Biyoinsektisit özelliği olan mikrobiyal formülasyonların geliştirilmesi, sera ve tarla koşullarında kullanım olanaklarının araştırılması
Development of bioinsecticide microbial formulations and investigation of their applications under greenhouse and field conditions
Yazar: MÜNEVVER MÜGE YAZICI
Danışman: PROF. DR. ADİL M. ALLAHVERDİYEV ; PROF. DR. FİKRETTİN ŞAHİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Bacillus sphaericus = Bacillus sphaericus ; Biyolojik mücadele = Biological control ; Mikrobiyal insektisitler = Microbial insecticides ; Organik tarım = Organic farming

Özet:
Doğada tarımda kullanılan kültür bitkileri üzerinde ekonomik zararlara neden olan çok sayıda zararlı bilinmektedir. Bu zararlılar ile mücadelede, çoğunlukla farklı ülkelerin hukuki sınırlamaları dikkate alınarak kimyasallar kullanılmaktadır. Ancak, zirai mücadelede kimyasalların ağırlıklı olarak kullanılmasının birçok dezavantajları bulunmaktadır. Zirai mücadelede kullanılan kimyasalların maliyetlerinin yüksek ve etkilerinin düşük olması, bazı kültür bitkilerinde toksik etki göstermeleri, sürekli ve aşırı kullanımları sonucu kimyasallara dayanıklı popülasyonların gelişmesi ve çevre kirliliğine neden oldukları için zamanla insan ve çevre sağlığını tehdit etmeleri kimyasalların bilinen bazı olumsuz yan etkileridir. Bu nedenle, tarımda zararlıların kontrolünde en uygun yöntemin, çevre dostu olan biyolojik mücadele yöntemi olduğu düşünülmektedir. Daha önce yapılmış birçok bilimsel çalışmalarda bazı potansiyel entomopatojenlerin belirlendiği ve bunlardan mikrobiyal pestisit geliştirilebileceği rapor edilmiştir. Bu durum dikkate alındığında, entomopatojenlerden geliştirilecek mikrobiyal pestisitler ile sera ve tarla koşullarında zararlılara karşı etkili bir biyolojik mücadelenin mümkün olabileceği ve bu tür mikrobiyal pestisitlerin tarımsal üretimde kullanımı ile insan ve çevre sağlığını tehdit eden kimyasalların kullanım miktarlarının azaltılacağı veya tamamen elemine edileceği kabul edilmektedir.Şimdiye kadar geliştirilen biyoinsektisitler geniş kullanım alanı bulamamıştır. Buna göre çalışmanın amacı sera ve tarla koşullarında şiddetli zararlara neden olan böceklere karşı mikroorganizma ve bitki özütlerinden biyoinsektisit geliştirmek olmuştur.Bu çalışmada; hastalıklı zararlı böcek (beyazsinek, afit, kırmızı örümcek) örnekleri toplandı. Böceklerden mikroorganizmalar izole edilerek tanımlandı. Elde edilen sonuçlara göre bu çalışmada toplam 282 mikroorganizma (236 bakteri suşu + 46 fungus izolatı) izole edilmiş ve tanımlanmıştır. Potansiyel biyoajanları belirlemek için laboratuvar ve sera koşullarında zararlılar üzerinde biyoaktivite testleri yapıldı.Bu mikroorganizmalardan üç adet bakteri suşu (Bacillus spp. FS51 Bacillus sphaericus BS6, BS7) ve dört adet fungus türüne ait izolatlar (Cladosporium cladosporioides MY1, MY4 ve Penicillium italicum var. italicum MY3, MY7) laboratuvar ve sera koşullarındaki biyoaktivite testlerine göre afitlere karşı potansiyel biyoajan olarak seçilmiştir. Seçilen biyoajan bakteri suşlarının memeliler üzerinde direkt ve endirekt yan etkilerinin olmadığı wistar sıçanlar üzerinde yapılan toksikoloji çalışmaları ile saptandı.Ayrıca FS51, BS6 ve BS7 suşlarının dünya için yeni birer Bacillus sphaericus alt türü olduğu belirlendi ve patent hakları koruma altına alındı. Böylece bu çalışmada FS51, BS6 ve BS7 suşlarından oluşan biyoinsektisit bildirilmiştir. Seçilen bakteri suşlarından (FS51, BS6 ve BS7) yeni bir ticari formülasyon geliştirilmiştir. Bu tezde elde edilen sonuçlar patent ve tescil konusunda teşvik ederek, gelecekte etkili zararlı yönetiminde kullanılabileğini göstermektedir.

Abstract:
There are many pests, which are causing economic damages on plants used in agriculture including vegetable and field crops, fruit and forest trees and/or pasture. Control of these pests is most commonly carried out on the basis of application of chemicals, which are recommended according to the specific legal restrictions of each country. However, the use of chemical applications for pest management is limited due to economic cost, low efficiency, and phytotoxicity to plants, development of resistance and risks for human and animal health. Therefore, it is thought that the most sustainable and environmentally acceptable control of plant pests can be achieved through biocontrol agents. Many of the previous studies have reported a number of entomopathogen organisms with a potential in use of microbial pesticides. Hence, it is possible to develop and apply these kinds of organisms for controlling pests in greenhouse and field conditions by eliminating or reducing chemicals in agricultural crop production threatening human and environmental health. However, bioinsecticides developed to date have not found wide application area.The purpose of this study has been to develop bioinsecticide from microorganisms and plant extracts against to pests that caused severe damages in greenhouse and field conditions.In this study, unhealthy pests (white fly, aphid and red spider) were collected. All isolated microorganisms were identified from pests. According to the results, total of 282 microorganisms (236 bacterial strains and 46 fungi isolates) were isolated and identified. Bioassay tests were performed to determine the potential bioagents under the laboratory, greenhouse and field conditions.Among these microorganisms due to the bioassay studies of laboratory and greenhouse, three strains of one bacterial species (Bacillus spp. FS51 and Bacillus sphaericus BS6 and BS7), and four isolates of two fungi species (Cladosporium cladosporioides MY1, MY4, and Penicillium italicum var. italicum MY3, MY7) were selected as potential biocontrol agents for aphids. Toxicological studies on wistar rats for the selected bacterial strains suggested that they have no adverse effects and (warm-blooded) mammalian system.Moreover, FS51, BS6 and BS7 strains were determined as a new sub-type of Bacillus sphaericus for all around the world and their patent rights were protected. Therefore, in this study FS51, BS6, BS7 strains were reported as bioinsecticide. A new commercial formulation was developed from the selected bacterial strains (FS51, BS6 and BS7). The results of this thesis can lead to effective pest management and promote patent and registration issues.