Güneydoğu Anadolu Bölgesinde asma ur hastalığının tespiti ve biyolojik mücadele olanaklarının araştırılması
Detection of crown gall disease in Southeastern Anatolia Region and investigation of biological control facilities
Yazar: CEYDA CEYHAN BAŞARAN
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KÜSEK
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Rhizobium vitis'in neden olduğu asma uru hastalığı, etkili bir kimyasal mücadelenin bulunmaması, kültürel mücadele edilebilme güçlüğü, yaralardan giriş yaptığı, uygun iklim şartlarında kültürel işlemler esnasında hızlı bir şekilde yayıldığı için asma yetiştiriciliğinde sorun olmaktadır. Toprakta ve bitkide aktif olarak bulunan bitki gelişimini teşvik eden bakteriler (PGPB'ler antibiyosis, yer ve besin rekabeti ve uyarılmış dayanıklılık gibi birçok biyolojik mücadele mekanizmalarını bir arada kullanarak hem bitkinin gelişmesini teşvik etmekte hem de biyotik ve abiyotik stres faktörlerine karşı dayanıklılık sağlamaktadır. Bu çalışmada hastalık belirtisi gösteren 46 bağ alanında, asma ur hastalığı yaygınlığı Kahramanmaraş %76,47, Adıyaman %75, Gaziantep %50, Kilis %33,33 ve Şanlıurfa %20 olarak belirlenmiştir. Çalışma bölgesindeki bulaşık 46 bağ alanından 24 hastalık etmeni R. vitis izolatı izole edilmiştir. Sera koşullarında Hatun Parmağı asma çeşidinde R. vitis izolatları ile yapılan patojenite testi sonucunda oluşan urların ağırlıklarına göre en virülent izolatlar; CU52-3/2, CU39-11/5 ve CU39-8/1 olarak belirlenmiştir. Klasik testler sonucunda 13 izolatın R. vitis'e %100 benzer olduğunu; R. vitis'e özelleşmiş primerler ile yapılan moleküler karakterizasyon sonucunda 17 izolatın virA geni, 13 izolatın pehA geni, 10 izolatın virF geni, 6 izolatın ise oktopin tipi plazmide sahip olduğu belirlenmiştir. Temsilen seçilen 10 izolat MALDI-TOF analizi sonucunda R. vitis olarak teşhis edilmiştir. Sağlıklı asma bitkilerinden alınan çubuk örneklerinden 52 endofit ve toprak örneklerinden 106 epifit aday PGPB izolatları elde edilmiştir. Aday PGPB izolatlarının patatesi çürütme ve tütünde aşırı duyarlılık testleri negatif olup, Gram reaksiyonları ise değişkenlik göstermiştir. PGPB izolatlarının etki mekanizmaları incelendiğinde; 80 izolatın antibiyosis etkisi olduğu, 35 izolatın siderofor üretebildiği, 32 izolatın proteaz enzim aktivitesi gösterdiği, 22 izolatın fosfor çözdüğü, 45 izolatın IAA ürettiği ve 6 izolatın ise toplam fenol miktarında artış gösterdiği saptanmıştır. Saksı denemesi için temsilen seçilen 14 PGPB izolatının MALDI-TOF MS analizi sonucunda Staphylococcus equorum, Bacillus subtilis, Lelliottia amnigena, Rhizobium radiobacter, Bacillus megaterium, Bacillus amyloliquefaciens ssp. plantarum, Paenibacillus polymyxa ve Xanthomonas translucens türleri tanılanmıştır. R. vitis izolatlarına karşı endofit ve epifit PGPB izolatlarının Horoz Karası asma çeşidinde yürütülen saksı denemesi sonucunda; EN147 (tanılanamamıştır), EN210 (tanılanamamıştır), EN194 (tanılanamamıştır), Rhizobium radiobacter EN176, Bacillus megaterium CT56-4/1, Bacillus amyloliquefaciens ssp. plantarum CT49-1/2 ve Xanthomonas sp. CT56-2/7 izolat uygulamaları ur büyüklük ve ağırlığını azaltarak %100 etki göstermiştir. R. vitis CU39-8/1 izolatının R. vitis CU52-3/2 izolatına göre PGPB uygulamalarına karşı daha duyarlı olduğu belirlenmiştir. EN147 (tanılanamamıştır), Xanthomonas sp. CT56-2/7, EN194 (tanılanamamıştır) ve Paenibacillus polymyxa CT55-1/3 izolatlarının asmanın sürgün uzunluğu ve ağırlığında artış meydana getirdiği belirlenmiştir. Bacillus subtilis EN207, EN210 (tanılanamamıştır) ve Xanthomonas sp. CT56-2/7 izolatlarının kök gelişimini teşvik etmiştir. EN147 (tanılanamamıştır), Bacillus subtilis EN207 ve Staphylococcus equorum EN227 izolatlarının ise kök ağırlığını artırtığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak; en az beşt farklı mekanizmayı (antibiyosis, fosfor, siderofor, proteaz, IAA) kullanarak R. vitis izolatlarına karşı antagonist özellik gösteren ve bitki gelişimini teşvik eden endofit EN194 (tanılanamamıştır) ve EN249 (tanılanamamıştır) ve epifit Xanthomonas sp. CT56-2/7 izolatları biyolojik mücadele çalışmaları için umut verici olarak düşünülmektedir.

Abstract:
Crown gall disease caused by Rhizobium vitis is a problem in grapevine cultivation because there is no effective chemical control, difficult to control culturally, enters through wounds and spreads rapidly during cultural processes in suitable climatic conditions. PGPBs, which are actively present in the soil and plant, both induce the development of the plant and provide resistance against biotic and abiotic stress factors by using many biological control mechanisms such as antibiotics, niche and substrate competition, and induced resistance. In this study, the prevalence of crown gall disease was determined as Kahramanmaraş 76.47%, Adıyaman 75%, Gaziantep 50%, Kilis 33.33% and Şanlıurfa 20% in 46 vineyard areas showing disease symptoms. Twenty-four isolates of the disease agent R. vitis were isolated from 46 infected vineyard areas in the study area. The most virulence isolates according to the weight of the gall as a result of the pathogenicity test performed with 24 candidate R. vitis isolates of the Hatun Parmağı vine variety under greenhouse conditions; it is determined CU52-3/2, CU39-11/5, and CU39-8/1. As a result of classical tests, 13 isolates were 100% similar to R. vitis, as a result of molecular characterization with primers specific for R. vitis; 17 isolates had virA gene, 13 isolates had pehA gene, 10 isolates had virF gene, 6 isolates had octopine type plasmid and 17 isolates were identified as R. vitis as a result of MALDI-TOF analysis. A total of 52 endophyte candidate PGPB isolates were obtained from shoot samples taken from healthy grapevine plants and 106 epiphyte candidate PGPB isolates were obtained from soil samples. Potato rot and tobacco hypersensitivity tests of PGPB isolates were negative, while Gram reactions showed variability. When the mechanism of action of PGPB isolates is examined; It was determined that 81 isolates have antibiosis effect, 35 isolates can produce siderophores, 32 isolates show protease enzyme activity, 22 isolates dissolve phosphorus, 45 isolates produce IAA, and 6 isolates show an increase in total phenol content. As a result of MALDI-TOF MS analysis of 14 PGPB isolates selected for the pot experiment Staphylococcus equorum, Bacillus subtilis, Lelliottia amnigena, Rhizobium radiobacter, Bacillus megaterium, Bacillus amyloliquefaciens ssp. plantarum, Paenibacillus polymyxa ve Xanthomonas translucens species have been identified. As a result of the pot experiment carried out in the Horoz Karası vine variety of endophyte and epiphyte PGPB isolates against R. vitis isolates; EN147 (not identified), EN210 (not identified), EN194 (not identified), Rhizobium radiobacter EN176, Bacillus megaterium CT56-4/1 and Bacillus amyloliquefaciens ssp. plantarum CT49-1/2 and Xanthomonas sp. CT56-2/7 isolate applications showed 100% effect by reducing gall size and weight. It was determined that R. vitis CU39-8/1 isolate was more sensitive to PGPB applications than R. vitis CU52-3/2 isolate. It was determined that EN147 (not identified), Xanthomonas sp. CT56-2/7, EN194 (not identified) and Paenibacillus polymyxa CT55-1/3 isolates caused an increase in shoot length and weight of the vine. It induced root growth of Bacillus subtilis EN207, EN210 (not identified) and Xanthomonas sp. CT56-2/7 isolates. It was determined that EN147 (not identified), Bacillus subtilis EN207 and Staphylococcus equorum EN227 isolates increased root weight. In conclusion; endophyte EN194 (not identified) and EN249 (not identified) isolates and epipyte Xanthomonas sp. CT56-2/7, which demonstrate antagonist properties against R vitis isolates and promote plant growth by using at least five different mechanisms, are considered promising for biological control studies.