Determination of current statues of bacterial fire blight [Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al.] disease in apple and pear production areas in Yozgat Province

Abstract

Aims: This study was conducted to determine current statues of bacterial fire blight disease in apple and pear production areas of Yozgat province in 2018.

Methods and Results: The trees in the surveyed apple and pear orchards were evaluated for disease, the disease agent was isolated from the infected plants and identified by morphological, biochemical, physiological and molecular methods. Among 86 bacterial isolates obtained from 45 infected plant samples, 20 isolates were determined as Erwinia amylovora according to result of morphological, biochemical, physiological and molecular tests. The disease prevalence in the surveyed pear orchards was 91%, the incidence rate 20%, and the disease severity 29%, while disease prevalence in the surveyed apple orchards was 70%, the incidence rate 0.87%, and the disease severity 5.93%.

Conclusions: It has been determined that the disease is more common in pear orchards compared to apple orchards in Yozgat province, similarly, the severity of the disease is higher in pear trees than in apple trees.

Significance and Impact of the Study: Overall results obtained reveal the current situation of the bacterial fire blight disease in Yozgat province, the necessity of taking serious measures against the disease in newly established orchards has once again come to the fore with this study due to the serious problems encountered on pear trees.

Keywords

• Bacterial disease
• Fire blight
• Erwinia amylovora
• Yozgat province
• molecular identification

Yozgat ili elma ve armut üretim alanlarında ateş yanıklığı [Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al.] hastalığının mevcut durumunun belirlenmesi

Öz

Amaç: Bu çalışma, 2018 yılında Yozgat ili elma ve armut üretim alanlarında bakteriyel ateş yanıklığı hastalığının mevcut durumunu belirlemek amacıyla yapılmıştır.

Yöntem ve Bulgular: Survey yapılan elma ve armut bahçelerindeki ağaçlar hastalık yönünden değerlendirilmiş, enfekteli bitkilerden hastalık etmeni izole edilerek, morfolojik, biyokimyasal, fizyolojik ve moleküler yöntemlerle teşhis edilmiştir. Enfekteli 45 farklı bitki örneğinden elde edilen 86 bakteri izolatı arasından 20 izolatın morfolojik, biyokimyasal, fizyolojik ve moleküler testlemeler sonucunda Erwinia amylovora olduğu belirlenmiştir. Survey yapılan armut bahçelerinde hastalık yaygınlığı %91, bulunma oranı %20, hastalık şiddeti %29 düzeyinde olup, elma bahçelerinde hastalığın yaygınlığı %70, bulunma oranı %0.87, hastalık şiddeti %5.93 düzeyinde olduğu belirlenmiştir.

Genel Yorum: Hastalığın Yozgat ili genelinde armut ağaçlarında elma ağaçlarına kıyasla daha yaygın sıklıkta görüldüğü, benzer şekilde hastalık şiddetinin armut ağaçlarında elma ağaçlarına göre daha yüksek düzeyde olduğu belirlenmiştir.

Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Elde edilen sonuçlar hastalığın Yozgat ilinde mevcut durumunu ortaya koyarken, armut ağaçlarında ciddi sorunlara neden olması nedeniyle yeni tesis edilen bahçelerde hastalığa karşı ciddi tedbirlerin alınmasının gerekliliği bu çalışma ile bir kez daha öne çıkmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Bakteriyel hastalık
• ateş yanıklığı
• Yozgat ili
• moleküler tanı
• Erwinia amylovora

References

1. Agrios GN (2005) Plant Pathology.5th Edition, Academic Press, 922 pp.
2. Anonim (2017) http://oran.org.tr/images/dosyalar/20170915090910_0.pdf. Erişim tarihi: 28.01.2018.
3. Aksoy HM, Kaya Y, Ozturk M, Secgin Z, Onder H, Okumus A (2017). Pseudomonas putida–Induced response in phenolic profile of tomato seedlings (Solanum lycopersicum L.) infected by Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Biological Control, 105, 6-12.
4. Atasagun R (2009). Rosaceae familyasindaki farklı bitki türlerinden elde edilen Erwinia amylovora (Burr.) Winslow et al.'nin biyokimyasal ve polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) testleriyle tanılanması. Selçuk Üniversitesi, Fen bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Konya, 93 s.
5. Aysan Y, Mirik M, Sahin F, Kotan R, Saygili H (2004). Phenotypic characterization of Erwinia amylovora from pome fruits in Turkey. X. International Workshop on Fire Blight 704 (pp. 459-464).
6. Bastas KK, Katircioglu YZ (1998). Studies on fire blight (Erwinia Amylovora (Burr.) Winslow et al.) on pome fruit trees in Konya province in Turkey. VIII. International Workshop on Fire Blight 489 (pp. 111-114).
7. Bastas K. (2012) First Report of Erwinia amylovora on Firethorn (Pyracantha coccinea) Mountainash (Sorbus sp.) in Turkey. Plant disease 96(12): 1818-1818.
8. Bastas KK, Sahin F (2014) First report of fire blight caused by Erwinia amylovora on meadowsweet (Spirea prunifolia) in Turkey. Plant Disease 98(1): 153-153.

9. Benlioglu K, Özakman M (1998). Characterization of Turkish isolates of Erwinia amylovora (burr.) Winslow et al. VIII International Workshop on Fire Blight 489 (pp. 127-132).
10. Bora T, Karaca İ (1970) Kültür bitkilerinde hastalığın ve zararın ölçülmesi. E.Ü. Ziraat Fakültesi, Yayın no 167, İzmir, 42.
11. Cabrefiga J, Montesinos E (2005) Analysis of aggressiveness of Erwinia amylovora using disease-dose and time relationships. Phytopathology 95(12): 1430-1437.
12. Çıtır A, Mirik M (1998). Fire blight of pome fruits and search for resistant or tolerant cultivars in Amasya and Tokat Regions in Turkey. VIII International Workshop on Fire Blight 489 (pp. 215-220).
13. Demir G, Gündogdu M (1992) Fireblight of pome fruit trees in Turkey: Distribution of the disease, chemical control of blossom infections and susceptibility of some cultivars. VI International Workshop on Fire Blight 338 (pp. 67-74).
14. EPPO (2013) PM 7/20 (2) Erwinia amylovora. EPPO Bulletin 43: 21-45. https://doi.org/10.1111/epp.12019
15. Evrenosoğlu Y, Mısırlı A, Aysan Y, Saygılı H, Boztepe Ö, Horuz S, Acarsoy N, Bilen E, Baykul A, Yazıcı İ (2014) F1 Melez armut populasyonunun ateş yanıklığı hastalığı etmeni Erwinia amylovora Karşı reaksiyonunun belirlenmesi. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., 2014, 51 (2):185-190
16. FAO (2018) FAOSTAT, Word Production Quantities of Apple and Pear.http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/visualize. Erişim Tarihi: 28.11.2020.
17. Geider K, Auling G, Du Z, Jakovljevic V, Jock S, Völksch B (2006) Erwinia tasmaniensis sp. nov., a non-phytopathogenic bacterium from apple and pear trees. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 56(12): 2937-2943.
18. Hepaksoy S, Ünal A, Can HZ, Saygili H, Türküsay H (1998) Distribution of fire blight (Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al.) disease in Western Anatolia region in Turkey. VIII International Workshop on Fire Blight 489 (pp. 193-196).
19. Jones AL, Geider K (2001) Erwinia amylovora group. In: Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria. 3rd ed., Schaad NW, Jones JB, Chun W, (ed.). APS press, St. Paul, MN, USA, 40–54.
20. Karabıçak Y, Kotan R (2014) Armut ağaçlarında Ateş Yanıklığı etmeni Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al.’ya karşı bakteri uygulamaları ile biyolojik mücadele imkânlarının araştırılması. Bitki Koruma Bülteni 54(4):355-370.
21. Karahan A, Özakman M, Altundağ Ş (2013) Ankara ve Tokat’ta elma ve armut bahçelerinde Ateş yanıklığı hastalığının [Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al.] enfeksiyon risk günlerinin belirlenmesinde tahmin modellerinin kullanılması üzerine çalışmalar. Bitki Koruma Bülteni 53(4): 207-238.
22. Klement Z, Farkas GL, Lovrekovich L (1964) Hypersensitive reaction induced by phytopathogenic bacteria in the tobacco leaf. Phytopathology 54: 474-477.
23. King EO, Ward MK, Raney DE (1954) Two simple media for the demonstration of pyocyanin and fluorescein. Journal of Laboratory and Clinical Medicine 44: 301–307.
24. Kıpçak C, Akköprü A (2017) The fire blight problem on apples in Lake Van basin: The status and incidence of the disease. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Journal of Agricultural Sciences, 27(2): 204-211.
25. Kim WS, Gardan L, Rhim SL, Geider K (1999) Erwinia pyrifoliae sp. nov., a novel pathogen that affects Asian pear trees (Pyrus pyrifolia Nakai). International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 49(2): 899-906.
26. Lopez MM, Rosello M, Llop P, Ferrer S, Christen R, Gardan L (2011) Erwinia piriflorinigrans sp. nov., a novel pathogen that causes necrosis of pear blossoms. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 61(3): 561-567.
27. Mansfield JW, Genin S, Magori S, Citovsky V, Sriariyanum M, Ronald P, Dow M, Verdier V, Beer SV, Machado MA, Toth I, Salmond G, Foster GD (2012) Top 10 plant pathogenic bacteria in molecular plant pathology. Molecular Plant Pathology 13(6): 614–629.
28. Mergaert J, Hauben L, Cnockaert MC, Swings J (1999) Reclassification of non-pigmented Erwinia herbicola strains from trees as Erwinia billingiae sp. nov. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 49(2): 377-383.
29. Mertoğlu K, Evrenosoğlu Y (2017) Ateş Yanıklığı (Erwinia amylovora) hastalığına dayanıklılık ıslahında, hastalığa karşı testlenmiş F1 melez armut popülasyonunun fenolojik ve meyve özellikleri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 14:104-115.
30. Momol MT (1990) Ateş yanıklığının epidemiyolojisi ve mücadelesi. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 3: 25-38.
31. Momol MT, Zeller W (1992) Identification and spread of Erwinia amylovora on pear in Turkey. Plant Disease, 76(11): 1114-1116.
32. Momol M, Yegen O (1992). Fire Blight in Turkey: 1985–1992. VI International Workshop on Fire Blight 338 (pp. 37-40).
33. Momol MT (1993) Fire blight in Turkey: 1985-1992. Acta Horticulturae 338: 37-39.
34. Öden S (1998). Occurrence of fire blight in pear trees grown in Van and around. VIII International Workshop on Fire Blight 489 (pp. 107-110).
35. Öktem Y, Benlioğlu K (1988) Studies on fire blight (Erwinia amylovora (Burr.) Winslow et al.) of pome fruits. Journal of Turkish Phytopathology, 17(3): 106
36. Özaktan H, Bora T (2004). Biological control of fire blight in pear orchards with a formulation of Pantoea agglomerans strain Eh 24. Brazilian Journal of Microbiology 35(3): 224-229.
37. Schaad NW, Jones JB, Chun W (2001). Laboratory Guide for the Identification of Plant Pathogenic Bacteria (No. Ed. 3). American Phytopathological Society (APS Press).
38. Sobiczewski P, Deckers T, Pulawska J (1997). Fire Blight (Erwinia amylovora) Some aspects of epidemiology and control. Research Institute of Pomology and Floriculture, Skierniewice/Poland.
39. Şahin M, Mısırlı A, Özaktan H (2019) Ege ve Doğu Marmara Bölgesi ayva plantasyonlarında ateş yanıklığı hastalığının değerlendirilmesi. Anadolu Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü Dergisi, 29(1): 1-14.
40. Taylor RK, Guılford PJ, Clark RG, Hale CN, Forster RLS (2001)Detection of Erwinia amylovora in plant material using novel polymerase chain reaction (PCR) primers. New Zeeland Journal of Crop Horticulture and Science 29: 35–43.
41. Tokgönül S, Çınar Ö (1991) Doğu Akdeniz bölgesinde armutlarda ateş yanıklığı hastalığı (Erwinia amylovora (Burr.) Winslow et al.)’nın tanısı ve yaygınlık durumu üzerinde araştırmalar. VI. Türkiye Fitopatoloji Kongresi Bildirileri, İzmir, 303-306.
42. Tunalı N (2013) Bursa ve Yalova illerinde yumuşak çekirdekli meyve ağaçlarında ateş yanıklığı hastalığına neden olan Erwinia amylovora (Burr.) Winslow et al. izolatlarının bakır sülfat ve streptomisine olan duyarlılık düzeylerinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ.
43. Tunalı N, Mirik M (2013) Diagnostics of Erwinia amylovora (Burr.) Winslow et al. isolates causing fire blight in pome fruit trees in Bursa. XIII International Workshop on Fire Blight 1056 (pp. 137-140).
44. TUİK (2016) Türkiye İstatistik Kurumu. https://biruni.tuik.gov.tr/bitkiselapp/bitkisel.zul. Erişim Tarihi: 23.11.2019
45. Uzer S (2017) Ordu ilinde elma ağaçlarında ateş yanıklığı hastalığına neden olan Erwinia amylovora etmeninin izolasyonu, tanısı ve yaygınlığının belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
46. Van der Zwet T (1986) Identification, symptomatology, and epidemiology of fire blight on Le Conte pear in the Nile Delta of Egypt. Plant Disease 70(3): 230-234.
47. Van der Zwet T, Keil, HL (1979) Fire blight a bacterial disease of rosaceous plants. United Department Of Agricultural Handbook number:510 Washington DC, pp:21-35.
48. Van der Zwet, T, Beer SV (1992) Fire blight: its nature, prevention, and control: a practice guide to integrated disease management. Agriculture Information Bulletin (USA).
49. Van der Zwet T, Bonn WG (1999) Recent spread and current worldwide distribution of fire blight. Acta Horticulturae. 489:167-168.
50. Wensing A, Gernold M, Geider K (2012) Detection of Erwinia species from the apple and pear flora by mass spectroscopy of whole cells and with novel PCR primers. Journal of applied Microbiology 112(1): 147-158.
51. Yahyaoğlu MM (1998) Bursa yöresinde ateş yanıklığı (Erwinia amylovora (Burr.) Winslow et al.) üzerinde çalışmalar. Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.