Reşitpaşa Cad., Yümni İş Merkezi, No: 22/2, Fatih, İstanbul, Türkiye, 92 p. ISBN 978-975-8738-45-8
45. Önen H., 2021a. Yabancı Otlar ve Herboloji (Yabancı Ot Bilimi), 2. Bölüm. In: Herboloji (Yabancı Ot Bilimi): İlkeler, Kavramlar ve Uygulamalar / Weed Science: Theory and Practice, 8-27 p., Adana, Türkiye. doi: 10.13140/RG.2.2.10113.99688
46. Önen H., 2021b. Yabancı Otların Yayılma Stratejileri, 6. Bölüm. In: Herboloji (Yabancı Ot Bilimi): İlkeler, Kavramlar ve Uygulamalar / Weed Science: Theory and Practice, 41 p., Adana, Türkiye. doi: 10.13140/RG.2.2.29941.91362
47. Önen H., 2021c. Herbolojinin Tarihi Gelişimi, 3. Bölüm. In: Herboloji (Yabancı Ot Bilimi): İlkeler, Kavramlar ve Uygulamalar / Weed Science: Theory and Practice, Adana, Türkiye, 28-75 p. doi:10.13140/RG.2.2.16687.25768/1
48. Önen H., Özer Z., 2001. Tarla içerisinde yabancı otların dağılımları arasındaki farklılıkların haritalanarak belirlenmesi. Türkiye Herboloji Dergisi, 4 (2), 74- 83.
49. Önen H., Kara K., 2008. Organik Tarım. In: Yem Bitkileri ve Meraya Dayalı Hayvancılık Eğitimi. Serin Y., (Ed.). Erciyes Üniversitesi Yayınları, No: 60, Kayseri, 472-475 p.
50. Önen H., Özcan S., 2010. İklim değişikliğine bağlı olarak yabancı ot mücadelesi. In: Küresel iklim değişimine bağlı sürdürülebilir tarım. Serin Y., (Ed). Cilt II, YİBO Eğitimi, Erciyes Üniversitesi Yayın No: 177, Erciyes Üniversitesi Seyrani Ziraat Fakültesi Yayın No: 1, Fidan Ofset, Kayseri, 336-357 p.
51. Özaslan C., 2011. Diyarbakır ili buğday ve pamuk ekim alanlarında sorun olan yabancı otlar ile üzerindeki fungal etmenlerin tespiti ve bio-etkinlik potansiyellerinin araştırılması. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 229 s., Konya.
52. Özaslan C., 2016. Downy mildews species on the weeds of lentil fields in Diyarbakir in Turkey. Scientific Papers, Series A, Agronomy, 59, 365-367.
53. Özaslan C., Hüseyin E., Erdogdu M., 2013. Microfungi species on the weeds of agro-ecosystem (wheat ecosystem) in Adiyaman City. Mantar Dergisi, 4, 10-8.
54. Özaslan C., Erdogdu M., Hüseyin E., Suludere Z., 2015. Additions to rust and chytrid pathogens of Turkey. Mycotaxon, 130, 11-15.
55. Özaslan C., Onen H., Farooq S., Gunal H., Akyol N., 2016. Common ragweed: an emerging threat for sunflower production and human health in Turkey. Weed Biology and Management, 16, 42-55.
56. Özer Z., Kadıoğlu İ., Önen H., Tursun N., 2001. Herboloji (Yabancı Ot Bilimi). Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları, No: 20, Kitap Seri No: 10, Tokat, Türkiye, 409 s.
57. Özer Z., Önen H., Uygur N.F., Koch W., 1996. Farklı kültürlerde sorun olan yabancı otlar ve kimyasal savaşımları. Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları, No: 15, Kitap Serisi: 8, Tokat, Türkiye, 282 p.
58. Özer Z., Tursun N., Önen H., Uygur F.N., Erol D., 1998. Herbaryum yapma teknikleri ve yabancı ot teşhis yöntemleri. Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları, Kitap serisi No: 12, Tokat, Türkiye, 214 p.
59. Özer Z., Önen H., Tursun N., Uygur F.N., 1999. Türkiye’nin bazı önemli yabancı otları. Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları, Kitap seri No:16, Tokat, Türkiye, 434 p.
60. Pätzold S., Hbirkou C., Dicke D., Gerhards R., Welp G., 2020. Linking weed patterns with soil properties: a long-term case study. Precision Agriculture, 21, 569-588.
61. Rector B.G., Harizanova V., Sforza R., Widmer T., Wiedenmann R.N., 2006. Prospects for biological control of teasels, Dipsacus spp., a new target in the United States. Biological Control, 36, 1-14.
62. Serin Y., 2008. Türkiye’nin çayır mera bitkileri. T.C. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı, Tarımsal Üretim ve Geliştirme Genel Müdürlüğü, Ankara, 468 p.
63. Sert H.B., 2009. Additions to rust and smut fungi of Turkey. Phytoparasitica, 37, 189-92.
64. Sert H.B., Sümbül H., 2003. Two new records of downy mildews (Peronosporaceae) in Turkey and a new host. Phytoparasitica, 31, 529-31.
65. Shvartsman S.R., Vasyagina M.P., Byzova Z.M., Filimonova N.M., 1973. Kazakhstan, Russia: Cryptogamic Flora of Kazakhstan, 557 p.
66. Sırrı M., Özaslan C., 2022. Gever Ovası’nda tespit edilen Convolvulus L. türleri ve bunların potansiyel biyolojik kontrol etmenleri. Turkish Journal of Weed Science, 25 (1), 69-84.
67. Tepe I., Özrenk K., 1999. Study on determining pathogenic rust fungi on weeds in Van Province. Türkiye Herboloji Dergisi, 2, 17-24.
68. Triolet M., Guillemin J.P., Andre O., Steinberg C., 2020. Fungal-based bioherbicides for weed control: a mythor a reality? Weed Research, 60, 60–77.
69. Tunalı B., Yildirim A., Berner D.K., Askin A., Aime C., 2009. Studies on the determination of the rust fungi on weeds. Plant Protection Bulletin, 49, 79-87.
70. Ulukapı M., 2016. Mucur ilçesi (Kırşehir)in bitki mikrofungusları, Ahi Evran Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 235 s., Kırşehir, Türkiye.
71. Uygun N., Koç N.K., Uygur N., Karaca Y., Uygur S., Küsek M., 1994. Doğu Akdeniz Bölgesi çayır-meralarındaki yabancı ot türleri ve doğal düşmanları üzerinde araştırmalar. Türkiye 3. Biyolojik Mücadele Kongresi Bildirileri, 25-28 Ocak 1994, İzmir, Türkiye, 321-330 p.
72. Uygur S., Erkılıç A., Uygur F.N., 1993. Çukurova bölgesi’nin bazı yabancı ot türlerinin konukçuluk ettiği fungal etmenler ve bunların bulaşıklık oranlarının araştırılması. Türkiye I. Herboloji Kongresi Bildirileri, 3-5 Şubat 1993, Adana, Türkiye, 405-413 p.
73. Uygur S., Uygur F.N., 2010. Yabancı otlarla biyolojik mücadele. Türkiye Biyolojik Mücadele Dergisi, 1 (1), 79-95. ISSN 2146-0035.
74. Winston R.L., Schwarzländer M., Hinz H.L., Day M.D., Cock M.J., Julien, M.H., 2014. Biological control of weeds: A world catalogue of agents and their target weeds. USDA Forest Service, Forest Health Technology Enterprise Team, Morgantown, West Virginia. FHTET-2014-04. 838 pp.
75. Zimdahl R.L., 2018. Fundamentals of weed science. Academic Press, 205 p.