Evaluation of the biological control of bacterial blight with [Xanthomonas arboricola pv. corylina (Miller et al.) Vauterin et al.] in hazelnut plantations by using bacterial biocontrol agents

Öz

Xanthomonas arboricola pv. corylina [(Miller et al.) Vauterin et al.], causal agent of the bacterial blight of hazelnut, causes significant losses in the cultivation of hazelnuts in Türkiye and abroad. The cultural measures and the chemical control methods against this pathogen are insufficient. In this study, 314 different bacterial strains were tested for their potential antibacterial activity against the pathogen in Petri dish experiments, and 47 strains were found to be effective. The most effective five bacterial strains were further tested against the growth of the pathogen in broth medium. Bacillus sp. K-15b, Bacillus megaterium KBA-10, Bacillus cereus K-15d and Bacillus cereus K-3a strains showed high antibacterial activity against the disease agent. The level of suppression of the disease caused by these strains was also evaluated on two year old hazelnut saplings. These bacterial strains reduced the disease occurrence caused by the pathogen by 73.3%, 73.3%, 80% and 80%, respectively.

Anahtar Kelimeler

• Bacillus sp.
• biological control
• hazelnut
• bacterial blight
• Xanthomonas arboricola pv. corylina

Fındık bakteriyel yanıklık hastalığının [Xanthomonas arboricola pv. corylina (Miller et al.) Vauterin et al.] bakteriyel biyoajanlar kullanılarak mücadele imkânlarının araştırılması

Öz

Fındık bakteriyel yanıklık hastalığına neden Xanthomonas arboricola pv. corylina [(Miller et al.) Vauterin et al.] Dünyada olduğu gibi Türkiye’de de fındık yetiştiriciliğinde önemli kayıplara neden olmaktadır. Bu patojene karşı; yapılan kültürel önlemler ve kimyasal mücadele yöntemleri yetersizdir. Bu çalışmada; patojene karşı antibakteriyel aktivitesi için test edilen toplam 314 potansiyel biyoajan bakteri izolatının 47’sinin Petri denemelerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. En etkili 5 biyoajan bakteri izolatı sıvı besi ortamında patojen bakteri izolatının gelişimine etkisinin belirlenmesi için test edilmiştir. Bacillus sp. K-15b, Bacillus megaterium KBA-10, Bacillus cereus K-3a ve Bacillus cereus K-15d izolatları hastalık gelişimine etkisi için test edilmiştir. Bakteri izolatları sırası ile %73.3, %73.3, %80 ve %80 oranında patojenden kaynaklı zararı engellediği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Bacillus sp.
• bakteriyel yanıklık hastalığı
• biyolojik mücadele
• fındık
• Xanthomonas arboricola pv. corylina

Kaynakça

1. Akın M., 2012. Türk fıdık çeşitlerinin (Corylus avellana L.) bakteriyel yanıklık hastalığına (Xanthomonas arboricola pv. corylina) karşı tolerans telirlenmesi. Yüksek lisans tezi, Ordu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ordu. 38 s.
2. Aktaş S. & R. Kotan, 2015. Domates öz nekrozuna neden olan tmenlere karşı PGPR ve biyojan bakterileri kullanılarak kontrollü koşularında biyolojik mücadele imkanlarının araştırılması. Türkiye Biyolojik Mücadele Dergisi, 7(2): 89-110.
3. Alay K., N. Altınyay, Ö. Hancıoğlu, F. Dündar & A. Ünal, 1973. Karadeniz Bölgesi fındıklarında dal kurumaları üzerinde araştırmalar. Bitki Koruma Bulteni, 13(4): 202-213.
4. Apet K.T., R.C. Agale, O.S. Thakur & M.R. Tambe, 2018. Efficacy of bioagents and botanicals against Xanthomonas axonopodis pv. punicae causing bacterial blight of pomegranate. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, Special Issue (6): 1905-1909.
5. Bahadou S.A., A. Quijja, A. Karfach, A. Tahiri & R. Lahlali, 2018. New potential bacterial antagonists for the biocontrol of fire blight disease (Erwinia amylovora) in Morocco. Microbial Pathogenesis, 117: 7-15.
6. Bars H.P., 1913. Oregon Experiment Station Biennal Crop Pest and Horticulture Report: A new Filbert disease in Oregon. Oregon.
7. Bora T. & H. Özaktan, 1998. Bitki Hastalıklarıyla Biyolojik Savaş. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, 1. Baskı, İzmir, 183 s.
8. Bouaichi A., R. Benkirane, S. El-Kinany, K. Habbadi, H. Lougraimzi, S. Sadik & E. Achbani, 2019. Potential effect of antagonistic bacteria in the management of olive knot disease caused by Pseudomonas savastanoi pv. savastanoi. Journal Of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 8(4): 1035-1040.

9. Bozkurt İ.A., & S. Soylu, 2019. Elma kök uru hastalığı etmeni Rhizobium radiobacter’e karşı epifit ve endofit bakteri izolatlarının antagonistik potansiyellerinin belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 16: 348-361.
10. Brown M.E., S.K. Burlinghan & M.R. Jackson, 1962. Studies on Azotobacter species in soil: Comparison of media and techniques for counting Azotobacter in soil. Plant and Soil, 17(3): 309-319.
11. Chavan N.P., R. Pandey, N. Nawani, R.K. Nanda, G.D. Tandon, & M.B. Khetmalas, 2016. Biocontrol potential of Actinomycetes against Xanthomonas axonopodis pv. punicae, a causative agent for oily spot disease of pomegranate. Biocontrol Science and Technology, 26(3): 351-372.
12. Cisneros R.C.A., P.M. Sanchez de & F.J.F. Menjicar, 2017. Identification of phosphate solubilizing bacteria in a Andisol of Colombian coffee region. Revista Colombiana de Biotecnologia, 14 (1): 21-28.
13. Duman K., & S. Soylu, 2019. Characterization of plant growth-promoting traits and antagonistic potentials of endophytic bacteria from bean plants against Pseudomonas syringae pv. phaseolicola. Bitki Koruma Bülteni, 59:59-69. EPPO, 2004. EPPO Diagnostic protocols for regulated pests – PM 7/22. Xanthomonas campestris pv. corylina. Bulletin OEPP/EPPO, (34): 155-157. Erdal M., 2011. Batı Anadolu’da ceviz bakteriyel yanıklığı etmeni Xanthomonas arboricola pv. juglandis’in tanısı ve entegre mücadele olanakları üzerine bir araştırma. Doktora tezi, Eğe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir. 115 s. FAO., 2018. FAOSTAT: URL: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC (Erişim tarihi: 12 Şubat 2019).
14. Fürnkranz M., W. Wanek, A. Richter, G. Abell, F. Rasche & A. Sessitsch, 2008. Nitrogen fixation by phyllosphere bacteria associated with higher plants and their colonizing epiphytes of a tropical lowland rainforest of Costa Rica. The ISME Journal, 2: 561–570.
15. Glick B.R., 2012. Plant growth-promoting bacteria: Mechanisms and applications. Scientifica, 2012: 1-15. Jamil S., T. Hui & J. Mingshan, 2017. Bacillus species as versatile weapons for plant pathogens: a review. Biotechnology and Biotechnological Equipment, 31(3): 446-459.
16. Karagöz K. & R. Kotan, 2010. Bitki gelişimini teşvik eden bazı bakterilerin marulun gelişimi ve bakteriyel yaprak lekesi hastalığı üzerine etkileri. Türkiye Biyolojik Mücadele Dergisi, 1(2): 165-179.
17. Karahan A., 2018. Fındıklarda Bakteriyel Yanıklık. Bitki Bakteri Hastalıkları. (Editör: Saygılı H., Y. Aysan, F. Şahin, S. Soylu ve M. Mirik, 2018. Bitki Bakteri Hastalıkları. Toprak Ofset Matbaacılık, Tekirdağ, ISBN: 978-6054-2655-4-1., 211-216.
18. Karahan A., Ş. Altundağ, H. Duran & A.O. Kilinç, 2013. Karadeniz bölgesinde fındık bakteriyel yanıklığı (Xanthomonas arboricola pv. corylina (Miller et al.) Vauterin et al.) hastalığının yaygınlığı üzerine araştırmalar. Bitki Koruma Bülteni, 53(3): 159-174.
19. Kawaguchi A., K. Inoue & Y. Inoue, 2014. Biological control of bacterial spot on peach by nonpathogenic Xanthomonas campestris strains AZ98101 and AZ98106. Journal of General Plant Pathology, 80: 158-163.
20. Khodakaramian G., A. Heydari & G.M. Balestra, 2008. Evaluation of Pseudomonads bacterial isolates in biological control of citrus bacterial canker disease. International Journal of Agricultural Research, 3(4): 268-272.
21. Klement Z. & R.N. Goodman, 1967. The hypersensitive reaction to infection by bakterial plant pathogens. Annual Review of Phytopathology, 5: 17-44.
22. Klement Z., K. Rudolph & D.C. Sands, 1990. Methods in Phytobacteriology. Akademıaı Kiado. Budapest, 547 p. Kotan R. & F. Sahin, 2002. Bitki hastalıkları ile biyolojik mücadelede bakteriyel organizmaların kullanılması. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 31(1): 111-119.
23. Kotan R., 1998. Domates ve biber bakteriyel leke hastalığı ile biyolojik savaşta actigard ve bazı antagonistlerin etkinliği. Yüksek lisans tezi, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dalı, Erzurum. 47 s.
24. Kotan R., 2002. Doğu Anadolu Bölgesi’nde yetiştirilen yumuşak çekirdekli meyve ağaçlarından izole edilen patojen ve saprofitik bakteriyel organizmaların klasik ve moleküler metotlar ile tanısı ve biyolojik mücadele imkânlarının araştırılması. Doktora tezi, Atatürk Üniversitesi, Fem Bilimleri Enstitüsü. Bitki Koruma Anabilim Dalı, Erzurum. 217 s.
25. Kotan R., N. Dikbas & H. Bostan, 2009. Biological control of post harvest disease caused by Aspergillus flavus on stored lemon fruits. African Journal of Biotechnology, 8(1): 209-214.
26. Lamichhane J.R. & L. Varvaro, 2014. Xanthomonas arboricola disease of hazelnut: Current status and future perspectives for its management. Plant Pathology, 63(2): 243-254.
27. Lelliot R.A. & D.E. Stead, 1987. Methods For the Diagnosis of Bacterial Diseases of Plants. Black Well Scientific Puplication, 157 p, Oxford, USA.
28. Li S.B., M. Fang, R.C. Zhou & J. Huang, 2012. Characterization and evaluation of the endophyte Bacillus B014 as a potential biocontrol agent for the control of Xanthomonas axonopodis pv. dieffenbachiae induced blight of anthurium. Biological Control, 63(1): 9-16.
29. Lopes L. P., A.G. Oliveira Jr, J.P. Beranger, C.G. Góis, F.C. Vasconcellos, J.A. San Martin & G. Andrade, 2012. Activity of extracellular compounds of Pseudomonas sp. against Xanthomonas axonopodis in vitro and bacterial leaf blight in eucalyptus. Tropical Plant Pathology, 37(4): 233-238.
30. Miller P.W., P.W. Bollen & J.E. Simmons, 1949. Filbert Bacteriosis and its Control. Oregon Agricultural Experimental Station, 107p, Oregon, USA.
31. Moore L.W., H.B. Lagerstedt & N. Hartmann, 1974. Stress predisposes young filbert trees to bacterial blight. Phytopathology, 64: 1537–1540.
32. Nashwa S.M., 2011. Biological control of common blight of bean (Phaseolus vulgaris) causedby Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli by using the bacterium Rahnella aquatilis. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 40(20): 1966-1975.
33. Ninot A.A., N.C. Moragrega & E. Montesinos, 2002. Evaluation of a reduced copper spraying program to control bacterial blight of walnut. Plant Disease, 86(6): 583-587.
34. Niu, D., J. Xia, C. Jiang, B. Qi, X. Ling, S. Lin & H. Zhao, 2015. Bacillus cereus AR156 primes induced systemic resistance by suppressing miR825/825* and activating defense‐related genes in Arabidopsis. Journal Of Integrative Plant Biology, 58(4): 426–439.
35. Prokic´, A., K. Gasic´, M.M. Ivanovic´, N. Kuzmanovic´, M. Sevic´, J. Pulawska & A. Obradovic, 2012. Xanthomonas arboricola pv. corylina detection and identification methods. Journal of Plant Pathology, 99(1): 127-133.
36. Pulawska J., M. Kaluzna, A. Kolodziejska & P. Sobiczewski, 2010. Identification and characterization of Xanthomonas arboricola pv. corylina causing bacterial blight of hazelnut: a new disease in Poland. Journal of Plant Pathology, 92(3): 803-806.
37. Salah E.K., T. Marimuthu, D. Ladhalakshmi & R. Velazhahan, 2007. Biological control of bacterial blight of cotton caused by Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum with Pseudomonas fluorescens. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 40(4): 291-300.
38. Sands D.C., 1990. Physiological criteria-determinate tests. In: Methods in Phytobacteriology. Ed: Klement, Z.; Rhudolp, K.;Sands, D. C., Academia Kiado, 104p, Budapest, Hungary.
39. Sangiogo M., D.R. Pimentel, R. Moccellin, J.M. Murcia Bermudez, B.C. Obes & A.M. Bittencourt, 2018. Foliar spraying with bacterial biocontrol agents for the control of common bacterial blight of bean. Pesquisa Agropecuaria Brasileira, 53(10): 1101-1108.
40. Sarkar D., F. Hossain, Z. Hasan, F.Z. Zannati, A. Roushan, F. Hasan & B. Sikdar, 2018. PCR amplification and sequencing Of Xanthomonas axonopodis pv. citri in citrus canker and its antagonistic control measures. Journal of Intenational Academic Research For Multidiciplinary, 5(12): 1-15.
41. Savini V., 2016. The Diverse Faces of Bacillus cereus. Academic Press, 159 p, Pescara, Italy. Schaad N.W., J.B. Jones & W. Chun, 2001. Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria 3nd ed. APS Press, St Paul, USA.
42. Silva Vasconcellos, F., A. de Oliveira, L. Lopes-Santos, A. Oliveira Beranger, M. Torres Cely, A. Simionato, J. Pistori, F. Spago, J. de Mello, J. San Martin, C. Jesus Andrade & G. Andrade, 2014. Evaluation of antibiotic activity produced by Pseudomonas aeruginosa LV strain against Xanthomonas arboricola pv. pruni. Agricultural Sciences, 5: 71-76.
43. Ulusal E., & H.M. Aksoy, 2017. Samsun İlinde fındık bakteriyel yanıklık etmeni Xanthomonas arboricola pv. corylina’nın yaygınlık durumunun ve TİP III efektör R genlerinin belirlenmesi. Yüksek lisans tezi, Ondokuz Mayız Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun. 69 s.
44. Vauterin L., B. Hoste, K. Kersters & J. Swings. 1995. Reclassification of Xanthomonas. International Journal of Systematic Bacteriology, 45: 472-489.
45. Yörük B. & M. Mirik, 2018. Ceviz bakteriyel etmeni Xanthomonas arboricola pv. juglandis’ e karşı antagonist bakteriyel izolatların in vitro koşullarda biyokontrol etkinlerinin belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 18(3): 569-577.