Elma kök uru hastalığı etmeni Rhizobium radiobacter’e karşı epifit ve endofit bakteri izolatlarının antagonistik potansiyellerinin belirlenmesi

Abstract

Rhizobium radiobacter (=Agrobacterium tumefaciens) tarafından neden olunan kök ur (Taç gal) hastalığı dünya genelinde yaygın olarak yumuşak ve sert çekirdekli meyve ağaçlarının yanısıra, bağ, sebze ve süs bitkilerinin en önemli hastalıklarından biridir. Hastalık özellikle elma dahil birçok meyve fidanlıklarında ve genç meyve bahçelerde urlu bitkilerde gelişme geriliği sonucu ürün kaybı şeklinde ortaya çıkan önemli düzeylerde ekonomik kayıplara neden olur. Hastalığın kontrolünde bitki köklerinin çeşitli kimyasallar içerine daldırılması, toprak fumigasyonu, toprak solarizasyonu ve biyolojik mücadele yöntemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada elma köklerinden izole edilen epifit ve endofit bakterilerinin kök ur hastalığı etmenine karşı antagonistik etkinliğinin belirlenmesidir. Çalışmada elma ağaçlarının kök ve kök boğazı bölgelerinden 85 aday epifitik ve endofitik bakteri izolatı elde edilmiştir. Aday antagonist bakteri izolatların hastalık etmeni R. radiobacter’i baskılama yeteneği öncelikle in vitro ikili kültür testi ile belirlenmiştir. İkili kültür testlerinden elde edilen sonuçlara göre Pseudomonas, Pantoea, Serratia and Bacillus cinslerine dahil farklı türlere ait 12 izolat besi ortamı üzerinde patojene karşı ortalama 5.0-27.3 mm çapında arasında değişen engelleme zonları oluşturmuştur. Patojen gelişiminin engellenmesi üzerine farklı düzeylerde antagonistik etkinlik gösteren Pseudomonas putida’nın 3 izolatı (1-4en, 1-12en, 1-13en) havuç dilimi üzerinde in vivo etkinlik çalışmaları için seçilmiştir. Pseudomonas putida 1-4en izolatı diğer izolatlara kıyasla havuç dilimi üzerinde ur oluşumunu önemli düzeyde baskılamıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar Pseudomonas putida’nın izolatlarının Rhizobium radiobacter’in neden olduğu kök boğazı ur hastalığına karşı biyolojik mücadele ajanı olarak kullanılabilecek bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.

Keywords

• Biyolojik mücadele,Elma,Rhizobium radiobacter,Kök ur hastalığı

References

1. Agrios, G.N. (2005). Plant Pathology. 5th Edition, Elsevier Academic Press, Amsterdam 952 p.
2. Anand A., Mysore K.S. (2007) Agrobacterium biology and crown gall disease. In: Gnanamanickam S.S. (eds) Plant-Associated Bacteria. Springer, Dordrecht, pp. 359-384
3. Anonymous, (2017). FAOSTAT, Food and Agriculture Organization of The United Nations (FAO). http://www.fao.org.tr (Erişim tarihi: 14.04.2019).
4. Aysan, Y., Şahin, F. (2003). An outbreak of crown gall disease on rose caused by Agrobacterium tumefaciens in Turkey. Plant Pathology 52: 780.
5. Aysan, Y., Şahin, F., Mirik, M., Dönmez, M., F., Tekman, H. (2003). First report of crown gall of apricot (Prunus armeniaca) caused by Agrobacterium tumefaciens in Turkey. Plant Pathology 52: 793.
6. Berg, G., Krechel, A., Ditz, M., Sikora, RA., Ulrich, A., Hallmann, J. (2005). Endophytic and ectophytic potato-associated bacterial communities differ in structure and antagonistic function against plant pathogenic fungi. FEMS Microbiology Ecology 51: 215-229.
7. Bozkurt, İ.A., Soylu, S. (2011). Hatay ili elma bahçelerinde Agrobacterium tumefaciens’in neden olduğu kök boğazı uru hastalığının belirlenmesi. IV. Bitki Koruma Kongresi. Bildiriler, 28-30 Haziran, Kahramanmaraş, s. 315.
8. Coutinho, B.G., Licastro, D., Mendonc¸ Previato, L., Cámara, M., Venturi, V. (2015). Plant-influenced gene expression in the rice endophyte Burkholderia kururiensis M130. Molecular Plant-Microbe Interactions 28: 10–21.

9. Farrand, S.K. (1990). Agrobacterium radiobacter strain K84: a model control system. In: Ralph R. Baker, Peter E. Dunn (eds) New Directions in Biological Control: Alternatives for Suppressing Agricultural Pests and Diseases, pp. 679-691.
10. Garcia, F.A.D., Romeiro, R.D. (2011). Biocontrol of bean angular leaf spot by bacterial antagonists. Pesquisa Agropecuaria Brasileira 46: 1603-1608.
11. Gerami, E., Hassanzadeh, N., Abdollahi, H., Ghasemi, A., Heydari, A. (2013). Evaluation of some bacterial antagonists for biological control of fire blight disease. Journal of Plant Pathology 95: 127-134.
12. Gupta, A.K., Kamal, B. (2006). Pre-planting application of soil sterilents and herbicides for management of crown gall disease on ‘colt’ cherry rootstock. Indian Journal of Agricultural Sciences 76: 426–429.
13. Gupta, A.K., Khosla, K. (2007). Integration of soil solarization and potential native antagonist for the management of crown gall on cherry rootstock colt. Scientia Horticulturae 112: 51-57.
14. Gupta G., Parihar S.S., Ahirwar N.K., Snehi S.K., Singh V. (2015). Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR): Current and future prospects for development of sustainable agriculture. Journal of Microbial and Biochemical Technology 7: 096-102.
15. Hallmann, J., Quadt-Hallmann, A., Mahaffee, W.F., Kloepper, J.W. (1997). Bacterial endophytes in agricultural crops. Canadian Journal of Microbiology 43: 895-914.
16. Horuz, S., Çağlar, B.K,. Kusek, M., Aysan, Y. (2018). Crown gall disease susceptibility of some stone fruit rootstocks in Turkey. Tarım Bilimleri Dergisi 24:439-444.
17. Janse J.D. (1991). Pathovar discrimination within Pseudomonas savastanoi subsp. savastanoi using whole cell fatty acid analysis and pathogenicity as criteria. Systematic and Applied Microbiology 14: 79-84.
18. Juniper, B.E., Watkins, R. and Harris, S.A. (1998). The origin of the apple. Acta Horticulture 484: 27-34.
19. Kado, C. I. (2002). Crown gall. http://www.apsnet.org/ edcenter/Pages/phi.aspx (Erişim tarihi: 10.04.2019).
20. Karaca, İ. (1966). Sistematik Bitki Hastalıkları (Bakteriyel Hastalıklar) Cilt 1. 210s.
21. Kawaguchi, A., Kondo, K., Inoue, K. (2012). Biological control of apple crown gall by nonpathogenic Rhizobium vitis strain VAR03-1. Journal of General Plant Pathology 78: 287-293.
22. Kheirandish, Z., Harighi, B. (2015). Evaluation of bacterial antagonists of Ralstonia solanacearum, causal agent of bacterial wilt of potato. Biological Control 86: 14-19.
23. Khmel, I.A., Sorokina, T.A., Lemanova, N.B., Lipasova, V.A., Metlitski, O.Z,, Burdeinaya, T.V., Chernin, L.S. (1998). Biological control of crown gall in grapevine and raspberry by two Pseudomonas spp. with a wide spectrum of antagonistic activity. Biocontrol Science and Technology 8: 45-57.
24. Kim, H., Nishiyama, M, Kunito T, Senoo K, Kawahara K, Murakami K, Oyaizu, H. (1998). High population of Sphingomonas species on plant surface. Journal of Applied Microbiology 85: 731–736.
25. Küsek, M., Çınar Ö. (2012). Bitki büyümesini teşvik eden kök bakterilerini kullanılarak asma uru hastalığı etmeni Agrobacterium vitis’in biyolojik mücadelesi. Türkiye Biyolojik Mücadele Dergisi 3: 21-36.
26. Lelliot, R.A., Stead, D.E. (1987). Methods for the diagnosis of bacterial diseases of plants. In: Methods in Plant Pathology, T.F. Preece, (Ed.). Black well Scientific Publications, Oxford. pp, 176-177.
27. López, M.M., Gorris, M.T., Salcedo, C.I., Montojo, A.M., Miró, M. (1989). Evidence of biological control of Agrobacterium tumefaciens strains sensitive and resistant to agrocin 84 by different Agrobacterium radiobacter strains on stone fruit trees. Applied and Environmental Microbiology 55: 741-746.
28. Lopez-Reyes, J.G., Gilardi, G., Garibaldi, A., Gullino, M.L. (2014). Effıcacy of bacterıal and fungal bıocontrol agents as seed treatments against Fusarıum oxysporum f. sp lactucae on lettuce. Journal of Plant Pathology 96: 535-539.
29. Matilla, M.A., Krell, T. (2018). Plant growth promotion and biocontrol mediated by plant-associated bacteria. In: Plant Microbiome: Stress response, Microorganisms for Sustainability 5, D. Egamberdieva and P. Ahmad (eds.), Springer Nature Singapore Pte Ltd. pp 45-80.
30. Moore, L,W., Canfield, M., (1996). Biology of Agrobacterium and management of crown gall disease. In: Hall R (ed) Principles and Practice of Managing Soilborne Plant Pathogens, pp.151-191.
31. Penyalver, R., Lopez, M.M. (1999). Colonization of the rhizosphere by pathogenic Agrobacterium strains and nonpathogenic strains K84 and K1026, used for crown gall biocontrol. Applied and Environmental Microbiology 65: 1936–1940.
32. Rhouma, A., Bouri, M., Boubaker, A., Nesme, X. (2008). Potential effect of rhizobacteria in the management of crown gall dısease caused by Agrobacterıum tumefaciens Biovar 1. Journal of Plant Pathology 90: 517-526.
33. Romero, F.M., Marina, M., Pieckenstain, F.L. (2014). The communities of tomato (Solanum lycopersicum L.) leaf endophytic bacteria, analyzed by 16S-ribosomal RNA gene pyrosequencing. FEMS Microbiology Letters 351: 187-194.
34. Rosenbluet, M,. Martinez-Romero, E. (2006). Bacterial endophytes and their interactions with hosts. Molecular Plant-Microbe Interactions 19, 827–837.
35. Santoyo G., Moreno-Hagelsieb, G, Carmen Orozco-Mosquedac, M, Glick, B.R. (2016). Plant growth-promoting bacterial endophytes. Microbiological Research 183: 92–99
36. Sülü, S.M., Bozkurt, İ.A. Soylu, S. (2016). Bitki büyüme düzenleyici ve biyolojik mücadele etmeni olarak bakteriyel endofitler. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 21: 103-111.
37. Stockwell, V.O., Kawalek, M.D., Moore, L.W., Loper, J.E. (1996). Transfer of pAgK84 from the biocontrol agent Agrobacterium radiobacter K84 to A. tumefaciens under field conditions. Phytopathology 86: 31–37.
38. Sturz, A.V., Christie, B.R. Nowak, J. (2000). Bacterial endophytes, potential role in developing sustainable systems of crop production. Critical Reviews in Plant Sciences 19: 1-30.
39. Tabarraei, M., Amini, J., Harighi, B. (2011). Effects of fluorescent Pseudomonads for control of damping-off disease of cantaloupe caused by Phytophthora drechsleri. Australian Journal of Crop Science 5: 1427-1433.
40. Tajalipour, S., Hassanzadeh, N., Jolfaee, H.K., Heydari, A., Ghasemi, A. (2014). Biological control of mushroom brown blotch disease using antagonistic bacteria. Biocontrol Science and Technology 24: 473-484.
41. Ullah, A., Mushtaq, H., Fahad, S., Shah, A. Chaudhary, H.J. (2017). Plant growth promoting potential of bacterial endophytes in novel association with Olea ferruginea and Withania coagulans. Microbiology 86: 119-127.
42. Van Loon L.C., Bakker, P.A.H.M., Pieterse, C.M.J., 1998. Systemic resistance induced by rhizosphere bacteria. Annual Review of Phytopathology 36: 483-553.
43. Vessey, K.J. (2003). Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers, Plant and Soil 255: 571–586.
44. Yüzbaşıoğlu, E.G. (2014). Farklı konukçu bitkilerden izole edilen Agrobacterium tumefaciens izolatlarının fenotipik ve genotipik karakterizasyonu. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dalı, 139 s.