Determination of in vitro Biocontrol Potentials of Antagonist Bacterial Isolates against Walnut Blight Disease Agent Xanthomonas arboricola pv. juglandis

Öz

Walnut blight disease, caused by Xanthomonas arboricola pv. juglandis (Xaj), is one of the most important and common bacterial disease which effects production of walnut (Juglans regia L.) plants. The bacterial disease is led to economic losses significantly in juglans growth fields of Turkey. Typical symptoms occur on all succulent tissues including shoots, leaves, rachis, petioles, buds, female flowers, catkins and nuts. Infection begin as translucent water-soaked areas which develop into brown to blackish greasy necrotic areas. Lesions, which are often surrounded by a yellow-green halo, are initially circular but often expand into angular spots. Management of the pathogen is suggested the cultural methods and using copper compounds. Recently, controlling bacterial diseases the eco-friendly biological control studies are increased to control bacterial diseases. In this study, isolation and identification of disease agent Xaj from infected plants and antagonistic potentials of candidate bacterial antagonist biological control agent were investigated for their ability to suppress bacterial growth in vitro conditions. Bacterial disease agents were isolated and identified according to morphological and biochemical methods. Using selective nutrient media, total of 109 candidate antagonist bacterial isolates were isolated from different healthy walnut plant leaves and investigated for their ability to suppress bacterial growth in vitro conditions by dual culture test. From this test, eighty-one bacterial isolates were found to produce inhibition zones a varying size (range of 3.44-30.00 mm). Among the 80 isolates, thirty-seven isolates were able to suppress the bacterial growth completely. According to preliminary results of the significant suppression in the bacterial growth caused by antagonist bacteria, bacterial isolates could be used as possible biocontrol agent against walnut bacterial blight disease. Further studies should be conducted on identification and determination of mode of actions and in vivo activities of the most efficient bacterial isolates against disease agent.

Anahtar Kelimeler

• Juglans regia
• Xanthomonas arboricola pv. juglandis
• Walnut bacterial blight disease
• Biological control
• Antagonist

Ceviz Bakteriyel Yanıklık Etmeni Xanthomonas arboricola pv. juglandis’e Karşı Antagonist Bakteriyel İzolatların in vitro Koşullarda Biyokontrol Etkinliklerinin Belirlenmesi

Öz

Xanthomonas arboricola pv. juglandis’in neden olduğu ceviz yanıklık hastalığı, cevizin (Juglans regia L.) üretimini etkileyen en önemli ve yaygın bakteriyel hastalıklardan biridir. Hastalık etmeni ülkemiz ceviz üretim alanlarında ciddi ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Tipik simptomlar sürgün, yaprak, dişi çiçek, tomurcuk ve meyve gibi tüm sulu dokularda görülür. Enfeksiyon başlangıçta su emmiş leke şeklindeyken zamanla bu lekeler kahverengi-siyah nekrotik alanlara dönüşür. Başlangıçta sarı-yeşil bir hale ile çevrelenmiş dairesel lezyonlar genellikle noktasal olarak genişler. Hastalık etmeni ile mücadelede kültürel önlemler ve bakırlı preparatlar önerilmektedir. Son yıllarda, bakteriyel hastalık etmenlerinin kontrolünde çevreye dost biyolojik mücadele üzerine çalışmalar artmıştır. Bu çalışmada; enfekteli bitkilerden Xanthomonas arbaricola pv. juglandis‘in izolasyonu ve tanılanması ve potansiyel aday bakteriyel antagonistlerin in vitro koşullarda bakteriyel büyümeyi baskılayabilme yetenekleri ve antagonistik potansiyelleri araştırılmıştır. Kütahya ili ceviz üretim alanlarına yapılan surveyler ile hastalıklı yaprak; sağlıklı yaprak ve çiçek örnekleri toplanmıştır. Hastalıklı yapraklardan patojen bakteri izolatı; sağlıklı çiçek ve yapraklarda antagonist bakteri izolatı elde edilmiştir. Bakteriyel hastalık etmeni izole edilmiş ve morfolojik ve biyokimyasal testlerle tanılanmıştır. Sağlıklı ceviz yapraklarından seçici besi ortamları kullanılarak izole edilen 109 adet aday antagonist bakteri izolatları ile in vitro koşullarda ikili kültür testi yapılarak Xanthomonas arbaricola pv. juglandis’i baskılama yetenekleri araştırılmıştır. Bu test sonucunda, 80 adet izolatın farklı boyutlarda (3.44-30.00 mm) engelleme alanı oluşturduğu, 37 adet izolatın ise gelişimini tamamen baskıladığı tespit edilmiştir. Yapılan çalışmada antagonist bakterilerin Xanthomonas arboricola pv. juglandis gelişimini önemli oranda engellemiş olması, antagonist izolatların biyolojik mücadelede kullanılabilirliğini göstermiştir. Hastalık etmenine karşı etkili bakteriyel izolatların tanılanması ve in vivo çalışmalarla etkinliğinin belirlenmesine yönelik çalışmalar yapılmalıdır.

Anahtar Kelimeler

• Juglans regia
• Xanthomonas arboricola pv. juglandis
• Ceviz Bakteriyel Yanıklık Hastalığı
• Biyolojik Mücadele
• Antagonist,

Teşekkür

Araş.Gör. Dr. Cansu ÖKSEL

Kaynakça

1. Anonim (2017 a). Ceviz Hakkında. http://ceviz.ksu.edu.tr.(erişim tarihi,10.03.2017)
2. Anonim (2017 b). Ceviz Bakteriyel Yanıklığı. https://bku.tarim.gov.tr/Zararlı/KayakDetay/808 .(erişim tarihi, 16.03.2017)
3. Bozkurt, A., Soylu, S. (2019). Elma kök uru hastalığı etmeni Rhizobium radiobacter’ e karşı epifit ve endofit bakteri izolatlarının antagonistik potansiyellerinin belirlenmesi. Journal of Tekirdağ Agricultural Faculty. 16(3):348-361.
4. Cameron, A., and Sarojini, V. (2014). Pseudomonas syringae pv. actinidiae: Chemical control, resistance mechanisms and possible alternatives. Plant Pathol. 63:1-11.
5. Çetinkaya-Yıldız, R. (2007). Domates bakteriyel solgunluk hastalığı etmeni (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis)’ nin tanılanması ve bitki büyüme düzenleyici rizobakterler ile biyolojik mücadele olanaklarının araştırılması. (Doktora Tezi), Fen Bilimleri Enstitüsü, Çukurova Üniversitesi Bitki Koruma Anabilim Dalı
6. FAO (2021). www.fao.org. Dünyada 2019 Yılındaki Ceviz Üretimi.(erişim tarihi,01.02.2021)
7. Horuz, S. (2014). Karpuzda bakteriyel meyve lekesi hastalığı etmeni Acidovorax citrulli’nin tanısı, moleküler karakterizasyonu ve bakteriyel antagonistlerle biyolojik mücadele. Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora tezi, sayfa 117.
8. Kennelly, M. M., Cazorla, F. M., De Vicente, A., Ramos, C., and Sundin, G. W. 2007. Pseudomonas syringae diseases of fruit trees: Progress toward understanding and control. Plant Dis. 91:4-17.

9. Klement, Z., Mavridis, A., Rudolph, K., Vidaver, A. (1990). Inoculation of plant tissue. In:Methods in Phytobacteriology. Edts:Klement, Z., Rudolph, K., and Sands, D. C., 99.
10. Krishnamurthy, K., Gnanamanichkam, S. S. (1998). Biological control of rice blast by Pseudomonas flourescens strain Pf-14: evaluation of a marker gene and formulations. Biological Control. 13:158-165.
11. Kurt S, Soylu E M, Soylu S (2003). First report of downy leaf spot of walnuts caused by Microstroma juglandis in Turkey. Plant Pathology, 52:409.
12. Lelliot, R.A., Sted, D.E. (1987). Methods for the diagnosis of bacterial diseases of plants. Blackwell Scientific Publications, Oxford, England. 216 pp.
13. McGuire, R. G., Jones, J. B., Sasser, M. (1986). Tween media for semiselective isolation of Xanthomonas campestris pv. vesicatoria from soil and plant material. Plant Disease 70:887-891.
14. Mirik, M. (2005). Biberde bakteriyel leke etmeni Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria’nın tanılanması ve bitki büyüme düzenleyici rizobakteriler ile biyolojik mücadele olanakları. (Doktora Tezi) Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
15. Öksel C, Mirik M (2015). Zeytin dal kanseri etmeni Pseudomonas savastanoi pv savastanoi’ye karşı in vitro koşullarda farklı bitkilerin uçucu yağlarının etkisi. Bitki Koruma Bülteni 55: 265-275.
16. Özaktan H, Uslu A, Erdal M, Akköprü A (2007). Determination of bacterial diseases on peach in Aegean and on walnut Western Anatolian Regions of Turkey. Diagnostic and Monitoring of Bacterial Disease of Stone Fruits and Nuts. Joined meeting of WG 1 and 2 of COAST Action 873, Angers, France:23.
17. Özaktan H, Erdal M, Akkopru, A, Aslan E. (2012).Biological control of bacterial blight of walnut by antagonistic bacteria. Journal of Plant Pathology, 94: 54-56.
18. Sands D. C. (1990), Physiologial criteria-determinative tests. Methods in phytobacteriaology, 133-143.
19. Schaad, N. W., Jones, J. B. and Chun, W. (2001). Laboratory guide for identification of plant pathogenic bacteria.350 pp
20. Shen, Y. M., Huang, T. C., Chao, C. H., Liu, H. L. (2013). First report of bacterial spot caused by Xanthomonas arboricola pv. pruni on Japanese plum in Taiwan. Plant Dis. 97:835.
21. Tezcan H (2005). Bazı önemli ceviz hastalıkları ve bunlara karşı bir entegre mücadele (IPM) Yaklaşımı. Bahçe Dergisi, 34:187-192.
22. Umarusman, M. A, Aysan, Y., Özgüven, M. (2019). Farklı bitki ekstraktlarının bezelye bakteriyel yaprak yanıklığına (Pseudomonas syringae pv. pisi) antibakteriyel etkilerinin araştırılması. Journal of Tekirdağ Agricultural Faculty. 16(3): 297-314.
23. Van Der Zwet, T. (1986). Identification, symptomatology, and epidemiology of fire blight on Le Conte pear in the Nile Delta of Egypt. Plant Dis., 72:230-234.
24. Vauterin, L., Rademaker, J., and Swings, J. (2000). Synopsis on the taxonomy of the genus Xanthomonas. Phytopathology 90:677-682.