Farklı bitki dokularından izole edilen bakterilerin bazı bitki patojeni funguslara karşı in vitro antifungal etkinlikleri ve mekanizmalarının belirlenmesi
Determination of antifungal activities and mechanisms of bacteria isolated from different plants tissues against some fungal disease agents in vitro conditions
Yazar: NURSEL EMDİRME
Danışman: PROF. DR. EMİNE MİNE SOYLU
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada, farklı bölgelerde yetişen kök ve yumrusu tüketilen sağlıklı bitkilerinin farklı kısımlarından epifitik ve endofitik antagonist bakteriyel izolatlar izole edilmiştir. Bakteriyel izolatların tanılanması, Sclerotinia sclerotiorum, Botrytis cinerea ve Geotrichum candidum'un misel gelişiminin engellenmesine yönelik antagonistik etkileri ve bitki büyümesini teşvik edici (PGP) etki mekanizmaları ikili kültür testi kullanılarak in vitro koşullarda belirlenmiştir.
Toplam 47 endofitik ve epifitik bakteri türü izolatı elde edilmiş, MALDI-TOF ile tanılanmış ve her bir fungal patojennin misel büyümesi üzerindeki baskılayıcı etkileri taranmıştır. İkili kültür petrilerinde belirgin engelleme bölgelerinin oluşması, bakteriyel izolatlar tarafından antagonizm benzeri mekanizmanın patojenlerle etkileşimde kullanılan ana mekanizma olduğunu göstermiştir. Bakterilerin üç fungal izolatı için gösterdiği antagonistik etkinlik sonuçlarına göre, endofitik bakteri izolatları, epifitik bakteri izolatlarına kıyasla daha yüksek antagonistik aktiviteler göstermiştir. Antagonistik etkisi bulunan Bacillus spp., Pseudomonas spp. ve Acinetobacter spp. ait izolatlarının büyük çoğunluğu test edildikleri patojenlerinin misel gelişiminin baskılanmasında etkili olmuştur. Bacillus subtilis, Bacillus mojavensis, Bacillus thuringiensis, Acinetobacter tandoii, Pseudomonas chloropsis, Pseudomonas brassicacearum ve Pseudomonas koreensis fungal etmenlerin misel gelişimini % 75'in üzerinde baskılamak suretiyle en etkili bakteriyel antagonist bakteri türleri olarak belirlenmiştir. Etkili bakteriyel izolatlar tarafından gösterilen antagonistik ve bitki büyümesini teşvik eden mekanizmalar belirlenmiştir. Siderofor, proteaz, hidrojen siyanür (HCN), amonyak (NH3) üretimi bu izolatlar tarafından gösterilen ana "antagonistik" mekanizmalar olarak belirlenmiştir. Bacillus subtilis izolatları fungal etmen S. sclerotiorum'un,  Pseudomonas choloraphis, Bacillus subtilis, Acinetobacter tandoii ve Bacillus mojavensis izolatları ise B. cinereae'nin engelleme bölgesine yakın miseller üzerinde önemli düzeylerde morfolojik değişikliklere (pıhtılaşma, kararma ve erime gibi) neden olmuştur. Aynı zamanda, indol asetik asit (IAA) üretimi ve fosfor'u çözme etkinliği bakteriyel izolatların "bitki büyümesini teşvik eden" mekanizmaları olarak belirlenmiştir.
Elde edilen sonuçlar, etkili antagonist bakteri izolatlarının kök ve yumrusu tüketilen bitkilerin fungal patojenlerine karşı gerek biyo-kontrol ajanları gerekse biyogübre olarak mükemmel bir uygulama potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Bakteriyel türlerde antagonsitik etkinlik ve etki şekli farklılıkları tespit edildiğinden, bu izolatların fungal hastalıklara karşı karışım olarak kullanımı kimyasal mücadeleye alternatif olarak ümit verici olabilir

Abstract:
In this study, epiphytic and endophytic antagonist bacterial isolates were isolated from different parts of healthy root and tuber plants growing in the different regions. Identification, antagonistic activities of these bacterial isolates were tested for in vitro antagonism towards mycelial growth of Sclerotinia sclerotiorum, Botrytis cinerea and Geotrichum candidum by using dual culture test and their antagonistic and plant growth promoting (PGP) mechanisms in vitro conditions. 
A total of 47 endophytic and epiphytic bacterial species were isolated, identified by MALDI-TOF and screened their suppressive effect on mycelial growth of each fungal disease agents. The evident zone of inhibition seen in dual culture plates suggested antibiosis-like antagonisms as the main mechanisms used by these bacterial isolates in interaction with the pathogens. According to results of antagonistic efficiencies for three fungal isolates, endophytic bacterial isolates showed higher antagonistic activities in comparison to epiphytic bacterial isolates. Majority of the antagonistic isolates of Bacillus spp., Pseudomonas spp, and Acinetobacter spp were effective in the suppression of mycelial growth of test pathogens. Isolates of Bacillus subtilis, Bacillus mojavensis, Bacillus thuringiensis, Acinetobacter tandoii, Pseudomonas chloropsis, Pseudomonas brassicacearum and Pseudomonas koreensis were determined as the most efficient bacterial antagonist demonstrating over 75% mycelial inhibition of fungal pathogens tested.  Major mechanisms of "antibiosis" and "plant growth promoting" activities shown by most efficient bacterial isolates were also determined. Production of siderofore, protease, hydrogen cyanide (HCN), ammonia (NH3) were the main "antagonistic" mechanisms displayed by these isolates. Bacterial isolates of Bacillus spp. caused considerably morphological changes (such as vacuolation, shriveling, swelling and lysis) in fungal hyphae of S. sclerotiorum and B. cinereae close to inhibition zone. Production of indole acetic acid (IAA) and solubilisation of phosphate were also determined as "plant growth promoting" mechanisms displayed by the most efficient bacterial isolates. 
These results suggest that use of the most efficient antagonist bacterial isolates to combat plant diseases of root and tuber plants have an excellent potential to be used as both bio-control agents and biofertiliser against fungal disease agents of root and tuber plants. Since differences in efficiency and mode of action determined in bacterial species, mixture of these isolates may be promising alternative to chemical pesticides