Investigation of the antagonistıc effects of tomato rhizosphere fungi against Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici, the causal agent of tomato wilt disease

Öz

In this research on the biological control of tomato wilt disease caused by Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici (FOL), a total of 29 candidate fungal antagonists were isolated from tomato rhizospheres. All of the tested Aspergillus and Penicillum species inhibited the in vitro mycelial growth of FOL but at different levels. While all these fungi produced inhibition zones on PDA medium, some of them preceded with their volatile and non-volatile antibiotics or mycelial competition. Trichoderma species, which were isolated at low frequency, exhibited a suppressive effect on the mycelial growth rate of FOL via volatile and non-volatile antibiotic production in vitro. In addition, Aspergillus flavus, Penicillium griseofulvum and Trichoderma aggressivum inoculation inhibited disease incidence in plants by 26.3%, 31.6% and 21.1%, respectively. However, T. brevicompactum was the most effective fungus; it reduced the incidence of disease by 78.9%.

Anahtar Kelimeler

• Fusarium oxysporum
• Rhizosphere fungi
• Antagonism

Domates rizosferindeki fungusların domatesteki solgunluk etmeni Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici’ye karşı antagonistik etkilerinin araştırılması

Öz

Domateste Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici (FOL)’nin hastalık oluşturmasını engellemeye yönelik olarak yürütülen bu çalışmada, domates rizosferinden 29 fungus türü izole edilmiştir. Aspergillus ve Penicillium türlerinin hepsi in vitro’da FOL’ün miseliyal gelişmesini değişen oranlarda engellemişlerdir. Bu fungusların hepsi PDA besi yerinde inhibisyon zonu oluştururken bazıları miseliyal gelişmeyi engelleyici, bazıları da uçucu ve uçucu olmayan antibiyotik etkileriyle ön plana çıkmıştır. Trichoderma türleri çok düşük oranda elde edilmiş olmasına rağmen, in vitro’da miseliyal gelişme hızı, uçucu ve uçucu olmayan antibiyotik üretimleriyle FOL’ü baskılama özelliği göstermişlerdir. FOL’ün domates bitkilerinde hastalık oluşturmasını A. flavus, P. griseofulvum ve T. aggressivum sırasıyla %26.3, 31.6 ve 21.1 oranlarında engellemişlerdir. Hastalık oluşumunu en iyi engelleyen fungus %78.9 etki oranıyla T. brevicompactum olmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Fusarium oxysporum
• Rizosfer fungusları
• Antagonizm
• Rhizosphere fungi
• Antagonism

Kaynakça

1. Alwathnani A. & K. Perveen, 2011. Biological Control Of Fusarium Wilt Of Tomato By Antagonist Fungi And Cyanobacteria. African Journal of Biotechnology, Vol. 11(5), pp. 1100-1105.
2. Barnett H.L. & B.B. Hunter, 1972. Illustrated Genera of Imperfect Fungi. Burges Publishing Company, Minnesota, 241 p.
3. Boosalis M.G., 1964. Hyperparasitism. Annual Review of Phytopathology. Vol.:2 Pages: 363-376.
4. Chandrashekar M.A., K. Soumya & N.S. Raju, 2014. Diversity Fungal of Rhizosphere Soils in Different Agricultural fields of Nanjangud Taluk of Mysore District, Karnataka, India. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 3(5): 559-566.
5. Demir S. & E. Onoğur, 1999. Bitkilerde Vesiküler-Arbüsküler Mikoriza Oluşumunun Bitki Besleme ve Bitki Korumadaki Önemi. Anadolu Dergisi, 9(2): 12-32.
6. Doğan K., S. Bozkurt & N. Agca, 2019. The effect of calcium (Ca+2) applications on R/S values in tomato and pepper rhizosfer soils. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 24 (Özel Sayı):290-300.
7. Domsch K.H., W. Gams & T. Anderson, 1980. Compendium of Soil Fungi. Academic Press, London, 859 p.
8. Doyle J.J., & J.L. Doyle, 1990. A rapid total DNA preparation procedure for fresh plant tissue. Focus, 12:13-15.

9. El-Sharkawy H.A.H., S.M. Abbas, S.A. Soliman, S.A. Ibrahim & A.I.I. El-Nady, 2021. Synergistic effect of growth-promoting microorganisms on bio-control of Fusarium oxysporum f. sp. pisi, growth, yield, physiological and anatomical characteristics of pea plants. Cilt 178.
10. Emmanuel C.E.S., S.M. Angelina, R. Debbarma & H. Mochahary, 2019. Antagonistic Effect of Aspergillus and Penicillium Against Wilt Disease of Tomato by Fusarium Oxysporum. International Journal of Pharmacy and Biological Sciences, Page:51-58.
11. Erdevil A.Z., 2020. Patateslerde Kök Boğazı Nekrozu ve Siyah Siğil Hastalığı (Rhizoctonia Solani)’nın Kimyasal ve Biyolojik Yollarla Mücadele Olanaklarının Araştırılması. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma anabilim dalı Yüksek lisans tezi, 85 s.
12. Erkılıç A., 1988. Limon Ağaçlarındaki Mikroorganizmalar ve Uçkurutan Hastalığı (Phoma Tracheiphila Kanc. Et Ghik.) Arasındaki Antagonistik İlişkilerin Araştırılması. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim dalı Doktora tezi. S:159.
13. Gülser E., Ş. Tüfenkçi & S. Demir, 2014. Domateste Potasyum, Salisilik Asit ve Humik Asit Uygulamalarının Fide Çıkışı ve Fusarium Solgunluğuna (Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici) Etkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 24(1):16-22.
14. Güven B., 2007. Yerfıstığı ve Biberde Gövde Çürüklüğü (Sclerotium rolfsii Sacc.) Hastalığına Karşı Bazı Bitki Materyalleri ve Abiyotik Uyarıcılarının Etkilerinin Araştırılması. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi. 38
15. Hirano Y. & T. Arie, 2006. PCR-based differentiation of Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici and radicis –lycopersici and races of Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici. Journal of General Plant Pathology, 72:273–283.
16. Kuc J., 1987. Immunization and its applicability for disease control. in: "Innovative approaches to plant disease control". John Willey and Sons, New York 255-274pp.
17. Moka S., N. Singh & S.D. Buttar, 2021. Identification of potential native chitinase-producing Trichoderma spp. and its efficacy against damping-off in onion. European Journal of Plant Pathology, 161:289-300.
18. Monaco C., G. Dal Bello, M.C. Rollan, L. Ronco, G. Lampugnani, N. Arteta, C. Abramoff, A. Aprea, S. Larran & M. Stocco, 2009. Biological Control of Botrytis cinerea on Tomato Using Naturally Occurring Fungal Antagonists. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 42:8, 729- 737.
19. Nejat N., K. Sijam S., N.A. Abdullah, G. Vadamalai & M. Dickinson, 2009. Molecular characterization of a phytoplasma associated with Coconut Yellow Decline in Malaysia. American Journal of Applied Sciences, 6(7):1331-1340.
20. Nurbailis N., W. Winarto & A. Panko, 2015. Screening for Antagonistic Fungi Indigenous to Ginger Rhizosphere and Evaluation of Their Inhibitory Effect on the Growth of Fusarium oxysporum f. sp. zingiberi. Jurnal Fitopatologi Indonesia, 11(1): 9.
21. Ojha S., M. Chakraborty & N.C. Chatterjee, 2012. Influence of salicylic acid and Glomus fasciculatum on fusarial wilt of tomato and brinjal. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 45(13): 1599-1609.
22. Oskay F., 2007. Çankırı (Eldivan) Karaçam Orman topraklarında saptanan bazı mikrofungusların in vitro koşullarda antagonistik etkileşimlerinin belirlenmesi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim dalı, Yüksek lisans tezi, 100s.
23. Özgönen H., M. Biçici & A. Erkılıç, 2001. The Effect of Salicyclic Acid and Endomycorrhizal Fungus Glomus etunicatum on Plant Development of Tomatoes Fusarium Wilt Caused by Fusarium oxysporum f.sp. lycorpersici. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 25:25-29.
24. Özgönen H., S. Kazaz & G. Bilge, 2010. Kala (Zandeteschia aethiopica)’da Rizom Kökenli Fungal Hastalıklar ve Bunlar Üzerinde Faydalı Fungus, Trichoderma harzianum’un Etkilerinin Belirlenmesi, IV.Süs Bitkileri Kongresi Bildirileri, Mersin. 144-151 s.
25. Pinto R., M. Delvella, R. Orlando, C. Arana, C. Enrique, C. Ayala, E. Emilio, M. Cogollo, B. Jose & R. Tordeciila, 2021. Trichoderma spp. vascular wilt biocontroller (Fusarium spp.) of eggplant in the Colombian Caribbean. Biotechonologia en el Sector Agropecuario Agroindistrial Rev. Bio. Agro, 19.
26. Puhur F.B., 2020. Adana İli Domates Yetiştiriciliğinde Fusarium Solgunluğu’nun Yaygınlığının Belirlenmesi ve Mücadele Olanaklarının Araştırılması. Ç.Ü Fen Bil. Enst. Bitki Koruma Anabilim Dalı, Türkiye, Yüksek lisans tezi, 61s.
27. Raupach G.S. & J.W. Kloepper, 2000. Biocontrol of cucumber diseases in the field by plant growth promoting rhizobacteria with and without methyl bromide fumigation. Plant Disease, 84: 1073-1075. 435.
28. Rowe R.C. & J.D. Farley, 1981. Strategies for controling Fusarium crown and root in greenhouse tomatoes. Plant Disease, 65:107-111.
29. Shinkafi S.A. & M.A. Gobir, 2018. Isolation and identification of Rhizosphere Mycoflora of Lycopersicum esculentum (tomato). Advances in Plants & Agriculture Research,8(6): 512‒515.
30. Sutton B.C., 1973. Coelomycetes. In ‘The Fungi. IV A, A Imperfecti’. Pp. 513-582, Akademic Press, London, 621p. Tapwal A., A. Tyagi, G. Thakur & S. Chandra, 2015. In vıtro Evaluatıon Of Trıchoderma Specıes Agaınst Seed Borne Pathogens. International Journal of Chemical and Biochemical Sciences, 1: 14-19.
31. Thalenko H.M., Borzykh O.I., Horal S.V., Barvas-Hremiakova K.M., Janse L.A., 2020. Screenıng New Trıchoderma Isolates For Antagonıstıc Actıvıty Agaınst Several Phytopathogenıc Fungı, Includıng Fusarıum Spp. Agricultural Science and Practice, Vol. 7, No. 3.
32. Uslu E. & M. Yıldız, 1995. Domateslerde Kahverengi Kök Çürüklüğü (Pyrenochaeta lycopersici (Schneider und Gerlach) ve Patlıcangiller Solgunluğu (Colletotrichum coccodes (Wallr.) (Hughes) Hastalıklarının Gelişimini Etkileyen Bazı Faktörler Üzerinde Çalışmalar. Türkiye VII. Fitopatoloji Kongresi 26-29 Eylül, Ç. Ü. Ziraat Fakültesi Bitki Koruma Bölümü, 555 (53-56), Adana.
33. Vega N.W.O., 2007. A rewiew on benifical effects of rhizosphere bacteria on soil nutrient availability and plant nutrient uptake. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellin. 60 (1):3621-3643.
34. Wegrzyn E. & K. Gorzynska, 2019. Influence of the fungal hyperparasite Trichoderma harzianum on the growth of Epichloe¨ typhina, an agent of choke disease in grasses. Journal of Plant Diseases and Protection, 126:39-45.
35. White T.J., T. Bruns, S. Lee & J. Taylor, 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: Innis MA, Gelfand DH, Snisky JJ, White TJ, eds. PCR protocols: a guide to methods and applications. San Diego: Academic Press, 315–322.
36. Yücel S., 1989. Domates Fusarium solgunluğuna (Fusarium oxysporum Schlecht. f.sp. lycopersici (Sacc.) Snyd. and Hans) karşı biyolojik kontrolde antagonistlerin ve toprak solarizasyon uygulamasının karşılıklı etkileşimlerinden yararlanma olanakları üzerinde araştırmalar. Adana Zir. Müc. Araş. Enst. Müd. Araştırma Yayınları Serisi Yayın No: 64, Adana, 108 s.
37. Yücel S., 1994. Akdeniz Bölgesi Örtü Altı Sebze Alanlarında Görülen Fungal Hastalıklar. Bitki Koruma Bülteni, Cilt 34 (1-2); 23-34 s.
38. Yıldız A. & T. Döken, 2001. Aydın ili Domates Ekim Alanlarında Saptanan Fusarium spp.ve Bazı Domates Çeşitlerinin Bu Etmenlere Karşı Reaksiyonlarının Belirlenmesi Üzerinde Çalışmalar. Türkiye IX. Fitopatoloji Kong. 3-8 Eylül, Trakya Üniversitesi Rektörlüğü Yayınları No: 45 (364-371).