Ünite 7: Prokaryotların (Bakteri ve Molliküt) Neden Olduğu Bitki Hastalıkları

Giriş

Prokaryotlar, şu özellikleri ile ökaryotlardan ayrılır:

• Hava yokluğunda yaşayabilme ve gerekli enerjiyi fermentasyon veya anaerobik solunumla sağlar,
• 70 S olan ribozomları sitoplazmada bulunur,
• Mitokondrium, kloroplast, golgi aygıtı ve endoplazmik retikuluma sahip değildirler,
• Hücre duvarı peptidoglukandan oluşur
• DNA ve RNA’sı aynı bölümde sentezlenir Prokaryotik hücreler; hücre duvarına sahip ve tek hücreli olan Eubacterler, hücre duvarları olmayan Pleomorfikler ve çoklu hücrelerden oluşan Actinomycetes’ler olarak 3’e ayrılırlar.

Bakteri Morfolojisi

Tek hücreli yapıda olan bakteriler, dış görünüş olarak Coccus (küre), Bacillus (çubuk), Vibrio (virgül) ve Spirillium (sarmal) şeklinde olabilirler ve dış kısmında bir hücre zarı ve onun içinde sitoplazmayı çevreleyen sitoplazmik zar bulunur; ortada ise dağınık halde kimyasal yapısı çift sarmal yapıda bir DNA olan bir adet kromozom yer alır. Bakteri hücresinde; protoplast, hücre zarı, kapsül denilen yapışkan, sümüksü bir madde ve kapsülden başka diğer kısımlar olarak adlandırılan kamçı ve sitoplazma granülleri bulunur.

Gram (+) ve Gram (-) olma durumu, bakteri hücresine özel şekli veren ve bu şekli yaşamı süresince korumasını sağlayan yapı olan hücre duvarının içeriğine bağlıdır; Gram(+) hücre duvarı %50-90 Peptidoglukan’dan, ayrıca Mukopeptid, Glikoaminopeptid ve Murein’den ve %40-50 oranında da Teikoik asitten oluşurken, bakterilerin büyük çoğunluğunu nitelendiren Gram (-) hücre duvarı %5-10 oranında Peptidoglukan içerir, teikoik asitten ise yoksundur.

Birçok bakteride hareketi sağlayan Flagella isimli kamçı benzeri yapıya göre bakteriler Atrik (Kamçısız), Monotrik (Tek kamçılı), Lofotrik (Çok kamçılı), Amfitrik (Her iki ucu kamçılı) ve Peritrik (Her tarafı kamçılı) olmak üzere isimlendirilirler.

Birçok Gram negatif bakterinin ana yüzeyinde yer alan birçok ipliksi bağlantılara Pili veya Fimbria adı verilir. Bakteri hücrelerinde ana kromozomdan ayrı olarak ekstra kromozomal DNA olarak isimlendirilen Plasmid adı verilen yapılar; seks faktörleri, bakteriosin üretimi, uygun olmayan maddelerin kullanımı, ilaç dayanıklılığı, UV dayanıklılığı, faj dayanıklılığı ve patojenısıte, gibi özellikleri taşır.

Prokaryotların depo materyalleri Poly-ß-hydroxybutyrate, bolutin (inorganik fosfat polimerleri), nişasta, glikojen ve kükürttür, bakterilerde yalnızca Poly-ß-hydroxybutyrate bulunur. Bakteriler koloni renk ve şekillerine (düz, dalgalı, katlı ve ipliksi gibi) göre de ayrılırlar.

Bakterilerde Çoğalma

Bakteri hücresinin öncelikle boyu uzar, sitoplazmik zar içeri doğru katlanarak hücreyi ikiye ayırır, kromozom iki eşit kısma bölünür ve her biri bir hücrede kalır, bölünme hızı yüksektir.

Bakterilerde Yaşam

Bakteriler, bitkiye bağlı (parazitik - lezyonlarda, latent enfeksiyonlarda, tohumlar veya bitki materyallerindeveya resident- Phyllosphere, Gemmisphere ve Rhizosphere’lerde) ya da saprofitik olarak (toprakta, bitki artıklarında, yüzey sularında ve tarımsal materyaller ile tarım aletlerinde) yaşamlarını sürdürürler.

Bakterilerin Yayılması

Bakteriler, uzun mesafeli yayılma (insanlar, tohum ve vejetatif çoğaltma organları) ve kısa mesafeli yayılma (tarımsal aletler, tarım işçileri, sulama suyu, böcekler, toz, polen, aerosoller gibi hava yolu ile aracılığı ile) yayılırlar. Yayılma şekilleri;

• Üretim Materyali ile Yayılma,
• Toprakla Bulaşma,
• Diğer Canlılarla Bulaşma ve
• Meteorolojik Faktörlerdir.

Bakterilerin Bitki Dokusuna Girişi ve Bitkiden Bitkiye Taşınmaları

Bakteriler stoma, lentisel, hidatod ve trikom (trichome), gibi doğal açıklıklardan veya çiçeklerden ya da bitkide herhangi bir mekanik hasar olmuşsa buralardan kolaylıkla bitkilere giriş yaparlar ve kısa sürede bitki özsuyu ile ya da hücreler arası boşluklara (intercellular) yerleşerek salgıladıkları enzim ve toksinlerle hücre çeperini çözerler, böylece bitkinin değişik kısımlarına taşınarak buralarda enfeksiyon yaparlar. Su, bakterilerin bir bitkiden diğerine taşınmasında önemli bir faktördür.

Bakterilerin Bitkilerde Oluşturdukları Belirtiler

• Yapraklar üzerinde yuvarlak, köşeli veya haleli lekeler, yanıklık,
• Solgunluk (bakteriler iletim demetlerine yerleşerek tohuma kadar ulaşırlar ve tohumla taşınırlar),
• Kanser ve ur oluşumu (sentezledikleri hormon etkili kimyasallarla bitki hücrelerinde aşırı bölünmeyi teşvik ederek) ,
• Pektolitik enzim salgılamak suretiyle bitkilerin gövde, yumru, soğan, meyve gibi etli ve sulu organlarında yumuşak çürüklükler gibi semptomlar, bakterilerin bitkilerde oluşturdukları başlıca belirtilerdir.

Bakterilerde Sınıflandırma ve Önemli Bakteriyel Bitki Hastalıkları

Bitki patojeni prokaryotlar arasında yer almakta olan bakteriler, temel özelliklerine göre şu şekilde sınşandırılmaktadır:

1. Alem: Procaryotae
2. Bacteria- Hücre membranı ve hücre duvarına sahiptirler.
3. Bölüm: Gracilicutes- Gram negatif bakteriler
4. Sınıf: Proteobacteria- Birçoğu tek hücreli olanlar
5. Familya: Pseudomonaceae

Pseudomonaceae familyası içinde bulunan cinsler ile ilgili bazı önemli bilgiler şu şekilde sıralanabilir: Pseudomonas;

• Bazı türleri H2 ve CO enerji kaynağı olarak kullanan kemolithotrofturlar, yaprak lekeleri, yanıklıklar, vasküler solgunluklar, yumuşak çürüklükler, kanser ve galler oluştururlar,
• Pseudomonas syringae pv. tabaci: Tütünde Vahşi Ateş Yanıklığı, Pseudomonas syringae pv. lachrymans: Hıyar Köşeli Yaprak Lekesi Pseudomonas syringae pv. phaseolicola: Fasulyede Hale Yanıklığı, Pseudomonas syringae pv. syringae: Turunçgillerde Yanıklık, Fasulyede Yaprak Lekesi, Armutta Yanıklık, Taş Çekirdekli Meyvelerde Bakteriyel Yanıklık Pseudomonas tomato pv. tomato: Domateslerde Bakteriyel Benek, Pseudomonas savastanoi pv. savastanoi: Zeytin Dal Kanseri, Ralstonia solanacearum: Patateste ve Domatesde Bakteriyel Solgunluk (yaprakların ani solgunluğu ile karakterize, mücadelede fidelik topraklarında ve tarım alanlarında solarizasyon veya buharlı sterilizasyon, kök-ur nematodlarını yok etmek için D-D veya chloropicrin kimyasalları)

Xanthomonas;

• Çok sayıdaki bitkide yaprak ve meyve lekeleri, tek ve çok yıllık bitkilerde yanıklık, vasküler solgunluk ve turunçgillerde kanser oluşumu,
• Xanthomonas campestris pv. phaseoli: Fasulye Adi Yaprak Yanıklığı, Xanthomonas campestris pv. malvacearum: Pamuk Köşeli Yaprak Lekesi, Xanthomonas campestris pv.oryzae: Çeltikte Bakteriyel Yaprak Yanıklığı, Xanthomonas campestris pv. vesicatoria: Domates ve Biberde Bakteriyel Leke (3 mm çapında küçük, düzensiz, siyah yağımsı lezyonlar, çiçek dökümü, Yeşil meyve üzerinde küçük, sulumsu lekeler, Xanthomonas arboricola pv. pruni: Taş Çekirdekli Meyvelerde Bakteriyel Leke, Xanthomonas axonopodis pv. citri: Turunçgil Bakteriyel Kanseri, Xanthomonas campestris pv. campestris: Crucifer’lerde Siyah Çürüklük, Xanthomonas arboricola pv. juglandis: Ceviz Bakteriyel Yanıklığı.

Acidovorax;

• Mısırda yaprak lekeleri,
• Acidovorax avenae subsp. avenae: Yulafta Yaprak Lekesi, Acidovorax avenae subsp. cattleyae: Orkidlerde Bakteriyel Kahverengi Leke, Acidovorax avenae subsp. citrulli: Karpuzlarda Bakteriyel Meyve Lekesi

Rhizobacter;

• Beyaz veya sarımsı beyaz renkli koloniler,
• Rhizobacter daucus: Havuçta Bakteriyel Gal Hastalığı

Rhizomonas;

Rhizomonas suberifaciens: Marulda Kabuk Çürüklüğü

Xylophilus;

• Xylophilus ampelinus : Asmalarda Bakteriyel Nekroz

Rhizobiaceae familyası içinde bulunan cins (Rhizobium) ile ilgili bazı önemli bilgiler şu şekilde sıralanabilir:

• Rhizobium tumefaciens: Kök Kanseri ve Taç Gali (yara paraziti, birçok odunsu bitkide, toprağa yakın gövde veya kök kısmında plazmid aracılığıyla bölünmeyi ve büyüme artar ve böylece ur veya gal oluşur, tipik belirtidir, genç bitkilerin kök sistemleri Agrobacterium radiobacter K84 straini’ne daldırılarak dikilebilir, toprak chloropicrin ile dezenfekte edilebilir, hastalıklı bitkilere kemoterapi uygulanabilir), Rhizobium rhizogenes: Elmada Saçak Köklülük, Rhizobium rubi: Böğürtlende Gövde Uru.

Enterobacteriaceae familyası içinde bulunan cins (Erwinia) ile ilgili bazı önemli bilgiler şu şekilde sıralanabilir:

• Bitkilerde yumuşak çürüklük, yanıklık ve solgunluk hastalıklarına neden olurlar,
• Erwinia amylovora: Elma ve Armutta Ateş Yanıklığı (Bitkilerde tespit edilen ilk bakteri hastalığı, ilk belirtileri ilkbaharda, çiçekler ve yapraklar önce suda ıslanmış gibi bir görünüm alır sonra solarak önce kahverengine sonra da siyaha döner. Mücadelesi için : hastalık belirtisi gösteren materyalleri derhal hastalıklı kısmın 25 cm altından kesilip uzaklaştırılmalı, Golden Delicious, Jonathan, Ledi, Staymar gibi elma çeşitleri ile Barlett armut çeşidi hastalığa çok hassastır, dikimemelidir. Ve ayrıca budama aletleri %10’luk sodyum hipoklorür çözeltisine daldırıldıktan sonra kullanılmalı, bakıroksiklorür ve Maneb karışımlarıyla çiçeklenme döneminde yapılacak ilaçlamaların primer ve sekonder enfeksiyonları engelleyebileceği bilinmelidir.)
• Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum: Değişik Bitkilerde Yumuşak Çürüklük, Erwinia carotovora pv. atroseptica: Patateste Siyah Bacaklılık Hastalığı, Erwinia stewartii: Mısırda Bakteriyel Solgunluk, Erwinia tracheiphila: Kabakgillerde Solgunluk

Firmicutes familyası içinde bulunan cinsler ile ilgili bazı önemli bilgiler şu şekilde sıralanabilir:

• Sınıf 1: Firmibacteria-Birçoğu tek hücreli bakteriler
• Cins 1:Bacillus: Fide, fidelik ve yumrularda çürüklük, buğdayda beyaz çizgi hastalığı
• Cins 2:Clostridium: Depolanmış yumrularda ve yapraklarda çürüklük yaparlar.
• Sınıf 2: Thallobacteria-Dallanmış bakteriler
• Cins 1: Arthrobacter : Bakteriyel yanıklık
• Cins 2: Curtobacterium: Fasulye ve diğer bitkilerde solgunluk
• Cins 3: Rhodococcus: Bezelyede yassılaşma
• Cins 4: Streptomyces: Patateste uyuz
• Cins 5: Clavibacter: Bakteriyel solgunluk

Patateslerde yaygın olarak görülen bir bakteriyel hastalık olan patates uyuzu hastalığı, şekerpancarı, pancar, turp gibi bitkilerde de görülür ve en tipik belirtisi yumrular üzerindeki küçük, kahverengimsi tümsek şeklinde uyuzumsu lekelerdir. Mücadelesinde sağlam, sertifikalı ve hastalıksız yumrular kullanılmalı, dayanıklı çeşitler yetiştirilmeli ve toprak pH’sı kükürt uygulaması ile 5.3 civarında tutulmalı, ürün rotasyonu uygulanmalı, kimyasal mücadelesinde ise toprak veya tohum ilaçlaması düşünülmelidir.

Tohumla taşınan bir hastalık olan domateste bakteriyel solgunluk ve kanser hastalığı, en alt yapraklarda başlayan ve yaprakların kıvrılıp kurumasına neden olan solgunluk ile belirti verir, hastalık ilerledikçe gövde üzerinde ve yaprak salkımlarında kahverengimsi çizgiler veya çatlaklar görülür; meyveler üzerinde kuş gözü lekesi denilen 3 mm çapında etrafı beyaz haleli, sulu lekelere neden olur. Mücadelesinde, sağlam, sertifikalı hastalıksız temiz tohum kullanımına özen göstermek, tohumları 55°C’de 25 dakika tutularak bakteriden arındırmak, toprakları chloropicrin, buhar uygulaması veya solarizasyon ile dezenfekte etmek, zirai alet ve ekipmanları sodyum hipoklorür ile dezenfekte etmek, en az 4 yıl ürün rotasyonu yapılması ve bakırlı bileşiklerle bitkilerin ilaçlanması yer alır.

Procaryota alemi içindeki diğer bir bölüm olan Tenericutes için değerlendirilmesi gereken cins, Mollicutes sınıfına ve Spiroplasmataceae familyasına ait olan Spiroplasma’dır ve turunçgillerde Palamutlaşma (Stubborn) hastalığı ile mısırda cüceliğe (Corn Stunt) neden olurlar. Bu hastalığın gelişimi yavaş, tespiti zordur; dal ve sürgünler yukarıya doğru gelişir ve boğum aralarının kısalması nedeniyle ağaçlarda çalımsı bir görünüm ortaya çıkar. Meyveler ise küçük ve bozuk şekillidir, meyve kabuğu sapa bağlantı kısmından meyvelerin ortasına kadar normalden kalın, buradan meyvenin dip kısmına kadar ise incedir. Mücadelesinde, hasta bitkilerin uzaklaştırılması, indeksleme yolu ile hastalıksız aşı kalemi veya gözünün kullanılması, genç bitkilerin köklerinin tetrasiklin çözeltisi ile muamele edilmesi aracılığıyla bitkinin korunması ya da bulaşık alanlarda belirtilerin hafişemesi yer alır.

Diğer grup bakteriler içerisinde; aşı ve yaprak pireleri ile taşınan ve bağlarda Pierce hastalığına sebep olan Xylella fastidiosa bulunur. Bu hastalık, yapraklarda ilk önce klorotik lekeler ile, sonrasında ise bu kısımlarda kuruma ile karakterize, enfekte bitkinin cüce kalmasına sebep olan ve kısa sürede bitkinin ölümü ile sonuçlanan bir hastalıktır. İletim demetlerinin bu bakteriler tarafından tıkanması sonucu tracheobacteriosis oluşur. Mücadelesinde sıcaklık muamelesi yapılabilir (çoğaltma materyalleri 45 °C’deki suya 3 saat süreyle daldırılır), vektörü olan böceklerle insektisit kullanılabilir (fakat hastalık kontrolü için bu yeterli değildir).

Fitoplazma

Mollicutes sınıfında yer alan ve hücre duvarı olmayan en küçük bakteriler, yani fitoplazmalar, şoemde bulunan ve vektör böceklerle taşınan obligat parazit bakterilerdir. genel olarak sararma, bronzlaşma, sürgünlerde çalılaşma, boğum aralarının kısalması, çiçeklerin yeşillenmesi ve yaprakların küçülmesi şeklinde hastalık belirtilerine yol açarlar. Stolbur veya iri tomurcuk fitoplazmaların neden olduğu bilinen, domates, biber, patlıcan, ve patateste yapraklarda kırmızılaşma, çiçek tomurcuklarının irileşmesi, patateslerde iplik şeklinde yumru çimi, bitkilerde gelişme geriliği ve deformasyona neden olan hastalıktır.

Bakterilerle Genel Mücadele Yöntemleri

• Ekim veya dikimden önce iyi bir toprak sterilizasyonu yapılması,
• Bitkisel üretim materyalinin temiz, sağlıklı ve sertifikalı olması,
• Tohumluk alınırken bakteriyel hastalıkların görülmediği alanlardan alınmaları,
• Hastalıklı bitki artıklarının ortamdan uzaklaştırılıp yok edilmeleri veya yakılmaları,
• Sulama ve gübreleme gibi tarımsal uygulama işlemlerinde aşırıya kaçılmaması,
• Konukçu sayısı sınırlı olan bakteriler için ekim nöbeti ve ürün rotasyonu,
• Hastalığa dayanıklı bitki çeşitleri seçilmelidir.
• Kimyasal mücadelede bakır içerikli kimyasalların koruma amaçlı kullanımı (bordo bulamacı ve hazır bakırlı preparatlardan birisi tercih edilebilir).