Determination of antifungal effects of boron products against fungal disease agents causing rots in carrots

Abstract

In this study, antifungal effects of boron products were investigated against Geotrichum candidum, Alternaria alternata, Fusarium solani, Fusarium avenaceum which cause postharvest rots in carrots. For boric acid, 0.05, 0.1, 0.2, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 %; for borax, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 %; for borax 0,1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0%; for borik acid + borax mixture 0.05+0.1, 0.1+0.2, 0.2+04, 0.3+0.6, 0.4+0.8, 0.5+1.0% concentrations were used. Mycelial and conidia germination decreased linearly with increasing concentrations of the chemicals used. Boric acid and borax at different doses completely inhibited the mycelial growth of G. candidum and F. solani, while A. alternata and F. avenaceum were not completely inhibited. When both components were used as a mixture, they showed activity against G. candidum and F. solani at the relatively lower doses, but activity against F. avenaceum and A. alternata were lowest. Boric acid and borax at different concentrations completely inhibited spore germination of fungal agents apart from A. alternata. Boron products and mixtures significantly reduced the mycelial weights developed in liquid culture. In semi in vivo conditions, boron products were found to be more effective against F. solani, either singly or in mixtures, than their therapeutic properties. The results obtained showed that boron products are promising applications against soil-borne diseases that are problematic in carrots.

Keywords

• carrot
• Postharvest diseases
• Geotrichum
• Fusarium
• Alternaria

Havuçlarda çürümelere sebep olan bazı fungal hastalık etmenlerine karşı bor ürünlerinin antifungal etkilerinin belirlenmesi

Öz

Bu çalışmada, havuçlarda hasat sonrası çürümelere sebep olan Geotrichum candidum, Alternaria alternata, Fusarium solani, Fusarium avenaceum hastalık etmenlerine karşı bor ürünlerinin antifungal etkileri araştırılmıştır. Borik asit uygulamasında %0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5; boraks için %0,1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 ve borik asit + boraks karışımı için ise %0.05+0.1, 0.1+0.2, 0.2+04, 0.3+0.6, 0.4+0.8, 0.5+1.0 konsantrasyonlarında misel gelişim ve konidi çimlenmesinin engellenmesindeki antifungal etkileri incelenmiştir. Kullanılan kimyasalların konsantrasyonlardaki artış oranlarına paralel olarak misel ve konidi çimlenmesinde doğrusal olarak azalmalar kaydedilmiştir. Borik asit ve boraks kullanılan farklı dozlarda G. candidum ve F. solani’nin misel gelişimini tamamen engellerken, A. alternata ve F. avenaceum misel gelişimini tamamen engellenememiştir. Her iki bileşen karışım halinde kullanıldığında G. candidum ve F. solani'ye karşı nispeten daha düşük dozda etkinlik gösterirken, F. avenaceum ve A. alternata'ya karşı etkinlikleri düşük düzeyde gerçekleşmiştir. Borik asit ve boraks farklı konsantrasyonlarında A. alternata dışındaki fungal etmenlerin spor çimlenmesini tamamen engellemiştir. Bor ürünleri ve karışımların sıvı kültürde gelişen misel ağırlıklarını önemli düzeyde düşürmüştür. Yarı in vivo koşullarda bor ürünlerinin teksel veya karışım halinde F. solani etmenine karşı koruyucu özelliğinin tedavi edici özelliğine kıyasla daha etkili olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar bor ürünlerinin havuçta sorun olan toprak kökenli hastalıklara karşı umut verici uygulama olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• havuç
• depo hastalıkları
• Geotrichum
• Fusarium
• Alternaria

References

1. Atay, M., & Soylu, S. (2023). Kurutmalık Biber meyvelerinde iç çürüklüğüne neden olan fungal etmenlere karşı bitki uçucu yağlarının in vitro antifungal etkileri. KSU Tarım ve Doğa Dergisi, 26, 76-89. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1085859
2. Boren (2014). Ulusal Bor Araştırma Enstiüsü. www.boren.gov.tr (Accession date 15.09.2024).
3. Davis, R.M., & Raid, R.N. (2002). Crown, Root and Wilt Diseases. In: R. M. Davis and R. N. Raid (Eds.), Compendium of Umbelliferous Crop Diseases, APS press, USA, pp 25-40.
4. de Lima, C.B., Rentschler, L.L.A., Bueno, J.T., & Boaventura, A.C. (2016). Plant extracts and essential oils on the control of Alternaria alternata, Alternaria dauci and on the germination and emergence of carrot seeds (Daucus carota L.). Ciencia Rural, 46 (5), 764-770. https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20141660
5. FAO (2021). FAOSTAT, Word Production data. Retrieved from http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC by October 15, 2024.
6. Favaro, M.A., Maumary, R.L., Lutz, A., Soressi, M.C., Del Valle, E., & Fernandez, L.N. (2024). Fusarium species causing dry rot of carrot in central Argentina. Journal of Phytopathology, 172, Article Number: e13396. https://doi.org/10.1111/jph.13396
7. Gedik, M. (2019). Turunçgillerde derim sonrası ekşi çürüklük hastalığı etmeni Geotrichum citri-aurantii’ye karşı antagonist bakteriler ve bor ürünlerinin antifungal etkileri. Yüksek Lisans Tezi (Ulusal Tez Merkezi, Tez No:526227), Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dalı, Hatay, 68 s.
8. Gür, H. (2015). Turunçgillerde derim sonrası ekşi çürüklük hastalığı etmeni Getorcihum citri-aurantii’ye karşı bor ürünlerinin antifungal etkileri. Yüksek Lisans Tezi (Ulusal Tez Merkezi, Tez No:382525), Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dalı, Hatay, 95 s.

9. Hameed, A., Alam, M.W., Rehman, A., Naveed, K., Atiq, M., Rajput, N.A., Sarfraz, S., Liaqat, N., & Tahir, F.A. (2019). First report of Geotrichum candidum causing postharvest sour rot of carrot in Punjab, Pakistan. Journal of Plant Pathology, 101, 763-763. https://doi.org/10.1007/s42161-018-00227-w
10. Heltoft, P., & Thomsen, M.G. (2023). Effect of maturity and temperature during storage in carrot (Daucus carota subsp. sativus) on storage diseases after long time storage. Acta Horticulturae, 1363, 193-198. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2023.1363.29
11. Horita, H., & Hatta, Y. (2016). Sour rot of carrot caused by Geotrichum candidum in Japan. Journal of General Plant Pathology, 82, 65-68. https://doi.org/10.1007/s10327-015-0638-3
12. Kara, M., Soylu, S., Soylu, E.M., Uysal, A., Kurt, Ş., & Türkmen, M. (2024). Determination of the antifungal activity of wood vinegar (pyroligneous acid) against the onion bulb rot disease agent Fusarium proliferatum, chemical composition and its effect on the bacterial community in the soil. Gesunde Pflanzen, 76, 75-85. https://doi.org/10.1007/s10343-023-00931-3
13. Kasap, H. (2010). Sebzecilik. Samsun İl Tarım Müdürlüğü, Çiftçi Eğitimi ve Yayın Şubesi, 60 s.
14. Koike, S.T., Gladders, P., & Paulus, A.O. (2007). Vegetable Diseases: A Colour Handbook, Manson Publishing, London, pp. 95-115.
15. Kordowska-Wiater, M., Wagner, A., Hetman, B. (2012). Efficacy of Candida melibiosica for control of post-harvest fungal diseases of carrot (Daucus carota L.). Acta Scientiarum Polonorum-Hortorum Cultus, 11, 55-65.
16. Kurt, S., Soylu, E.M., Soylu, S., & Tok, F.M. (2004). First report of crater rot caused by Rhizoctonia carotae on carrots in Turkey. Plant Pathology, 54, 251-252. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2004.01150.x
17. Kurt, Ş., Soylu, E.M., Uysal, A., Kara, M., & Soylu, S. (2018). Turunçgillerde derim sonrası ekşi çürüklük hastalığı (Geotrichum citri-aurantii)’na karşı bor türevlerinin etkileri. International Erdemli Symposium, 19-21 April, 2018. p. 248.
18. Kurt, Ş., Soylu, S., Uysal, A., Soylu, E.M., & Kara, M. (2020). Ceviz gövde kanseri hastalığı etmeni Botryosphaeria dothidea’nın tanılanması ve bazı fungisitlerin hastalık etmenine karşı in vitro antifungal etkinliklerininin belirlenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 25, 46-56. https://doi.org/10.37908/mkutbd.686111
19. Latvala, S., Haapalainen, M., Karisto, P., Kivijärvi, P., Jääskeläinen, O., & Suojala-Ahlfors, T. (2024). Changes in the prevalence of fungal species causing post-harvest diseases of carrot in Finland. Annals of Applied Biology, 185, 23-35. https://doi.org/10.1111/aab.12908
20. Li, Y., Yang, Z., Bi, Y., Zhang, J., & Wang, D. (2012). Antifungal effect of borates against Fusarium sulphureum on potato tubers and its possible mechanisms of action. Postharvest Biology and Technology, 74, 55-61. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2012.06.016
21. Lockhart, C.L., & Delbridge, R.W. (1972). Control of storage diseases of carrots by washing, grading, and postharvest fungicide treatments. Canadian Plant Disease Survey, 52 (4), 140-142.
22. Oğuz, M., Gümüş, Y., & Soylu, S. (2024). In vitro antifungal effects of various essential oils against Aspergillus crown rot of peanut. Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology, 12 (s1), 2128-2133, https://doi.org/10.24925/turjaf.v12is1.2128-2133.7152.
23. Pascouau, C., Chateau, C., Bastide, F., Le Moullec-Rieu, T., Guillemette, T., Hamon, B., Aligon, S., Cailleau, A., Sochard, D., Gombert, J., Morel, E., Laurent, E., Sérandat, I., Berruyer, R., & Poupard, P. (2023). Characterization and pathogenicity of Fusarium spp. isolates causing root and collar rot on carrot. Canadian Journal of Plant Pathology, 45, 76-91. https://doi.org/10.1080/07060661.2022.2103737
24. Punja, Z.K., & Gaye, M.M. (1993). Influence of postharvest handling practices and dip treatments on development of black root rot on fresh market carrots. Plant Diseases, 77, 989-995.
25. Qin, G.Z., Tian, S.P., Xu, Y., & Wan, Y.K. (2003). Enhancement of biocontrol efficacy of antagonistic yeasts by salicylic acid in sweet cherry fruit. Physiological and Molecular Plant Pathology, 62 (3), 147-154. https://doi.org/10.1016/S0885-5765(03)00046-8
26. Ricker, M.D., & Punja, Z.K. (1991). Influence of fungicide and chemical salt dip treatments on crater rot caused by Rhizoctonia carotae in long-term storage. Plant Diseases, 75, 470-474.
27. Soylu, E.M., Kurt, Ş., & Soylu, S. (2010). In vitro and in vivo antifungal activities of the essential oils of various plants against tomato grey mould disease agent Botrytis cinerea. International Journal of Food Microbiology, 143, 183-189. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2010.08.015
28. Soylu, S., Kara, M., Uysal, A., Kurt, Ş., Soylu, E.M., Üremiş, İ., Sertkaya, E., Bozkurt, İ.A., & Öztürk, M. (2022a). Amik ovası havuç ekim alanlarında sorun olan fungal ve bakteriyel hastalık etmenlerin belirlenmesi. KSÜ Tarım ve Doğa Dergisi, 25, 1326-1340. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1015936
29. Soylu, S., Kara, M., Soylu, E.M., Uysal, A., & Kurt, Ş. (2022b). Geotrichum citri-aurantii’nin sebep olduğu turunçgil ekşi çürüklük hastalığının biyolojik mücadelesinde endofit bakterilerin biyokontrol potansiyellerinin belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 19, 177-191. https://doi.org/10.33462/jotaf.944704
30. Soylu, S., Kurt, S., Soylu, E.M. & Tok, F.M. (2005). First report of Alternaria leaf blight caused by Alternaria dauci on carrot in Turkey. Plant Pathology, 54, 252. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2005.01124.x
31. Tatlıdil, F.F. (2000). Beypazarı ilçesinde farklı muhafaza yöntemlerinin havuç maliyetine etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi, 6 (2), 38-44. https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000000947
32. Thomidis, T., & Exadaktylou, E. (2010). Effect of boron on the development of brown rot (Monilinia laxa) on peaches. Crop Protection, 6, 572-576. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2009.12.023
33. TÜİK (2022). Türkiye İstatistik Kurumu. http://www.tuik.gov.tr (Erişim tarihi: 22.06.2023).
34. Tülek, S., & Dolar, F.S. (2011). Havuçlarda görülen depo hastalıkları ve yönetimi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 28 (2), 187-198. http://ziraatdergi.gop.edu.tr/Makaleler/1492647431_187-198.pdf
35. Türkkan, M. (2019). Effect of various salts on the growth and development of Geotrichum candidum, the causal agent of carrot sour rot. Journal of Phytopathology, 167, 230-239. https://doi.org/10.1111/jph.12790
36. Uysal, A., Kurt, Ş., Soylu, S., Kara, M., & Soylu, E.M. (2024). Turunçgil bahçelerinde meyve dökümüne neden olan fungal patojenlerin tanısı ve bazı bileşiklerinin antifungal etkileri. KSU Tarım ve Doğa Dergisi, 27 (6), 1401-1413. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1457700
37. Üremiş, İ., Soylu, S., Kurt, Ş., Soylu, E.M., & Sertkaya, E. (2020). Hatay ili havuç ekim alanlarında bulunan yabancı ot türleri, yaygınlıkları, yoğunlukları ve durumlarının değerlendirilmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 17, 211-228. https://doi.org/10.33462/jotaf.645336
38. Wojcik, P., Mika, A., & Cieslinski, G. (1997). Effect of boron fertilization of apple trees (Malus domestica Borth.) on yield and fruit quality. Acta Agrobotanica, 50, 111-124. (English abstract) https://pbsociety.org.pl/journals/index.php/aa/article/view/aa.1997.014/1990
39. Yanmaz, R. (1994). Havuç Yetiştiriciliği. Standard Dergisi, 34 (Özel Sayı), 21-22.
40. Yıldız, M., & Yıldız, F. (1999). Hasat sonrası hastalık yönetimi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bitki Koruma Bölümü Bornava, 64 sayfa.