Turunçgil ve avokado'da görülen antraknoz hastalık etmeni Colletotrichum karstii'ye karşı antagonist bakteri izolatları ve bitki uçucu yağlarının antifungal etkinliklerinin belirlenmesi
Determination of antifungal efficiencies of antagonist bacterial isolates and plant essential oils against citrus and avocado anthracnose disease agent Colletotrichum karstii
Yazar: KÜBRA GÜLOĞLU
Danışman: PROF. DR. SONER SOYLU
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Avokado = Avocado ; Biyolojik mücadele = Biological control ; Turunçgiller = Citrus fruits ; Uçucu yağlar = Essential oils

Özet:
Colletotrichum karstii Hatay ilinde yetişen turunçgil ve avokado ağaçlarında Antraknoz hastalık etmeni olarak bildirilmiştir. Bu çalışmada, sağlıklı turunçgil ve avokado ağaçlarının yaprak, sürgün, meyve ve köklerinden izole edilen antagonist bakteri izolatları ile tıbbi öneme sahip bitkilerden elde edilen uçucu yağlarının Colletotrichum karstii'ye karşı in vitro antifungal etkinlikleri belirlenmiştir. Yapılan GC-MS analizler sonucunda, carvacrol bileşeni Thymbra spicata var. spicata (Tss) ve Origanum syriacum (Os), thymol bileşeni Thymus serpyllum (Tsy), terpinen-4-ol bileşeni Origanum majorana (Om), trans-anethole bileşeni Foeniculum vulgare (Fv), eucalyptol bileşeni Eucalytus camadulensis (Ec), linalool bileşeni Mentha x piperita f.sp. officinalis var. 'Aura' (Ma), α-pinene bileşeni Ferula communis (Fc), limonene bileşeni ise Lippia citridora (Lc) ve Citrus aurantium (Ca) uçucu yağlarının ana bileşenleri olarak belirlenmiştir. Test edilen uygulamalar arasında Tss, Os, Tsy, Fv, Lc, Ma ve Om uçucu yağları 4.0-20.0 µl/petri dozlarında fungal etmenin misel gelişimini %100 engellemek suretiyle en yüksek antifungal etkinlik gösteren uçucu yağlar olarak belirlenmiştir. Ec ve Ca uçucu yağları diğer yağlara kıyasla nispeten düşük antifungal etkinlik göstermiş (>50 µl/petri dozlarında), Fc ise test edilen tüm dozlarda misel gelişmini engellemede başarılı olamamıştır. 
Sağlıklı ağaçların rizosfer ve endosfer bölgelerinden elde edilen 70 bakteri izolatı arasından seçilmiş 50 izolat MALDI-TOF MS ile teşhis edilmiş ve fungal etmenin misel gelişimini engellenme (antagonizm) potansiyelleri karakterize edilmiştir. In vitro ikili kültür testlerinde, Bacillus mojavensis KGT1ep, Bacillus subtilis KGT2ep, Bacillus amyloliquefaciens KGT12ep, Bacillus atrophaeus KGT7en, Bacillus cereus KGT13enve Pseudomonas chlororaphis KGT10ep izolatları C. karstii'nin misel gelişimini yaklaşık %72-83 oranlarında engelleyen en etkili antagonist bakteri izolatları olarak belirlenmiştir. Test edilen bakteri izolatları siderofor, proteaz, hidrojen siyanür (HCN), amonyak üretiminin yanısıra bitki gelişimini teşvik eden (PGP) indole-3-asetik asit (IAA), fosfor çözme etkinlikleri bakımından istatistiksel olarak farklılıklar göstermiştir. Fungal etmenin misel gelişiminin engellenmesinde siderofor, proteaz, hidrojen siyanür ve amonyak üretimi gibi antagonistik mekanizmalardan bir veya birkaçının rol oynadığı belirlenmiştir. Seçilerek test edilen 29 bakteri izolatın tamamı besi yerinde değişen oranlarda IAA üretmiş olup, 15 izolat tri kalsiyum fosfat içeren Pikovskaya Agar (PVK) besi yeri üzerinde fosforu çözebilme yeteneğinde olduğu belirlenmiştir.
Sonuç olarak güçlü antagonistik (siderofor, proteaz, amonyak üretimi) ve PGP (IAA ve fosfor çözme) etkinlikleri gösteren, Bacillus spp. vePseudomonas spp. izolatlarının turunçgil ve avokado ağaçlarında antraknoz hastalığına karşı biyolojik mücadele etmeni olarak kullanılma potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma antagonist bakteri türlerinin turunçgil ve avokado antraknoz hastalık etmeni C. karstii'ye karşı biyokontrol etkinliğinin ve etki mekanizmalarının araştırıldığı ilk çalışma niteliğindedir.

Abstract:
Colletotrichum karstii has been recently reported as an anthracnose disease agent on citrus and avocado trees growing in Hatay province. In this study, in vitro antifungal efficiencies of antagonist bacterial isolates, which were isolated and identified from leaves, shoots, fruits and roots of healthy citrus and avocado trees, and essential oils of medically important plants were investigated against Colletotrichum karstii. As a result of GC-MS analysis, the major constituents of the essential oils were determined as carvacrol in Thymbra spicata var. spicata (Tss) and Origanum syriacum (Os), terpinen-4-ol in Origanum majorana (Om), trans-anethole in Foeniculum vulgare (Fv), eucalyptol in Eucalytus camadulensis (Ec), linalool in Mentha x piperita f.sp. officinalis var. 'Aura' (Ma), α-pinene in Ferula communis (Fc), limonene in Lippia citridora (Lc) and Citrus aurantium (Ca) essential oils respectively. Among the tested essential oils, Tss, Os, Tsy, Fv, Lc, Ma and Om essential oils were determined as the most effective essential oils by completely (100%) inhibiting mycelial growth (MIC) at the concentrations of 4.0-20.0 µl/petri. Essential oils of Ec and Ca plants were determined as the least effective essential oils comparison to all essential oils (MIC at >50 µl/petri concentrations). Fc, on the other hand, was not successful in inhibiting mycelial growth at all concentrations tested.
Among 70 bacterial isolates, obtained from the rhizosphere and endosphere of healthy trees, 50 isolates were selected to determine antagonistic potential against fungal isolates and identified by MALDI-TOF MS analysis. According to results of in vitro dual culture assay, Bacillus mojavensis KGT1ep, Bacillus subtilis KGT2ep, Bacillus amyloliquefaciens KGT12ep, Bacillus atrophaeus KGT7en, Bacillus cereus KGT13en, Pseudomonas chlororaphis KGT10ep isolates were found as the most effective antagonistic bacterial isolates inhibiting mycelial growth of Colletotrichum karstii by 72-83 %. Bacterial isolates show significantly varied as statistically in the production of siderophore, protease, hydrogen cyanate (HCN), ammonia and plant growth promoting (PGP) mechanisms such as indole 3 acetic acid (IAA) and phosphate solubilisation activities. It has been determined that one or more of the antagonistic mechanisms such as siderophore, protease, HCN and ammonia production are the factor(s) playing a role in the suppression of mycelial growth of the fungal agent.Twenty nine selected bacterial isolates produced varying amounts of IAA in nutrient media. Among 29 tested isolates, fifteen isolates has the ability to dissolve phosphorus from tri calcium phosphate on Pikovskaya Agar (PVK) petri plates. 
In conclusion, showing the potent antagonistic (siderophore, protease, ammonium production) and PGP (IAA and phosphate solubilization potentials) activities, bacterial isolates belonging to Bacillus spp and Pseudomonas spp., have the potential to be used as biological control agent against anthracnose disease. This is the first study which investigates the biocontrol efficiencies and mechanisms of action of antagonist bacterial species against citrus and avocado anthracnose disease agent Colletotrichum karstii.