Ayşegül GEDÜK, KUBİLAY KURTULUŞ BAŞTAŞ, Şaban KORDALİ, FERAH YILMAZ

Fasulye Bakteriyel Adi Yaprak Yanıklığı Hastalığına Karşı Farklı Bor Bileşiklerinin Etkileri

Xanthomonas aXonopodis pv. phaseoli(Xap)’nin neden olduğu adi yaprak yanıklığı hastalığı, tropikal ve subtropikal iklimlerde önemli verim kayıplarına neden olan ve tohumla taşınan en önemli fasulye bakteriyel etmenlerinden biridir. Hastalıkla mücadelede antibiyotikler ve bakırlı preparatlar kullanılmakta, ancak patojenin dirençli mutantlarına ve fitotoksisiteye neden olmaları nedeniyle sorunlar yaşanmaktadır. Bor (B), bitki için temel bir besin elementidir ve ayrıca bitki hastalıklarına direnç sisteminde önemli bir rol oynar. Buçalışmada, 12 farklı bor bileşiğinin Xapüzerindeki etkileri araştırılmıştır. In vitrodenemelerde, kimyasalların Xappopülasyon gelişimlerine etkileri ve MIC değerleri belirlenmiştir. Kontrollü koşullarda, 6 haftalık hassas fasulye çeşidi Aras 98 bitkileri, 108CFU ml-1yoğunlukta Xapsüspansiyonu ile inokule edilmişlerdir. Bitkiler, in vitro’da belirlenen ve kimyasala göre değişen 5 farklı (1, 5, 10, 20, 40 mM) konsantrasyonda 7 gün ara ile iki kez muamele edilmişlerdir. Hastalık şiddeti, 1-9 skalasıile değerlendirilmiş ve kontrole göre (%81,15) en düşük hastalık şiddetine sahip bileşikler; sodyum tetrafloraborat (%13,88) ve potasyum tetrafloraborat (%15,38) olarak belirlenmiştir. En düşük hastalık şiddeti ise borik asit uygulaması (%78) ile elde edilmiştir. Bitkilerde kimyasalların fitotoksik etkileri tespit edilmemiştir. Çalışmadan elde edilen bulgulara bağlı olarak, bazı bor bileşiklerinin, fasulyede adi yaprak yanıklığı hastalığı üzerindeki önemli etkileri ile organik ve sürdürülebilir tarım içerisinde yer alabileceği düşünülmektedir.

Effects of Different Boron Compounds to Bean Common Bacterial Blight Disease

Common leaf blight disease caused by Xanthomonas aXonopodis pv. phaseoli(Xap) is one of the most important bean bacterial agents that cause significant yield losses in tropical and subtropical climates and are transmitted by seed. Antibiotics and copper compounds are used to combat the disease, but problems are encountered due to the pathogen’s resistant mutants and phytotoXicity. Boron (B) is an essential nutrient element for the plant and also plays an important role in the plant disease resistance system. In this study, the effects of 12 different boron compounds on Xap were investigated. In vitro eXperiments, the effects of chemicals on Xap population growth and MIC values were determined. Under controlled conditions, 6-week-old sensitive bean cultivar Aras 98 plants were inoculated with Xap suspension at a density of 108CFU ml-1. Plants were treated twice with 7 days intervals at 5 different concentrations (1, 5, 10, 20, 40 mM) determined in vitro and varied according to the chemical. Disease verity was evaluated with a scale of 1-9 and the chemicals with the lowest diseaseverity compared to the control (81.15%) were sodium tetrafloraborate (13.88%) and potassium tetrafloraborate (15.38%). The highest disease verity was obtained with boric acid application (78%). PhytotoXic effects of the chemicals in plants have not been determined. Depending on the findings obtained fromthe study, it is thought that some boron compounds may be involved in organic and sustainable agriculture because of their important effects on common bacterial blight in beans.

PDF

___

Abbott W. 1925. A method of computing the effectiveness of an insecticide, Journal of Economic Entomology, 18 (2): 265- 267.

Agrios MG. 1997. Plant Pathology. Academic Pres, Inc., P635.

Ahmed AF, Arif M, Alvarez MA. 2017. Antibacterial effect of potassium tetraborate tetrahydrate against soft rot disease agent Pectobacterium carotovorum in tomato. Frontiers in Microbiology, 8, 1728. DOI: https://doi.org/10.3389/ fmicb.2017.01728

Anonim, 2016. Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü El Kitabı, https://www.boren.gov.tr. (Erişim tarihi: 05.01.2019).

Anonim, 2017. Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) bitkisel üretim istatistikleri. (Erişim tarihi: 12.09.2020).

Anonim, 2018. Kuru fasulye, https://arastirma.tarimorman.gov.tr. (Erişim tarihi: 10.06.2020).

Anonim, 2020a. Türkiye’nin Yükselen Değeri: Bor, http://www.etimaden.gov.tr, (Erişim tarihi: 16.09.2020).

Anonim, 2020b, İklim değişikliği bitki hastalıklarının artmasına neden oluyor. http://www.turktarim.gov.tr. (Erişim tarihi: 17.09.2020).

Ararsa L, Fikre L, Getachew A. 2018. Evaluation of ıntegrated management of common bacterial blight of common bean in central rift valley of Ethiopia, American Journal of Phytomedicine and Clinical Therapeutics, p. 6, 1-3.

Audy P, Laroche A, Saindon G, Huang HC, Gilbertson RL. 1994. Detection of the bean common blight bacteria, Xanthomonas campestris pv. phaseoli and X. c. phaseoli var. fuscans, using the polymerase chain reaction. Phytopathology, 84(10): 1185-1192.

Bastas KK, Sahin F. 2017. Evaluation of seedborne bacterial pathogens on common bean cultivars grown in central Anatolia region, Turkey, European Journal of Plant Pathology, 147 (2): 239-253. DOI: 10.1007/s10658-016- 0995-6

Bayraktar K. 1970. Sebze Yetiştirme. Cilt-ll. Kültür Sebzeleri. Ege Üniv. Ziraat Fak. Yayınlan No: 169. Bornova - İzmir.

Benkovic SJ, Baker SJ, Alley MRK, Woo YH, Zhang YK, Akama T, Mao WM, Baboval J, Rajagopalan PTR, Wall M, Kahng LS, Tavassoli A, Shapiro L. 2005. Identification of borinicesters as inhibitors of bacterial cell growth an bacterial methyl transferases, CcrM and MenH. Journal of medicinal chemistry, 48: 7468-7476. DOI: https://doi.org/10.1021/jm050676a

Benlioglu K, Ozakman M, Onceler Z. 1994. Bacterial blight of beans in Turkey and resistance to halo blight and common blight, 9th Congress of the Mediterranean Phytopathological Union, 547-550.

Boncukçuoğlu R, Kocakerim M, Yılmaz EA, Yılmaz TM. 2004. Bor elementinin çevresel açıdan değerlendirilmesi. Türkiye’ de Çevre Kirlenmesi Öncelikleri Sempozyumu IV, Kocaeli, Türkiye, 5-6 Mayıs 2004, 83-89.

Bozkurt İ, Soylu S. 2001. Farklı fasulye çeşitlerinin fasulye hale yanıklığı etmeni Pseudomonas syringae pv. phaseolicola ırklarına karşı gösterdiği reaksiyonların belirlenmesi, Türkiye IX. Fitopatoloji Kongresi Bildirileri, Tekirdağ, 506-515.

Demir G, Gündogdu M. 1994, Bacterial diseases of food legumes in Aegean region of Turkey and effectivity of some seed treatments against bean halo blight, Journal of Turkish Phytopathology, 23 (2): 57-66.

Demir SB. 2014. Borun insan ve bitki için önemi ve bazı üzüm çeşitlerinde bor tayini, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 13.

Demirtaş A. 2006. Bor bileşikleri ve tarımda kullanımı, Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Derg. 37 (1): 111-115. ISSN: 1300-9036

Dönmez M. 2004. Erzurum ve Erzincan illerinde fasulye bitkisinde, (Phaseolus vulgaris) görülen bakteriyel hastalık etmenlerinin tanılanması ve Pseudomonas syringae pv. phaseolicola ve Xanthomonas campestris pv. phaseoli'ye karşı çeşitli fasulye genotip ve çeşitlerin dayanıklılıklarının belirlenmesi, Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 305.

Düzgüneş O, Kesici T, Gürbüz F. 1983. İstatistik Metodları. AÜZF Yayınları No:861. Ankara.

Elkoca E, Çınar T. 2015. Bazı kuru fasulye (Phaseolus vulgaris L.) çeşit ve hatlarının Erzurum ekolojik koşullarına adaptasyonu, tarımsal ve kalite özellikleri, Anadolu Tarım Bilim Dergisi, 141-153. DOI: 10.7161/anajas.2015.30.2.141-153

Erper İ, Kalkana Ç, Kaçara G, Türkkanc M. 2019. Elmada mavi küfe neden olan Penicillium expansum’a karşı bazı bor tuzlarının antifungal etkisi, Anadolu Tarım Bilim.

Derg./Anadolu J AgrSci, 34. DOI: 10.7161/omuanajas. 515031

Esin O, Latif N. 2008, Soya fasulyesi (Glycıne max (l) merrıll var. umut 2002) büyümesi ve gelişimi üzerine bor fazlalığının etkileri. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1(1): 27-38.

Ferrante P, Scortichini M. 2010. Molecular and phenotypic features of Pseudomonas syringae pv. actinidiae isolated during recent epidemics of bacterial canker on yellow kiwifruit (Actinidia chinensis) in centralItaly. Plant Pathology 59: 954–62. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365- 3059.2010.02304.x

Geçit H, Çiftçi C, Emeklier Y, İkincikarakaya S, Adak M, Kolsarıcı Ö, Ekiz H, Altınok S, Sancak C, Sevimay C. 2009. Tarla bitkileri, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, 1569.

Graham DR, Webb MJ. 1991. Micronutrients and disease resistance and tolerance in plants. In: Mortvedt, J.J., F.R. Cox, L.M. Shuman and R.M. Welch, (Eds.), Micronutrients in Agriculture (second ed), Soil Science Society of America, Inc., Madison, WI, USA, pp. 329–370. DOI: https://doi.org/10.2136/sssabookser4.2ed.c10

Greenwood NN, Earnshaw A. 1984. Chemistry of the Elements, Pergamon Press, NewYork, 1984.

Güven K, Jones J, Momol M, Dickstein E. 2004. Phenotypic and genetic diversity among Pseudomonas syringae pv. phaseolicola, Journal of Phytopathology, 152 (11‐12), 658- 666. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1439-0434.2004.00913.x

Hall R. 1994. Compendium Of Bean Diseases. APS Pres, St, Paul, Minessota, P73.

Howard RJ, Garland JA, Seaman WL. 1994. Diseases and pests of vegatable crops in Canada. The Canadian Phytopathological Society, Canada, P554.

Huang J, Snapp S. 2009. Potassium and boron nutrition enhance fruit quality in Midwest fresh market tomatoes. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 40: 1937–1952. DOI: https://doi.org/ 10.1080/00103620902896811

Kahveci E, Maden S. 1994. Detection of Xanthomonas campestris pv. phaseoli and Pseudomonas syringae pv. phaseolicola by bacteriophages, Journal of Turkish Phytopathology, 23: 79-85.

Kim DH, Marbois BN, Faull KF, Eckhert CD. 2003. Esterification of boratewith NAD+ and NADH as studied by electro spray ionization mass spectrometry and 11B NMR spectroscopy. Journal of Mass Spectrometry, 38(6): 632– 640. DOI: https://doi.org/10.1002/jms.476

Klement Z, Rudolph K, Sands D. 1990. Methods in Phytobacteriology, Akademiai Kiado, p.112. Koch R. 1884. Die Aetiologie der Tuberkulose. Mitt Kaiser Gesundh. 2: 1–88.

Kostas BS, Dordas C. 2006. Effect of foliar applied boron, manganese and zinc on tan spot in winter durum wheat. Crop Prot. 25:7, 657-663. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.cropro.2005.09.007

Miwa H, Ahmed I, Yokota A, Fujiwara T. 2009. Lysinibacillus parviboronicapiens sp. nov., a low-boron-containing bacterium isolated from soil. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 59: 1427-1432. DOI: https://doi.org/10.1099/ijs.0.65455-0

Qin G, Tian S, Chan Z, Li B. 2007. Crucial role of antioxidant proteins and hydrolytic enzymes in pathogenicity of Penicillium expansum analysis based on proteomics approach. Mol. Cell. Proteomics 6: 425–438. DOI: https://doi.org/10.1074/mcp.M600179-MCP200

Qin G, Zong Y, Chen Q, Hua D, Tian S. 2010. Inhibitory efect of boron against Botrytis cinerea on table grapes and its possible mechanisms of action. Int. J. Food Microbiol. 138: 145–150. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2009.12.018

Reid RJ, Hayes JE, Post A, Stangoulis JCR, Graham RD. 2004. A critical analysis of the causes of boron toxicity in plants. Plant Cell Environ. 27: 1405–1414. DOI: https://doi.org/ 10.1111/j.1365-3040.2004.01243.x

Reuveni R, Reuveni M. 1998. Foliar-fertilizer therapy, a concept in integrated pest management. Crop Protection. 17: 111– 118. DOI: https://doi.org/10.1016/S0261-2194(97)00108-7

Russell DW, Sambrook J. 2001. Molecular cloning: a laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory Cold Spring Harbor, NY, p1890.

Sat IG. 1997. Seker ve Yunus–90 Çesidi kuru fasulyelerin genel besinsel bileşimleri ve gaz oluşturan faktörlerinin giderilmesi imkanlari, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Erzurum.

Saygılı H, Şahin F, Aysan Y. 2008. Bitki Bakteri Hastalıkları. Meta Basım, İzmir, 61- 68: 177-178.

Schaad NW, Jones JB, Chun W. 2001. Laboratory guide for the identification of plant pathogenic bacteria. Ed. 3, American Phytopathological Society (APS Press).

Seattler A. 1989. The need for detection assay, Detection of bacteria in seed and other planting material, 54 (3): 1-2.

Shi X, Li B, Qin G, Tian S. 2012. Mechanism of antifungal action of borate against Colletotrichum gloeosporioides related to mitochondrial degradation in spores. Post harvest Biology and Technology, 67: 138-143. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.postharvbio.2012.01.003

Shi XQ, Li BQ, Qin GZ, Tian SP. 2011. Antifungal activity and possible mode of action of borate against Colletotrichum gloeosporioides on mango. Plant Dis. 95: 63– 69.doi:10.1094/PDIS-06-10-0437.

Strong P, Robert I. 2001. “Boric acid and inorganic borate pesticides,” in Handbook of Pesticide Toxicology, ed. R. Krieger (Cambridge, MA: Academic Press),1249.

Thomidis T, Exadaktylou E. 2010. Efect of boron on the development of brown rot (Monilinia laxa) on peaches. Crop Protection. 29: 572–576. doi: 10.1016/j. cropro.2009.12.023.

Townsend GR, Heuberger JW. 1943. Methods for estimating losses caused by diseases in fungicide experiments, Plant Disease Reporter, 27: 340-343.

Zaumeyer WJ. 1930. The bacterial blight of beans caused by Bacterium phaseoli, Technical Bulletin, 186, 34.