Determination of Antibacterial Activities of Some Plant Extracts Against Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis and Pseudomonas syringae pv. tomato

Year 2019, Volume: 22 Issue: 2, 203 - 209, 31.12.2019

Sabriye Belgüzar , Yusuf Yanar , Merve Çetin , Çiğdem Özyiğit

Abstract

This study was carried out to evaluate the antibacterial effects of methanolic extracts of Grindelia robusta, Rhus coriaria, Alchemilla vulgaris, Juglans spp., Malva sylvestris, Saponaria officinalis, Prunella vulgaris, and Tanacetum vulgare against Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) and Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst). The plant extracts were added to King B medium before being autoclaved to reach concentrations of 0,06, 0,125, 0,25, 0,5, 1, 1,5, 2%. The solidified King B medium was inoculated with the 100 µl of inoculums (1x106 cells/ml) and incubated at 27 °C for two days. Control was maintained in pure King B. The experiment was repeated twice with five replication. At the end incubation periods, bacterial concentrations were measured in the spectrophotometer. The obtained results indicated that 1,5% and 2% extracts of all plants were inhibited both of the test bacteria. Especially Grindelia robusta and Rhus coriaria extracts caused the highest effect on Cmm and Pst. Also, 0,25% extract of Alchemilla vulgaris displayed 76% and 96% growth inhibition on Cmm and Pst, respectively. Also, in the other plants inhibition rates increased depending of increase of consantration. As a result, it was determined that plant extracts used in the study had antibacterial effect on Cmm and Pst and these extracts of plants were found as promising in control of these disease.

Keywords

Plant extract, Pseudomonas syringae pv. tomato, antibacterial effect., Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis

Bazı Bitki Ekstraktlarının Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis ve Pseudomonas syringae pv. tomato Üzerine Antibakteriyel Etkisinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma, Grindelia robusta, Rhus coriaria, Alchemilla vulgaris, Juglans spp., Malva sylvestris, Saponaria officinalis, Prunella vulgaris ve Tanacetum vulgare bitkilerinden elde edilen metanol ekstraktlarının Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) ve Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) üzerindeki antibakteriyal etkilerini belirlemek amacı ile yürütülmüştür. Bitki ekstraktları son konsantrasyon %0,.06, 0.125, 0.25, 0.5, 1, 1.5, 2 olacak şekilde otoklav edilmeden önce King B besi yerine eklenmiştir. Katılaşan King B besi yerine, 1x106 hücre/ml yoğunluğunda hazırlanan Cmm ve Pst bakteri süspansiyonlarının ekimi yapılmış ve 27 °C’de iki gün inkübasyona bırakılmıştır. Kontrol grubu olarak bitki ekstraktlarının olmadığı King B besi yerlerine patojenlerin ekimi yapılmıştır. Çalışma 5 tekerrürlü olarak kurulmuş olup, 2 kez tekrarlanmıştır. İnkübasyon periyodu sonunda, besi yerlerindeki bakteri kolonileri toplanarak spektrofotometrede yoğunlukları ölçülmüştür. Elde edilen verilere göre, tüm bitki ekstraktlarının %1,5 ve %2’lik konsantrasyonları testlenen her iki bakteri üzerinde etkili olmuştur. Özellikle Grindelia robusta ve Rhus coriaria ekstraktları Cmm ve Pst üzerinde en yüksek etkiye sahip olmuştur. Aynı zamanda Alchemilla vulgaris’in %0,25’lik düşük dozu bile %76 ve %96 oranında sırasıyla Pst ve Cmm üzerinde etkili olmuştur. Diğer bitki ekstraktlarında ise doz artışına bağlı olarak patojenler üzerindeki engelleme oranı da artmıştır. Sonuç olarak, çalışmada kullanılan bitki ekstraktlarının Cmm ve Pst etmenleri üzerinde antibakteriyal etkiye sahip olduğu ve hastalıkların mücadelesinde ümit vaat edici olarak değerlendirilmiştir.

Keywords

Bitki ekstraktı, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Pseudomonas syringae pv. tomato

References

• Aysan Y., Saygılı H. (2019). Domates Bakteriyel Kara Leke Hastalığı, Domates Bakteriyel Benek Hastalığı, Bitki Bakteri Hastalıkları, Editörler: Saygılı H., Şahin F., Aysan Y., Soylu S. ve Mirik M., Toprak Ofset Matbaacılık, Tekirdağ, 159-166. Awwad AM., Albiss BA, Salem NM. (2015). Antibacterial activity of synthesized copper oxide nanoparticles using Malva sylvestris leaf extract. SMU Medical Journal, 2 (1): 91-101. Basım E, Basım H., Dickstein ER., Jones JB. (2004). Bacterial canker caused by Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis on greenhouse tomato in the Western Mediterranean Region of Turkey. Plant Disease, 88:1048. Baştaş KK. (2015). Determination of Antibacterial Efficacies of Plant Extracts on Tomato Bacterial Speck Disease. Journal Turk. Phytopath., 44 (1-3): 1-10. Belgüzar S., Yanar Y., Aysan Y. (2016a). Tokat İlinde Domates Bakteriyel Solgunluk Hastalığının Yaygınlığı ve Etmenin (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis) Tanılanması. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 33 (2): 34-40. Belgüzar S., Yılar M., Yanar Y., Kadıoğlu İ., Doğar G. (2016b). Thymus vulgaris L. (Kekik) Ekstrakt ve Uçucu Yağının Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis Üzerine Antibakteriyal Etkisi. Turkish Journal of Weed Science, 19 (2): 20-27. Chang RJ., Ries SM., Pataky JK. (1991). Dissemination of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis by practies used to produce tomato transplants. Phytopathology, 81: 1276-1281. Çetinkaya-Yıldız R. (2007). Domates bakteriyel solgunluk hastalığı etmeni [Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Smith) Davis et. al.]’nin tanılanması ve bitki büyüme düzenleyici rizobakteriler ile biyolojik mücadele olanaklarının araştırılması. Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Bitki Koruma Anabilim Dalı, (Doktora Tezi), Adana. Çetinkaya-Yıldız R., Belgüzar S., Aysan Y. (2019). Domates Bakteriyel Solgunluk Hastalığı. Bitki Bakteri Hastalıkları, Editörler: Saygılı H., Şahin F., Aysan Y., Soylu S. ve Mirik M., Toprak Ofset Matbaacılık, Tekirdağ, 37-47. Deans SG., Sobada KP. (1990). Antimicrobial Properties of Marjoram (Origanum marjorana L.) Volatile Oil, Flavour Fragrance Journal, 187-190. Edrah SM. (2017). Evaluation of antimicrobial activities of Alchemilla vulgaris and Portulaca oleracea ethanolic extracts and correlation with their phytochemical profiles. Biofarmasi J Nat Prod Biochem, 15 (2): 96-99. Geylani E. (2004). Domateste tohumla taşınan bakterilerin tanılanması üzerinde araştırmalar. Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yüksek Lisans Tezi), 93 sayfa. Iauk L., Caccamo F., Speciale AM., Tempera G., Ragusa S., Pante G. (1998). Antimicrobial activity of Rhus coriaria L. leaf extract, Phytotherapy Research, 12: S152-S153. Karabüyük F., Aysan Y. (2019). Bazi Bitki Ekstraktlarının Pseudomonas syringae pv. Tomato’nun neden olduğu domates bakteriyel benek hastalığına antibakteriyel etkisi. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty, 16 (2): 231-243. Karaca İ., Saygılı H. (1982). Batı Anadolu’nun bazı illerinde domates ve biberde görülen bakteriyel hastalıkların oranı, etmenleri ve konukçu çeşitlerinin duyarlılığı üzerine araştırmalar. III. Türkiye Fitopatoloji Kongresi, 12-15 Ekim Adana, 182-192. King E0., Ward MK., Raney DE. (1954). Two simple media for the demonstration of pyocianin and fluoresin. Journal of Laboratuary and Clinical Medicine, 44: 301-307. Kizil F., Uyar F. (2006). Antimicrobial activities of some thyme (Thymus, Satureja, Origanum and Tymbra) species against important plant pathogens. Asian Journal of Chemistry, 18: 1455-1461. Komal S., Kazmi SAJ., Khan JA., Gilani MM. (2018). Antimicrobil activity of Prunella vulgaris extracts against multi-drug resistant Escheria coli from patients of urinary tract infection. Pakistan Journal of Medical Sciences, 34 (3): 616-620. Kotan R., Cakır A., Dadasoglu F., Aydın T., Cakmakcı R., Ozer H., Kordali S., Mete E., Dikbaş N. (2010). Antibacterial activities of essential oils and extracts of Turkish Achillea, Satureja and Thymus species against plant pathogenic bacteria. Journal Science Food Agriculture, 90:145-160. Larçin O., Körpe Aksoy D., Iseri Darcansoy O., Sahin Fİ. (2015). Phenolic composition and antibacterial activity of crude methanolic Calendula officinalis flower extract against plant pathogenic bacteria. IUFS Journal of Biology Research Article IUFS J Biol, 74 (1): 25-33. Nassar-Abbas SM., Halkman K. (2004). Antimicrobial effect of water extract of sumac (Rhus coriaria L.) on the growt of some food borne bacteria including pathogens. International journal of food microbiology, 97 (1): 63-69. Ozdemir Z. (2005). First report of Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis on processing tomato in Turkey. Plant pathology Journal, 4:143-145. Ricker MD., Riedel RM. (1993). Effect of secondary spread of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis on yield of northern processing tomatoes. Plant Diseases, 77:364-366. Sahin F., Uslu H., Kotan R., Donmez MF. (2002). Acterial canker caused by Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis on tomatoes in eastern Anatolia region of Turkey. Plant pathology, 51:399. Sharafati-Chaleshtori R., Sharafati-Chaleshtori F., Rafieian M. (2011). Biological characterization of Irania walnut (Juglans regia) leaves. Turkish Journal of Biology, 35: 635-639. SPSS (2007). SPSS Statistical Software CD-ROM Version 16.0 for Windows ChicagoIL, SPSS, Inc. USA. Tuna GS., Şafak E., Kara B., Mülayim G., Sert C., Ulu N., Eken KG., Sertel SC. (2019). Use of various plant extracts to provide hygiene in mattress and antibacterial film production. International Advanced Researches and Engineering Journal, 03 (01): 026-031.