Effect of Common Cocklebur (Xanthium strumarium L.) Extracts to Some Bacterial and Fungal Plant Pathogens

Year 2020, Volume: 25 Issue: 2, 85 - 93, 31.08.2020

Leyla Bayram İsik Tepe

Abstract

In this study, common cocklebur (Xanthium strumarium L.) extracts were used, and their effects on the development of two plant pathogen bacteria (Erwinia amylovora and Pseudomonas syringae pv. syringae) and two soil-borne plant pathogen fungi (Fusarium oxysporum f.sp. melonis and Rhizoctonia solani AG-3) were examined. Thus, it was aimed to determine alternative biochemical compounds to pesticides. Plant material was collected from Van in July and August of 2016. First, water and methanol extracts were obtained from the dried and powdered seeds and fresh vegetative parts, and then 0%, 10%, 20%, and 40% concentrations of these extracts were applied to these plant pathogens in Petri dishes. Any concentration of extracts not inhibited the development of two bacteria. Water extracts obtained from seeds and fresh vegetative parts do not affect the development of both fungi, while the 40% concentrations of methanol extract obtained from fresh vegetative parts inhibited the development of R. solani AG-3 by 52%, the 40% concentrations of methanol extract obtained from the seeds inhibited the development of F. oxysporum f.sp. melonis by 29%. As a result, it was understood that methanol extract obtained from common cocklebur partially inhibited the development of some soil-borne fungal plant pathogens.

Project Number

FYL-2017-5961

Domuz Pıtrağı (Xanthium strumarium L.) Ekstraktlarının Bazı Bitki Patojeni Bakteri ve Funguslar Üzerine Etkisi

Abstract

Çalışmada, canlılar üzerinde zehirli etkisi olduğu bilinen domuz pıtrağı (Xanthium strumarium L.) ekstraktlarının iki bitki patojeni bakteri (Erwinia amylovora ve Pseudomonas syringae pv. syringae) ve iki toprak kökenli bitki patojeni fungusun (Rhizoctonia solani AG-3 ve Fusarium oxysporum f.sp. melonis) gelişimi üzerine etkileri araştırılmıştır. Böylece bitki hastalıklarıyla mücadelede, pestisitlere alternatif olabilecek bazı biyokimyasal bileşiklerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Önce 2016 yılı Temmuz-Ağustos aylarında Van’dan toplanan, kurutulup toz haline getirilen domuz pıtrağının tohum ve yapraklarından su ve metanol ekstraktları elde edilmiş, sonra bu ekstrakların %0, %10, %20 ve %40’lık konsantrasyonları Petri kaplarında söz konusu patojenlere uygulanmıştır. Domuz pıtrağının hem tohumu hem de yeşil aksamından elde edilen su ve metanol ekstraktlarının hiçbir konsantrasyonu bitki patojeni iki bakterinin gelişimini engellememiştir. Tohum ve yeşil aksamdan elde edilen su ekstrakları her iki fungusun gelişimi üzerinde etki göstermemiştir. Yeşil aksamdan elde edilen %40’lık metanol ekstraktı R. solani AG-3’ün gelişimini %52 oranında ve tohumdan elde edilen %40’lık metanol eksraktı F. oxysporum f.sp. melonis’in gelişimini %29 oranında engellemiştir. Sonuç olarak, domuz pıtrağından elde edilen metanol ekstraktlarının toprak kökenli bazı fungal bitki patojenlerinin gelişimini belli düzeylerde engelleyebildiği anlaşılmıştır.

Keywords

Domuz pıtrağı, Xanthium strumarium, Bitki ekstraktı, Bakteri, Fungus

Supporting Institution

Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı

Project Number

FYL-2017-5961

Thanks

Bu yayın Leyla BAYRAM (FINDIK)’ın yüksek lisans çalışmasından hazırlanmış olup Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı tarafından FYL-2017-5961 numaralı proje kapsamında desteklenmiştir. Destekleyen kurum ve kuruluşlara teşekkür ederiz.

References

• Abbott, W. S., (1925) A method of computing the effectiveness of an insecticide. J Econ Entomol, 18 (2): 265–267.
• Abbasi, S., Bahraminejad, S., Zare, A., & Ghasemi, S., (2011). The inhibitory effect of some plant crude extracts against Podosphaera xanthii the causal agent of cucumber powdery mildew. Researches of the First International Conference, Babylon and Razi Üniversities.
• Al-Malki, A. A. T., (2014). Effect aqueous extract of Xanthıum strumarium L. and Trichoderma viride against Rhizctonia solani. Int J Bot Res, 4 (6): 1-6.
• Bahraminejad, S., Abbasi, S., & Fazlali, M., (2011). In vitro antifungal activity of 63 Iranian plant species against three different plant pathogenic fungi. Afr J Biotechnol, 10 (72): 16193-16201.
• Bahraminejad, S., Abbasi, S., Maassoumi, S. M., & Tabein, S., (2012). Evaluation of the antifungal activity of several plant crude extracts against three different pathogenic fungi. Aust J of Crop Sci, 6 (2): 255-260.
• Butu, M., Dobre, A., Rodino, S., Butu, A., & Lupuleasa, D., (2013). Testing of the antifungal effect of extracts of burdock, thyme and rough cocklebur. Stud Univ “Vasile Goldiş”, Seria Ştiinţele Vieţii, 23 (1): 65-69.
• Çam, H., Gökçek, A., Kadıoğlu, İ., Gökçe, A., Yanar, Y., Demirtaş, İ., Gören, N., & Whalon, M., (2012). Bitki ekstraktlarının patates böceği [Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera: Chrysomelidae)]’nin farklı dönemleri üzerine mide zehiri ve rezidüyel toksisite etkileri. Turk Entomol Derg-TU, 36 (2): 249-254.
• Çetinsoy, S., Tamer, A., & Aydemir, M., (1998). Investigations on repellent and insecticidal effects of Xanthium strumarium L. on Colorado potato beetle Leptinotrasa decemlineata Say (Col: Chrysomelidae). Turk J Agric For, 22: 543-552.
• Damayanti, M., Susheela, Kh., & Sharma, G. J., (1996). Effect of plant extracts and systemic fungicide on the pineapple fruit-rotting fungus, Ceratocystis paradoxa. Cytobios, 86: 155-165.
• Devkota, A., & Das, R. K., (2016). Antifungal activities and phytochemical screening of Xanthium strumarium. Bio Bul, 2 (1): 121-127.
• Eymirli, S., & Torun, H., (2015). Xanthium strumarium. In H. Önen (Ed.) Türkiye İstilacı Bitkiler Kataloğu (pp. 521-533). T.C. Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü Bitki Sağlığı Araştırmaları Daire Başkanlığı, Ankara.
• Erdoğan, P., & Toros, S., (2007). Investigations on the effects of Xanthium strumarium L. extracts on colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Say, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Munis Entomol Zool, 2 (2): 423-432.
• Fatlawi, D., (2015). Xanthium strumarium'un Biyolojik Aktivitelerinin Araştırılması. (Yüksek lisan tezi) Gaziantep Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Gaziantep.
• Hassan, H. M., Jiang, Z. H., Asmussen, C., McDonald, E., & Qin, W., (2014). Antibacterial activity of northern Ontario medicinal plant extracts. Can J Plant Sci, 94: 417-424.
• Kim, D. K., Shim, C. K., Bae, D. W., Kawk, Y. S., Yang, M. S., & Kim, H. K., (2001). Identification and biological characteristics of an antifungal compound extracted from cocklebur (Xanthium strumarium) against Phytophthora drechsleri. Plant Pathology J, 18 (5): 288-292.
• King, E. O., Ward, M. K., & Raney, D. E., (1954). Two simple media for the demonstration of phycocyanin and fluorescin, J Lab Clin Med, 44: 301-307.
• Rodino, S., Butu, A., Fidler, G., Butu, M., & Cornea, P. C., (2013a). Investigation of the antimicrobial activity of extracts from indigenous Xanthium strumarium plants against Phytophthora infestans. Curr Opin Biotech, 24 (1): 72-73.
• Rodino, S., Dobre, A., & Butu, M., (2013b). Screening of some indigenous plants for identifying the inhibitory effect against Phytophthora infestans. Studia Universitatis “Vasile Goldiş”, Seria Ştiinţele Vieţii, 23 (4): 483-486.
• Rodino, S., Butu, M., Petrache, P., Butu, A., & Cornea, C. P., (2014). Antifungal activity of four plants against Alternaria alternata. Sci Bull. Series F. Biotechnologies, 18: 60-65.
• Roy, B., Amin, M. R., Jalal, S., Kwon, Y. J., & Suh, S. J., (2014). Evaluation of common cocklebur Xanthium strumarium leaf extract as post-harvest grain protectant of black gram against pulse beetle Callosobruchus chinensis (Coleoptera: Bruchidae) and isolation of crude compound. Entomol Res, 44: 254–261.
• Sarmah, M., Rahman, A., Phukan, A. K., & Gurusubramanian, G., (2009). Effect of aqueous plant extracts on tea red spider mite, Oligonychus coffeae, Nietner (Tetranychidae: Acarina) and Stethorus gilvifrons Mulsant. Afr J Biotechnol, 8 (3): 417-423.
• Scherer, R., Duarte, M. C. T., Catharino, R. R., Nachtigall, F. M., Eberlin, M. N., Teixeira Filho, J., & Godoy, H. T., (2009). Xanthium strumarium L. antimicrobial activity and carboxyatractyloside analysis through electrospray ionization mass spectrometry. Rev Bras Plant Medic, 11 (2): 159-163.
• Scherer, R., Wagner, R., Meireles, M. A. A., Godoy, H. T., Duarte, M. C. T., & Filho, J. T., (2010). Biological activity and chemical composition of hydrodistilled and supercritical extracts of Xanthium strumarium L. leaves. J Essent Oil Res, 22 (5): 424-429.
• SPSS, (2009). SPSS 17 for Windows, User’s Guide. SPSS Inc. Chicago, IL.
• Srinivas, P., Rajashekar, V., Upender Rao, E., Venkateshwarulu, L., & Anil Kumar C. H., (2011). Phytochemical screening and in vitro antimicrobial investigation of the methanolic extract of Xanthium strumarium leaf. Int J Drug Dev Res, 3 (4): 286-293.
• Tepe, I., (2014). Yabancı Otlarla Mücadele. Sidas Medya Ltd. Şti. Yayın No: 031, İzmir.
• TÜBİVES, (2017). Türkiye Bitkileri Veri Servisi. http://www.tubives.com. Erişim tarihi: 12.01.2017.
• Türküsay, H., & Onoğur, E., (1998). Bazı bitki ekstraktlarının in vitro antifungal etkileri üzerine araştırmalar. Turk J Agric For, 22: 267-271.
• Weaver, S. E., & Lechowicz, M. J., (1983). The biology of Canadian weeds. 56. Xanthium strumarium L. Can J Plant Sci, 63 (1): 211-225.
• Yanar, Y., Kadioğlu, İ., Kutluk, N. D., Çeşmeli, İ., & Hangün, A., (2001). Bazı bitki ekstraktlarının farklı bitki patojeni funguslara karşı antifungal etkisi. Turk J Weed Sci, 4 (1): 58-63.
• Yanar, Y., Kadioğlu, İ., Gökçe, A., Demirtaş, İ., Gören, N., Çam, H., & Whalon, M., (2011). In vitro antifungal activities of 26 plant extracts on mycelial growth of Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. Afr J Biotechnol, 10 (14): 2625-2629.
• Yavuz, B., (2010). Bazı Bitki Ekstraktlarının Fitopatojen Funguslara Karşı Antifungal Etkisi (Yüksek lisans tezi). Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
• Yiğit, N., Yiğit, D., Özgen, U., Kandemir, A., & Ayyıldız, A., (2003). Bazı bitki ekstraktlarının (Laurocerasus officinalis, Rhododendron luteum, Rhododendron ponticum, Sambucus ebulus, Muscari fennifolium, Muscari masmeganus, Ornithogalum sphaerocarpum, Ornithogalum umbellatum, Mentha longifolia, Prangos ferulacea, Galium verum, Salvia limbata, Artemisia austriaca) antibakteriyel aktiviteleri üzerine bir araştırma. Türk Mikrobiyoloji Cemiyeti Dergisi, 33: 269-272.