Şanlıurfa ve Adıyaman illeri biber üretim alanlarında xanthomonas türlerinin belirlenmesi ve faydalı bakteriler ile biyolojik mücadele olanaklarının araştırılması
Determination of xanthomonas species in pepper production areas of Şanliurfa and Adiyaman provinces and investigation of biological control possibilities with beneficial bacteria
Yazar: DENİZ ÇAPLIK
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KÜSEK
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı / Fitopatoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Çalışmada, Şanlıurfa ve Adıyaman illerinde biber bakteriyel leke hastalık etmeninin belirlenmesi ve bu bakteriyel etmen ile mücadelede kullanılabilecek yeni bakteriyel izolatların elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda patojen bakteri izolatların elde edilmesi amacıyla Şanlıurfa ve Adıyaman illerinden hastalıklı bitki örnekleri toplanmış ve Şanlıurfa ilinden 108 ve Adıyaman ilinden ise 14 adet patojen izolat olmak üzere toplam 122 izolat elde edilmiştir. Yapılan klasik ve moleküler tanılama çalışmaları neticesinde Şanlıurfa ilinden elde edilen 108 izolattan 81 tanesinin ve Adıyaman ilinden elde edilen 14 izolatın ise 12 tanesinin Xanthomonas euvesicatoria olduğu belirlenmiştir. Ayrıca hastalık yaygınlığının Şanlıurfa'da %75, Adıyaman'da ise %85.71 olduğu belirlenmiştir.
Sağlıklı biber bitkilerinin kök, sürgün ve yapraklarından yapılan izolasyonlarda elde edilen aday bitki gelişimini teşvik eden bakteri (PGPB) izolatların içerisinde bitki patojeni olma riski olan izolatların elemine etmek için patateste pektolitik aktivite ve tütünde aşırı duyarlılık testleri yapılmıştır. Her iki testte de negatif sonuç veren 46 endofit ve 126 epifit olmak üzere toplam 172 izolat ile biyokontrol ve bitki gelişimini teşvik etme çalışmaları yürütülmüştür. PGPB izolatlarının etki mekanizmaları incelendiğinde; 50 izolatın patojene karşı antagonistik etki gösterdiği, 99 izolatın proteaz enzimi, 133 izolatın siderofor ürettiği, 26 izolatın fosfor çözme yeteneğinde olduğu, tüm izolatların IAA ve amonyak üretme yeteneğinde olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara tek yönlü ANOVA ile varyans analizi uygulanmış ve izolatların etkinliği arasındaki farklılık Duncan Çoklu Karşılaştırma Testi ile tespit edilmiştir. MALDI-TOF ile yapılan teşhis çalışmaları sonucunda PGPB izolatlarının etki mekanizmalarına göre en etkili bulunan 14 izolat, Priestia megaterium UEP20, Pseudomonas putida UEP133, Pseudomonas monteilii UEP135, Exiguobacterium sp UEP76, Bacillus mycoides UEP196, Pseudarthrobacter polychromogenes AEND14, Stenotrophomas maltophilia AEND9, Staphylococcus epidermidis AEND1, Bacillus cereus UEP234,  Bacillus thrungiensis serotype israilensis UEP246, Pseudomonas thivervalensis UEP53, Acinetobacter lactucae UEP50, Pantoea agglomerans AEND68 ve Pantoea agglomerans AEND64 olarak tanılanmıştır.
Epifit ve endofit PGBP izolatlarının X. euvesicatoria izolatına karşı biyokontrol etkinliği biber fideleri (cv. Afad) üzerinde in vivo saksı denemeleri ile belirlenmiştir. Acinetobacter lactucae UEP50 ve Pseudarthrobacter polychromogenes AEND14 nolu izolatların, tohum+yaprak şeklinde uygulanması ile hastalık gelişimini %85 oranında engellediği belirlenmiştir. Ayrıca Pseudomonas thivervalensis UEP53 izolatın bitki boyu, kök uzunluğu ve bitki yaş ağırlığını en çok arttıran, Pseudomonas monteilii UEP135 nolu izolatın ise biber bitkisinin gövde uzunluğunu en çok arttıran izolat olduğu belirlenmiştir. Antibiyosis, proteaz enzim aktivitesi, siderofor üretme, amonyak oluşumu, fosfor çözme yeteneği ile IAA üretme gibi altı farklı mekanizmayı kullanarak X. euvesicatoria'ya karşı hastalığı engelleyen Acinetobacter lactucae UEP50 ve Pseudarthrobacter polychromogenes AEND14 nolu izolatlar ile bitki gelişimini teşvik Pseudomonas thivervalensis UEP53 nolu izolatın gelecekte biyolojik mücadele çalışmalarında kullanılabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
The objective of this study was to identify the bacterial spot disease agent of pepper in the Şanlıurfa and Adıyaman provinces and to obtain new bacterial isolates that could be employed in the fight against this bacterial agent. In order to obtain pathogenic bacterial isolates, diseased plant samples were collected from the Şanlıurfa and Adıyaman provinces. A total of 122 isolates were obtained, 108 from Şanlıurfa and 14 from Adıyaman. The results of the classical and molecular diagnostic studies indicated that 81 of the 108 isolates obtained from Şanlıurfa province and 12 of the 14 isolates obtained from Adıyaman province were determined to be Xanthomonas euvesicatoria. Furthermore, it was established that the prevalence of the disease in Şanlıurfa was 75%, while in Adıyaman it was 85.71%.
Pectolytic activity tests were conducted on potato and hypersensitivity tests on tobacco in order to identify and eliminate the isolates at risk of becoming plant pathogens among the putative Plant Growth Promoting Bacterial  (PGPB) isolates obtained as a result of isolation from the roots, shoots and leaves of healthy pepper plants. A total of 172 isolates, comprising 46 endophytes and 126 epiphytes, were subjected to biocontrol and plant growth promotion studies. The results of both tests were negative. The action mechanisms of PGPB isolates were examined, and it was determined that 50 isolates exhibited an antagonistic effect against the pathogen, 99 isolates produced protease enzymes, 133 isolates produced siderophores, 26 isolates had the ability to dissolve phosphorus, and all isolates produced IAA and ammonia. One-way Analysis of Variance (ANOVA) was applied to the results obtained, with the difference between the activities of the isolates determined via the Duncan Test. According to mechanisms of action of PGPB isolates, the 14 most effective isolates were identified with MALDI-TOF as Priestia megaterium UEP20, Pseudomonas putida UEP133, Pseudomonas monteilii UEP135, Exiguobacterium sp UEP76, Bacillus mycoides UEP196, Pseudarthrobacter polychromogenes AEND14, Stenotrophomas maltophilia AEND9, Staphylococcus epidermidis AEND1, Bacillus cereus UEP234,  Bacillus thrungiensis serotype israilensis UEP246, Pseudomonas thivervalensis UEP53, Acinetobacter lactucae UEP50, Pantoea agglomerans AEND68 ve Pantoea agglomerans AEND64.
The biocontrol activities of epiphyte and endophyte PGBP isolates against X. euvesicatoria were determined by in vivo pot trials on pepper seedlings (cv. Afad). It was determined that Acinetobacter lactucae UEP50 and Pseudarthrobacter polychromogenes AEND14 isolates prevented the disease development by 85% by using seed + leaf application.  Pseudomonas thivervalensis UEP53 isolate was the most efficient on increasing plant height, root length and plant wet weight, while Pseudomonas monteilii UEP135 isolate was the most efficient isolate on increasing stem length of pepper plant. It is thought that Acinetobacter lactucae UEP50 and Pseudarthrobacter polychromogenes AEND14, which inhibit the disease against X. euvesicatoria using six different mechanisms such as antibiosis, protease enzyme activity, siderophore production, ammonia formation, phosphorus solubilizing ability and IAA production, and Pseudomonas thivervalensis UEP53, which promotes plant growth, can be used in biological control studies in the future.