Antibacterial effects of some commmercial fixed and essential oils on causal agent of tomato bacterial cancer and wilt disease

Abstract

Tomato (S. Lycopersicum L.) is the most widely cultivated vegetable grown in the World and is economically important in Turkey. Within seed-borne pathogens, bacteria are the most important ones and threating seed industry and its control is difficult.. One of these pathogens Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) causing tomato bacterial cancer and wilt causes yield loss upto 100 percent. Particularly it affects the plant in whole growing season from seedling stage to harvest. In this study, inhibitory activity of some commercial essential oils on Cmm has been investigated. Antibacterial effect of essential oils has been determineted using agar well diffusion method considering the inhibition zone as diameter (mm). 18 out of 34 essential oils showed 67 % and higher inhibitory effect on Cmm. None of commercial fixed oils and all of essential oils were showed antibacterial effect. Essential oils (S. officinalis L. and R. officinalis L.), which is provided at different times from the same company were observed different antibacterial effects.Thyme oils of Origanum spp. are the most effective oils within all tested esential oils. Therefore they can be suggested as biopesticides and control of Cmm on seeds.

Keywords

• Tomato; Tomato bacterial cancer and wilt disease; Commercial essential oils; Antibacterial effect

Bazı ticari sabit ve uçucu yağların domates bakteriyel kanser ve solgunluk etmeni üzerine antibakteriyel etkileri

Abstract

Domates (S. lycopersicum L.) dünyada en fazla yetiştirilen ve ülkemizde ekonomik öneme sahip bir bitkidir. Tohumla taşınan patojen bakteriler tohum endüstrisini tehdit eden en önemli gruptur ve mücadelesi zordur. Bunlardan domateste bakteriyel kanser ve solgunluk oluşturan Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) domateste yaklaşık %100’lere varan verim kaybına neden olmaktadır. Özellikle fide döneminden hasada kadar bütün yetiştirme sezonu boyunca bitkide zarar oluşturabilmektedir. Bu çalışmada ticari olarak üretilen bazı uçucu yağların Cmm üzerine engelleyici etkisi araştırılmıştır. Uçucu yağların antibakteriyel etkisi inhibisyon zon çapları (mm) dikkate alınarak agar kuyu difüzyon yöntemine göre belirlenmiştir. Toplam 34 uçucu yağdan 18 adeti Cmm üzerinde %67 ve üzerinde engelleyici etki göstermiştir. Ticari sabit yağların hiçbiri, uçucu yağların ise tamamı antibakteriyel etki göstermiştir. Aynı firmadan farklı zamanlarda temin edilen aynı uçucu yağların (S. officinalis L.ve R.officinalis L.) antibakteriyel etkileri arasında fark tespit edilmiştir. Test edilen yağlar içerisinde Origanum türleri en etkili uçucu yağlar olarak tespit edilmiştir. Dolayısı ile bu çalışmada etkili bulunan uçucu yağlar biopestisit olarak ve tohumda Cmm’nin kontrolü için önerilebilir.

Keywords

• Domates; Domates bakteriyel kanser ve solgunluk hastalığı; Ticari uçucu yağlar; Antibakteriyel etki

References

1. Agrawal, V.K., Sharma, D.K., & Jain, V.K. (2012). Seed-borne bacterial diseases of tomato ( Lycopersicon Esculentum Mill.) and their control measures: A Review. International Journal of Food, Agriculture and Veterinary Sciences 2 (2): 17318
2. Al-Rezaa, S.A., Rahman, A., Ahmed, Y., & Kanga, S.C. (2010). Inhibition of plant pathogens in vitro and in vivo with essential oil and organic extracts of Cestrum nocturnum L Pesticide Biochemistry and Physiology , 96 : 86–92.
3. Altundağ, Ş. (2007). Labiatae familyasına ait bazı endemik türlerin önemli bitki patojeni bakteriler üzerine anti mikrobiyal etkisinin araştırılması. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi , 85 s. Ankara.
4. Anonim (2013). Domatesin Türkiye ve Dünyadaki durumu. www.batem.gov.tr. Erişim tarihi:14 Nisan 2014.
5. Anonim (2014). Domates hastalık ve zararlıları ile mücadele. http://www.cadcom.com.tr/ Erişim tarihi: 14 Nisan 2014.
6. Azaz, A.D., Demirci, F., Satıl, F., Kürkçüoğlu, M., & Başer, K.H.C. (2002). Bazı Satureja uçucu yağlarının anti mikrobiyal aktiviteleri. Bitkisel İlaç Hammaddeleri Toplantısı Bildirileri , 29-31 Mayıs 2002, s: 349-254.Eskişehir, Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D. & Idaomar, M. (2008). Biological effects of essential oils – A review. Food and Chemical Toxicology, 46: 446–475.
7. Basım, H., Yeğen, O., & Zeller, W. (2000). Antibacterial effect of essential oil of Thymbra spicata L. var. spicata on some plant pathogenic bacteria. Journal of Plant Diseases and Protection, 279: 279-284.
8. Başer, K.H.C. (2008). Biological and pharmacological activities of carvacrol ve carvacrol bearing essential oils. Current Pharmaceutical Design, 14 (29) : 3, 106-1

9. Chang, R.J., Ries, S.M. & Pataky, J.K. (1992). Reduction in yield of processing tomatoes and incidence of bacterial canker. Plant Diseases, 76, 805-809.
10. Daferera, D.J., Ziogas, B.N. & Polissiou, M.G. (2003). The effectiveness of plant essential oils on the growth of Botrytis cinerea , Fusarium sp. and Clavibacter michiganenesis subsp. michiganenesis Crop Protection , 22: 39-34.
11. De Leon, L., Siverio, F., De Canarias, G., Lopez, M. M. & Rodriguez, A. (2011). Clavibacter michiganensis susp. michiganensis a seedborne tomato patogen: Healthy seed are still the goal. Plant Disease, 95:1328-1338.
12. Dimitra J.D., Ziogas, B.N. & Polissiou, M.G. (2003). The effectiveness of plant essential oils on the growth of Botrytis cinerea , Fusarium sp. and Clavibacter michiganensis subsp michiganensis Crop Protection , 22 (1) : 39-44.
13. Elbadri, G.A.A., Lee, D.W., Park, J.C., Yu, H.B., Choo, H.Y., Lee, S.M. & Lim, T.H. (2008). Nematocidal screening of essential oils and herbal extracts against Bursaphelenchus xylophilus Journal of Plant Pathology , 24(2): 178-182.
14. EPPO/CABI (2005). Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis EPPO Bull. 35:275-283.
15. EPPO (2013). PM 7/42 (2) Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. 43 (1), 46–6
16. Ertürk, R., Çelik, C., Kaygusuz, R., & Aydın, H. (2010). Ticari olarak satılan kekik ve nane uçucu yağlarının antimikrobiyal aktiviteleri. Cumhuriyet Tıp Dergisi , 32: 281-28
17. Evren, M. & Tekgüler, B. (2011). Uçucu yağların antimikrobiyel özellikleri. OrLab OnLine Mikrobiyoloji Dergisi , 9 (3): 28-40.
18. FAO (2013). FAOSTAT Agriculture. http://faostat.fao.org Erişim tarihi: 14 Nisan 2014 Fatmi, M., & Schaad, N.W. (2002). Survival of Clavibacter michiganensis ssp. Michiganensis in infected tomato stems under natural field conditions in California, Ohio and Morocco. Plant Pathology, 51: 149–154.
19. Friedman, M., Henika, P.R. & Mandrell, R.E. (2002). Bactericidal activities of plant essential oils and some of their isolated constituents against Campylobacter jejuni , Escherichia coli , Listeria monocytogenes , and Salmonella enterica Journal of Food Protection, 65(10):1545-60.
20. Gleason, M.L., Gitaitis, R.D., & Ricker M.D. (1993). Recent progress in understanding and controlling bacterial canker of tomato in Eastern North America. Plant Disease , 77:1069-1076.
21. Kızıl, S., & Uyar, F. (2006). Antimicrobial activities of some thyme ( Thymus, Satureja, Origanum and Thymbra ) species against important plant pathogens. Asian Journal of Chemistry , 18: 1455-1461.
22. Mondal, M. & Khalequzzaman, M. (2009). Ovicidal Activity Of Essential Oils Against Red Flour Beetle, Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae). Journal of Bioscience , 17: 57-62.
23. Mostafalou, S. & Abdollahi, M. (2013). Pesticides and human chronic diseases: Evidences, mechanisms, and perspectives. Toxicology and Applied Pharmacology , 268: 157–177.
24. Soylu, S., Soylu, E.M., Baysal, Ö. & Zeller, W. (2005). Antibacterial activities of the essential oils from medicinal plants against the growth of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis Biocontrol of Bacterial Plant Diseases, 1st Symposium, 23rd - 26th October 2005, Seeheim/Darmstadt, Germany, pages:83-85.
25. Soylu, S., Soylu, E.M. & Akdemir Evrendilek, G. (2006). Dereotu ( Anethum graveolens L.) ve rezene ( Foeniculum vulgare Mill.) uçucu yağlarının gıda ve bitki kaynaklı patojen bakteriler üzerine antibakteriyel etkilerinin incelenmesi. Türkiye 9. Gıda Kongresi ; 24-26 Mayıs, Bolu, 485-488.
26. Şahin F., Karaman, M., Güllüce, H., Ögütçü, M., Şengül, A., Adıgüzel, S., Öztürk, S. & Kotan, R. (2003). Evaluation of antimicrobial activities of Satureja hortensis L. Journal of Ethnopharmacology, 87 (1) : 61-65.
27. Şahin, F., Güllüce, M., Daferera, D., Sökmen, A., Sökmen, M., Polissiou, M., Agar, G. & Özer, H. (2004). Biological activities of the essential oils and methanol extract of origanum vulgare ssp. vulgare in the eastern anatolia region of Turkey. Food Control , 15: 549-557.
28. Şen, Y., Zhu, F., Vandenbroucke, H., Van Der Wolf, R.G.F. & Van Heusden, V.W. (2011). Erratum to: screening for new sources of resistance to Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) in tomato. Euphytica, 190:3
29. Tiryaki, O., Canhilal, R. & Horuz, S. (2010). Tarım ilaçları kullanımı ve riskleri. Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 26(2): 154-169.
30. TÜİK (2013). Bitkisel Üretim İstatistikleri. http://www.tuik.gov.tr. Erişim tarihi: 10 Nisan 2014.
31. Yetgin, M.A. (2010). Organik Tarımda Bitki Koruma Yöntemleri. Samsun İl Tarım Müdürlüğü Çiftçi Eğitimi ve Yayım Şubesi Yayını,4-5., 2 s.