Use of Streptomyces species as a Biological Agent Against Plant ‎Pathogens

Abstract

Agricultural activities make significant contributions to the national economies around the world. Factors such as rapid population growth and unplanned urbanization cause a decrease in agricultural lands and agricultural crop production over the years with the effect of abiotic and biotic factors. Many studies have been carried out to eliminate factors that reduce crop productivity. Fungal pathogens, one of the leading biotic factors, cause plant diseases and reduce the production efficiency of crops. This study aimed to isolate Streptomyces genus bacteria, which can be used as a biological agent against the wheat pathogen Fusarium culmorum, and to evaluate their antifungal activities. We found that eight of the 25 Streptomyces isolates, which were isolated from soil using the starch-casein agar medium and identified basis on morphological characteristics (colony appearance and microscopic examination results), inhibited the growth of F. culmorum on the Mueller-Hinton agar and that Streptomyces species could be used as a ‎biological agent against this ‎pathogen. We consider that eight Streptomyces isolates having different degrees of antifungal activity is promising for more permanent, economical and efficient solutions against F. culmorum, which is one of the fungi that reduces agricultural economic yield in Turkey. This study can also guide further research that will evaluate the potential use secondary metabolites of Streptomyces bacteria with antifungal ‎properties for biocontrol or promotion of plant growth in different forms of ‎microbial fertilizers‎‎‎‎‎.

Özet

Tarımsal faaliyetler dünya genelinde ülke ekonomilerine önemli katkılar sağlamaktadır. Hızlı nüfus artışı ve plansız kentleşme gibi unsurlar, abiyotik ve biyotik faktörlerin de etkisiyle yıllar içerisinde tarım arazilerinin ve tarımsal ürün üretiminin azalmasına neden olmaktadır. ‎Mahsul verimliliğini düşüren etkenleri ‎ ortadan kaldırmak için çok sayıda çalışma gerçekleştirilmiştir. Biyotik faktörlerin başında gelen ‎fungal patojenler sebep oldukları bitki hastalıkları sebebiyle mahsulün üretim verimliliğini düşürmektedir. Bu çalışmada buğday patojeni olan Fusarium culmorum’a karşı ‎biyolojik ajan olarak kullanılabilecek Streptomyces cinsi bakterilerin izole edilmesi ve antifungal etkinliklerinin değerlendirilmesi ‎hedeflenmiştir. Nişasta kazein agar (starch casein agar) besiyeri kullanarak topraktan izole ettiğimiz ve koloni görünümü ve mikroskobik inceleme sonuçları ile morfolojik özellikler temelinde tanımladığımız 25 Streptomyces izolatından sekizinin Mueller-Hinton agar ‎ üzerinde F. culmorum üremesini inhibe ettiğini ‎ve bu patojene karşı ‎biyolojik ajan olarak ‎kullanılabileceğini tespit ettik. Farklı derecelerde antifungal etki gösterdiğini saptadığımız bu sekiz Streptomyces izolatının Türkiye’de tarımsal ekonomik verimini düşüren funguslardan birisi olan F. culmorum’a karşı daha kalıcı, ekonomik ve verimli çözümler üretmek için umut vaat ettiğini düşünüyoruz. Bu çalışma aynı zamanda, Streptomyces türü bakterilerin ‎sekonder metabolitlerinin biyokontrol amaçlı veya bitki büyümesini ‎‎teşvik edici farklı ‎mikrobiyal gübre formlarında kullanım ‎potansiyelini ‎değerlendirecek ileri çalışmalara da öncülük ‎edebilir‎.