Investigation of Antibacterial Effect of Some Wood Vinegars on Plant Pathogen Bacteria

Abstract

In this study, the antibacterial potential of wood vinegar obtained from hazelnut shells and poultry manure against some plant pathogenic bacteria was tested. Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae pv. lachrymans and Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli strains were used as test microorganisms.  Agar Well Diffusion and Broth Dilution Methods were used to determine antimicrobial activities. For Agar well diffusion method; E. amylovora strains reacted to 40%, 50% dilutions and stock solution of hazelnut vinegar. Furthermore P. syringae pv. lachrymans and X. axonopodis pv. phaseoli displayed responses to 30%, 40%, 50% dilution and stock solution. In the determination of minimal bactericidal concentration by Broth dilution method; studies conducted to the determination of minimal bactericidal concentration, MBC value of vinegar (from hazelnut shell) on E. amylovora, X. axonopodis pv. phaseoli and P. syringae pv. lachrymans strains was found to be equivalent to 50% dilution. According to the ANOM test results, Dose × Species interaction effect was significant (P=0.000), therefore, the effect of administered doses on inhibition values ​​showed significant changes from species to species. As a result of antibacterial activity studies, it was observed that plant pathogenic bacteria were susceptible to vinegar produced from hazelnut shells while they were resistant to vinegar produced from poultry manure.

Keywords

• Antibacterial,Plant protection,Erwinia amylovora,Pseudomonas syringae pv. lachrymans,Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli,Wood vinegar

Bazı Odun Sirkelerinin Bitki Patojeni Bakteriler Üzerine Antibakteriyel Etkisinin Araştırılması

Abstract

Bu araştırmada, fındık kabuklarından ve tavuk gübresinden elde edilen odun sirkelerinin bazı bitki patojeni bakterilere karşı antibakteriyel potansiyeli belirlenmeye çalışılmıştır. Test mikroorganizması olarak, Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae pv. lachrymans ve Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli kullanılmıştır. Antimikrobiyal aktivitenin belirlenmesinde agar well difüzyon ve makro broth dilisyon yöntemleri kullanıldı. Agar well difüzyon yönteminin uygulanması sonucunda; E. amylovora suşu, sırasıyla fındık sirkesinin %40, %50’lik seyreltmelerine ve stok solusyonuna hassasiyet gösterirken, P. syringae pv. lachrymans ve X. axonopodis pv. phaseoli şuşlarının %30, %40, %50’lik seyreltmelere ve stok solusyonuna hassasiyet gösterdiği belirlenmiştir. Broth dilisyon yöntemi ile minimal bakterisidal konsantrasyonun belirlenmesinde; minimal bakterisidal konsantrasyonun tespiti için yapılan çalışmalar sonucunda, fındık sirkesinin E. amylovora, X. axonopodis pv. phaseoli ve P. syringae pv. lachrymans üzerindeki MBC değerinin, %50’lik seyreltmeye eşdeğer olduğu tespit edilmiştir. Yapılan ANOM testi sonucuna göre Doz × Tür interaksiyon etkisinin önemli olduğu (P=0.000), dolayısıyla uygulanan dozların inhibisyon değerlerine etkisinin türlere göre önemli değişiklikler gösterdiği saptanmıştır. Antibakteriyel aktivite çalışmaları sonucunda, bitki patojeni bakterilerin fındık kabuklarından üretilen sirkeye karşı duyarlı oldukları görülürken, tavuk gübresinden üretilen sirkeye karşı dirençli oldukları gözlemlenmiştir.

Keywords

• Antibakteriyel aktivite,Bitki koruma,Erwinia amylovora,Pseudomonas syringae pv. lachrymans,Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli,Odun sirkesi

References

1. [1] Arısoy H., Oğuz C. 2005. Tarımsal Araştırma Enstitüleri Tarafından Yeni Geliştirilen Buğday Çeşitlerinin Tarım İşletmelerinde Kullanım Düzeyi ve Geleneksel Çeşitler ile Karşılaştırmalı Ekonomik Analizi-Konya İli Örneği, T.C. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Tarımsal Ekonomik Araştırma Enstitüsü Yayınları, Yayın No: 130, ISBN: 975-407-174-8, Ankara.
2. [2] Tiryaki O., Canhilal R., Horuz S. 2010. Tarım İlaçları Kullanımı ve Riskleri, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 26 (2): 154-169.
3. [3] Kannan V.R., Bastas K.K., Antony R. 2015. Plant Pathogenic Bacteria: An Overview, In Sustainable Approaches to Controlling Plant Pathogenic Bacteria, CRC Press., 16-31.
4. [4] Mansfield J., Genin S., Magori S., Citovsky V., Sriariyanum M., Ronald P., Dow M., Verdier V., Beer S.V., Machado M.A., Toth I., Salmond G., Foster G.D. 2012. Top 10 Plant Pathogenic Bacteria in Molecular Plant Pathology, Molecular Plant Pathology, 13 (6): 614-629.
5. [5] Sarmah A.K., Müller K., Ahmad R. 2004. Fate and Behaviour of Pesticides in the Agroecosystem-A Review with a New Zealand perspective, Soil Research, 42 (2): 125-154.
6. [6] Talebi K., Hosseininaveh V., Ghadamyari M. 2011. Ecological Impacts of Pesticides in Agricultural Ecosystem, In Pesticides in the Modern World-Risks and Benefits. InTech. 143-168.
7. [7] Topal S. 2011. Allelokimyasalların Herbisit Etkileri, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, (25): 23-26.
8. [8] Erdoğan P., Toros S. 2005. Melia azaderach L. (Meliaceae) Ekstraktlarının Patates Böceği [Leptinotarsa decemlineata Say (Col.:Chrysomelidae)] Larvalarının Gelişimi Üzerine Etkisi, Bitki Koruma Bülteni, 45 (1-4): 99-118.

9. [9] Nurhayati T., Roliadi H., Bermawie N. 2005. Production of Mangium (Acacia mangium) Wood Vinegar and Its Utilization, Journal of Forestry Research, 2 (1):13-25.
10. [10] Tiilikkala K., Fagernäs L., Tiilikkala J. 2010. History and Use of Wood Pyrolysis Liquids as Biocide and Plant Protection Product, The Open Agriculture Journal, 4 (1): 111-118.
11. [11] Mu J., Uehara T., Furuno T. 2003. Effect of Bamboo Vinegar on Regulation of Germination and Radicle Growth of Seed Plants, Journal of Wood Science, 49 (3): 262-270.
12. [12] Kim D.H., Seo H.E., Lee S., Lee K. 2008. Effects of Wood Vinegar Mixted with Insecticides on the Mortalities of Nilaparvata lugens and Laodelphax striatellus (Homoptera: Delphacidae), Animal Cells and Systems, 12 (1): 47-52.
13. [13] Chalermsan Y., Peerapan S. 2009. Wood vinegar: By-product from Rural Charcoal Kiln and Its Role in Plant Protection, Asian Journal of Food and Agro--Industry, 189-195.
14. [14] Eric W., Chan C., Fong C.H., Kang K.X., Chong H.H. 2012. Potent Antibacterial Activity of Wood Vinegar from Matang mangroves, Malaysia. ISME/GLOMIS Electronic Journal, 10 (4): 10-12.
15. [15] Koç, İ. 2017. Buğday Agro-Ekosistemlerinde Pestisitlerin ve Odun Sirkesinin Bazı Etkilerinin Tespiti Üzerine Bir Araştırma. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora tezi, 253 s. Van.
16. [16] Chukeatirote E., Jenjai N. 2018. Antimicrobial Activity of Wood Vinegar from Dimocarpus longan, EnvironmentAsia, 11 (3).
17. [17] De Souza Araújo E., Pimenta A.S., Feijó F.M.C., Castro R.V.O., Fasciotti M., Monteiro T.V.C., De Lima K.M.G. 2018. Antibacterial and Antifungal Activities of Pyroligneous Acid from Wood of Eucalyptus urograndis and Mimosa tenuiflora, Journal of Applied Microbiology, 124 (1): 85-96.
18. [18] Duan X., Wang H., Liu Z., Feng C., Cui Y. 2016. Antibacterial Activities of Wood Vinegar from Agricultural and Forestry Wastes Dry Distillation Products, Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 29 (2): 425-429.
19. [19] Yang J.F., Yang C.H., Liang M.T., Gao Z.J., Wu Y.W., Chuang L.Y. 2016. Chemical Composition, Antioxidant, and Antibacterial Activity of Wood Vinegar from Litchi chinensis, Molecules, 21 (9): 1-10.
20. [20] Mao Q., Zhao Z., Ma X., Li K. 2010. Preparation, Toxicity and Components for Bitter Almond Shell Wood Vinegar, Nongye Jixie Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery, 41 (2): 164-170.
21. [21] Baimark Y., Niamsa Y. 2009. Study on Wood Vinegars for Use as Coagulating and Antifungal Agents on the Production of Natural Rubber Sheets, Biomass and Bioenergy, 33: 994-998.
22. [22] Namlı A., Akça M.O., Turgay E.B., Soba M.R. 2014. Odun Sirkesinin Tarımsal Kullanım Potansiyelinin Araştırılması, Toprak Su Dergisi, 3 (1): 44-52.
23. [23] Shi Z.Y. 2003. The Effects of Wood Vinegar on Soil Microorganisms and Growth of Vegetable Seedlings. China Agricultural University (People's Republic of China), Master thesis, China.
24. [24] Balouiri M., Sadiki M., Ibnsouda S.K. 2016. Methods for In Vitro Evaluating Antimicrobial Activity: A review, Journal of Pharmaceutical Analysis, 6 (2): 71-79.
25. [25] Anonim, 2019. Mcfarland standard For in vitro use only Dalyn Biologicals. Catalogue No. TM50-TM60 http://www.dalynn.com/dyn/ck_assets/files/tech/TM53.pdf, (Erişim tarihi: 10 Mayıs 2019).
26. [26] Reller L.B., Weinstein M., Jorgensen J.H., Ferraro M.J. 2009. Antimicrobial Susceptibility Testing: A Review of General Principles and Contemporary Practices, Clinical Infectious Diseases, 49 (11): 1749-1755.
27. [27] Mendeş M. 2012. Uygulamalı Bilimler İçin İstatistik ve Araştırma Yöntemleri, Kriter Yayınevi, 664s. Çanakkale.
28. [28] Yiğit S., Mendeş M. 2018. Which Effect Size Measure is Appropriate for One-Way and Two-Way Anova Models? A Monte Carlo Simulation Study, Revstat-Statistical Journal, 295-313.
29. [29] Koç İ., Yardım, E.N., Yıldız, Ş. 2017. İn Vitro Şartlarında Küf Etmenlerine Karşı Tavuk Gübresinden Elde Edilmiş Odun Sirkesinin Antifungal Etkisi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 27 (4): 516-520.
30. [30] Koç İ., Yardım, E.N., Çelik, A., Mendeş, M., Mirtagioğlu, H., Namlı, A. 2018. Fındık Kabuklarından Elde Edilmiş Odun Sirkesi’nin In-Vitro Şartlarında Küf Etmenlerine Karşı Antifungal Etkisinin Belirlenmesi, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7 (2): 296-300.