Hatay ili havuç (Daucus carota L.) üretim alanlarında bakteriyel hastalık etmenlerinin tespiti ve Pectobacterium carotovorum'un biyolojik mücadele olanaklarının araştırılması
Determination of bacterial disease agents in Hatay province carrot (Daucus carota L.) production areas and investigation of the possibilities of biological control against of Pectobacterium carotovorum
Yazar: RESUL VARHAN
Danışman: DOÇ. DR. ADEM BOZKURT
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada Hatay ili havuç (Daucus carota L.) üretim alanlarında bakteriyel hastalıkların tespiti ve en yaygın hastalık etmeni bakteriye karşı in vitro koşullarda epifit antagonist bakteriler ve bakteriyofajlarla biyolojik mücadele olanakları araştırılmıştır. Hatay ilinde en fazla havuç üretimi yapılan (%58) Kırıkhan ilçesinde, bakteriyel hastalıklarının tespiti için hasat öncesi, hasat dönemi, havuç yıkama ve paketleme evlerinin yanı sıra Antakya sebze halinde gerçekleştirilen sörveyler sonucunda hastalık belirtisi görülen havuç yumrularında izole edilen bakteri izolatları arasında temsili olarak seçilen 6 farklı bakteri izolatı MALDI-TOF ile tanılanmıştır. MALDI-TOF tanı sonuçlarına göre 1 izolat yumuşak çürüklük ve karabacak etmeni Pectobacterium atrosepticum (PaH15) olarak tanılanırken, iki izolat ise bakteriyel yumuşak çürüklük etmeni Pectobacterium carotovorum subsp carotovorum (PcH16, PcK24) olarak tanılanmıştır. Ayrıca EcH4, PmH11 ve PaH27 izolatlarıda fırsatçı yumuşak çürüklük etmeni olan sırasıyla Enterobacter cloacae, Pseudomonas marginalis ve Pantoea agglomerans olarak tanılanmıştır. MALDITOF-MS ile tanısı yapılan PaH15, PcH16 ve PcK24 izolatları moleküler tanılama çalışmaları sonucunda Pectobacterium carotovorum subsp carotovorum olarak teşhis edilmiştir. 
Biyolojik mücadele kapsamında sağlıklı havuç bitkilerinin yaprak, kök ve rizosfer toprağından toplam 196 epifit bakteri izole edilip saflaştırılmıştır. İkili kültür testinde etkili bulunan 39 aday antagonist bakteri izolatının MALDITOF-MS ile tanıları yapılmıştır. Çalışmada izole edilen ve tanısı yapılan aday antagonist epifit bakterilerin in vitro koşullarında P.carotovorum subsp. carotovorum PcH16 izolatına karşı antagonistik etkinliklerinin yanı sıra siderofor oluşturma potansiyeli, fosfor çözme potansiyeli, IAA üretme potansiyeli, proteaz enzim üretme potansiyeli, amonyak (NH3) üretme potansiyeli, Hidrojen Siyanür (HCN) üretme potansiyellerinin belirlenmesi gibi etki mekanizmaları incelenmiştir. Epifit bakterilerin antagonistik etkilerine göre in vitro antibiyosis testlerinde 39 epifit bakteri patojen gelişimini farklı oranlarda engellemiştir. Antibiyosis testinde en yüksek antagonistik etki gösteren 13 izolat havuç dilimleri üzerinde yarı in vivo biyokontrol etkinkinlikleri araştırılmıştır. Test edilen izolatlar arasından 11 izolat havuç dilimleri üzerinde yumuşak çürüklük belirtilerinin çıkışını %8.33 ile %100 oranında engellerken, 2 izolat hastalık çıkışının engellemesi üzerine etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Test edilen izolatlar arasında Bacillus cereus HCEP-Y46, Pseudomonas koreensis HCEP-T31, Bacillus megaterium HCEP-T62 ve Bacillus safensis HCEP-T65 izolatları kontrol uygulamasına göre yumuşak çürüklük belirtisini  %100 oranında engellemiştir. Antagonist bakteri izolatlarının yanı sıra hastalıkla bulaşık bitkilerin yetiştiği toprak ve havuç yumrularından hastalık etmenine spesifik bakteriyofajların varlığı ilk kez bu çalışmada izole edilmek suretiyle ortaya konulmuştur.

Abstract:
In this study, the detection of bacterial diseases in carrot (Daucus carota L.) production areas of Hatay province and the possibilities of biological control with epiphyte antagonist bacteria and bacteriophages under in vitro conditions against the most common disease agent bacteria were investigated. In Kırıkhan district, where the highest carrot production (58%) in Hatay province, 6 different bacterial isolates selected as representative among the bacterial isolates isolated from carrot tubers with disease symptoms as a result of surveys carried out in Antakya vegetable market as well as pre-harvest, harvest period, carrot washing and packing houses for the detection of bacterial diseases were identified by MALDI-TOF. According to MALDI-TOF diagnostic results, one isolate was identified as Pectobacterium atrosepticum (PaH15), the causal agent of soft rot and blackleg, and two isolates were identified as Pectobacterium carotovorum subsp carotovorum (PcH16, PcK24), the causal agent of bacterial soft rot. In addition, EcH4, PmH11 and PaH27 isolates were identified as Enterobacter cloacae, Pseudomonas marginalis and Pantoea agglomerans, respectively. The isolates PaH15, PcH16 and PcK24 identified by MALDITOF-MS were identified as Pectobacterium carotovorum subsp carotovorum as a result of molecular identification studies.
Within the scope of biological control, a total of 196 epiphyte bacteria were isolated and purified from the leaves, roots and rhizosphere soil of healthy carrot plants. A total of 39 candidate antagonist bacteria isolates found to be effective in dual culture test were identified by MALDITOF-MS. The mechanisms of action of the candidate antagonist epiphyte bacteria isolated and identified in the study, such as siderophore formation potential, phosphorus solubilisation potential, IAA production potential, protease enzyme production potential, ammonia (NH3) production potential, hydrogen cyanide (HCN) production potential, as well as their antagonistic activity against P. carotovorum subsp. carotovorum PcH16 isolate under in vitro conditions were investigated. According to the antagonistic effects of epiphyte bacteria, 39 epiphyte bacteria inhibited pathogen growth at different rates in in vitro antibiosis tests. The 13 isolates with the highest antagonistic effect in the antibiosis test were investigated for their semi-in vivo biocontrol efficacy on carrot slices. Among the tested isolates, 11 isolates prevented the emergence of soft rot symptoms on carrot slices by 8.33% to 100%, while 2 isolates had no effect on the prevention of disease emergence. Among the tested isolates, Bacillus cereus HCEP-Y46, Pseudomonas koreensis HCEP-T31, Bacillus megaterium HCEP-T62 and Bacillus safensis HCEP-T65 isolates prevented soft rot symptom by 100% compared to the control treatment. In addition to the antagonist bacterial isolates, the presence of bacteriophages specific to the disease agent from the soil and carrot tubers where the infected plants were grown was revealed for the first time in this study.