Effects of Endophytic Bacteria and Pseudomonas Syringae Pv. Lachrymans on Plant Health and Population Dynamics in Cucumbers Grown Under Different Cultivation Environments

Abstract

Bu çalışmanın amacı; steril olmayan toprak+kum, yarı steril torf+perlit ve steril hidroponik yetiştirme ortamlarında hıyar bitkilerine uygulanan endofit bakterilerin (EB) bitki gelişimine ve Pseudomonas syringae pv. lachrymans'ın (Psl) neden olduğu hıyar köşeli yaprak leke hastalığıa etkisinin ve bu yetiştirme ortamları ve uygulamaların EB ve Psl popülasyonu üzerine etkisinin belirlenmesi hedeflenmiştir. In vivo çalışmalar 16 saat aydınlık, 8 saat karanlık koşullarda 24±2°C koşullarına sahip iklim odasında gerçekleştirilmiştir. EB içirme ve daldırma yöntemi ile uygulanırken, Psl pülverize ederek uygulanmıştır. Populasyon takipleri için farklı zaman noktalarından kök ve sürgün örnekleri alınarak yapılmıştır. EB izolatları arasından seçilen G118K1T izolatının kökteki kolonizasyonunu gözlem sonuna kadar 105-6 CFU/g plant, toprak üstü aksamda ise 102-3 CFU/g doku aralığında olduğu belirlenmiştir. Ayrıca EB popülasyonu yetiştirme ortamlarından ve patojen Psl tarafından önemli düzeyde etkilenmediği tespit edilmiştir. Yetiştirme ortamının Psl popülasyonu üzerine önemli bir etkisi gözlenmez iken, EB G118K1T'in Psl popülasyon gelişimi sınırladığı belirlenmiştir. Psl popülasyonu 105 CFU/g doku'dan aralığı 107 CFU/g doku'a doğru artış gösterirken, G118K1T uygulaması popülasyonu 106 CFU/g doku'da sınırlamıştır. Yetiştirme ortamlarındaki Hastalık şiddeti belirli zaman noktalarında farklılık göstermekle birlikte genel eğilim benzer olmuş ve %48-54 arasında değişmiştir. EB G118K1T uygulaması hastalık gelişim seyrini (AUPDC) önemli düzeyde sınırlandırmış ve yetiştirme ortamlarına göre %26-40 arasında etki göstermiştir. In vitro'da G118K1T'in Psl üzerine herhangi bir antagonistik etkisi gözlenmemiştir. Yetiştirme ortamlarının ve bu ortamlara EB G118K1T uygulamasının bitki biyomasını farklı düzeylerde etkilediği gözlenmiştir. Sonuç olarak farklı yetiştirme sistemlerinde EB G118K1T izolatının hastalık baskılama performansını önemli düzeyde korumuştur. EB G118K1T izolatı her üç ortamda da başarılı bir şekilde kolonize olmuş ve kolonizasyonunu gözlem sonuna kadar sürdürmüştür. Hastalık tablosundaki ve Psl popülasyonda gözlenen azalış korumanın uyarılmış bitki dayanıklılığı yoluyla olabileceğini göstermiştir.

The aim of the study is invastigate of the effect of endophyte bacteria (EB) applied to cucumber plants in non-sterile soil+sand, semi-sterile peat+perlite and sterile hydroponic growing media on plant growth and cucumber angular leaf spot disease caused by Pseudomonas syringae pv lachrymans (Psl). In addition, it was aimed to determine the effects of these growing media and aplication on EB and Psl populations. In vivo studies were carried out in a climate room with 24±2°C conditions under 16 hours of light and 8 hours of darkness. While EB was applied by drenching and dipping method, Psl was applied by spraying. Root and shoot samples were taken from different time points for population follow-up Psl and EB in plant. It was determined that the colonization of the selected EB G118K1T isolate was between 105-6 CFU/g tissue in the root, and 102-3 CFU/g tissue in the aerial parts until the end of the study. In addition, the EB population was not affected by the different growing media and the pathogen. No significant effect of growth media on Psl population was observed, howaver it was determined that EB G118K1T limited Psl population growth. While the Psl population increased from 105 CFU/g tissue to a range of 107 CFU/g tissue, G118K1T application limited the population to 106 CFU/g tissue. Disease severity in different growth media changed at certain time points, but the general trend was similar and ranged from 48-54 %. EB G118K1T application significantly limited the disease development (AUPDC) and showed an effect of 26-40 % according to the growing media. No antagonistic effects of G118K1T on Psl were observed in vitro. The different the growing media and G118K1T application showed different effects on the plant biomass. As a result, The EB G118K1T successfully colonized in all three growth media and preserved its colonization until the end of the study. The disease suppression performance of EB G118K1T was significantly preserved even in different growth systems. The decrease in the Psl population and the disease indicated that protection might be related to induced plant resistance.