Zeytinlikleri ve bağları tahrip eden bakterilerle tanışın

Avrupa Birliği’nin en önemli 20 bitki zararlısından biri olan Xylella fastidiosa, çeşitli bitki hastalıklarına yol açan bir bakteridir. 

Son 15 yılda Avrupa’da yaygın salgınlara yol açan ve yıllık ekonomik etkisinin 5,5 milyar avrodan fazla olduğu tahmin edilen ölümcül Zeytin Hızlı Çürüklüğü Sendromu’na (OQDS) neden olur.

Bakterinin Avrupa ve dünyadaki kökenleri

Xylella fas­tidiosa, bilinen iki Xylella türünden biridir; diğeri ise Tayvan adasındaki Asya armutlarında armut yaprak yanıklığına neden olan Xylella tai­wa­nen­sis'tir.

Bitkilerin su taşıma dokularında (ksilem) büyüyen aerobik, Gram negatif bir bakteri olan X. fastidiosa'nın dünya çapında çok sayıda bitki hastalığına neden olduğu bilinmektedir. 

Bu bakteri, ksilem yoluyla bitkiler içinde serbestçe dolaşabilir ve bu sırada sürekli çoğalır. 

Sayıları kritik bir düzeye ulaştığında, ortaya çıkan biyofilm ksilemi tıkar ve bu da su stresi ile çinko ve demir gibi elementlerde eksikliklere yol açar; bu durum ise patojenin neden olduğu hastalıklarla ilişkili birçok semptoma yol açar.

Bu tür bir hastalığa ilişkin ilk raporlar, 1892 yılında bilinmeyen bir salgın hastalığın Kaliforniya'daki yaklaşık 14.000 hektarlık (34.600 dönüm) bağ alanını yok etmesiyle ortaya çıkmıştır. 

Ayrıca bakınız: Zeytinyağı Temelleri

Bu “Anaheim hastalığı”, daha sonra salgını araştırmak üzere görevlendirilen bakteriyolog Newton Pierce’ın adını alarak Pierce hastalığı olarak adlandırılmıştır. 

Pierce, hastalığa mikroskobik bir enfeksiyon etkeninin neden olduğunu doğru bir şekilde tahmin etmişti, ancak spesifik etkeni izole edemedi veya tanımlayamadı.

20^. yüzyılın büyük bir bölümünde bir virüs olduğu varsayılan X. Fastidiosa, ancak 1973 yılında bir bakteri olarak kabul edildi. Bu bakteri, ancak 1987 yılında Wells ve arkadaşları tarafından resmi olarak tanımlandı ve Xylella fastidiosa olarak adlandırıldı. 

O zamandan beri, 88 botanik familyasından 696 bitki türü, patojen için uygun konakçı olarak tanımlanmıştır.

Xylella'nın neden olduğu bilinen hastalıklar arasında, tarımsal ve ekonomik açıdan önemli olan birkaç hastalık bulunmaktadır. Bunlar arasında, şu anda Kaliforniya şarap endüstrisine yıllık 104 milyon dolar (92 milyon avro) tutarında tahmini zarara neden olan yukarıda bahsedilen Pierce hastalığı, zeytin yaprağı yanıklığı ve OQDS bulunmaktadır.

OQDS, zeytin yapraklarının, dallarının ve çırpılarının kurumasını ve solmasını neden olarak ağaçların meyve vermesini engeller ve nihayetinde ağacın çökmesine ve ölümüne yol açar.

En kötü senaryo tahmin modelleri, 2070 yılına kadar sadece İtalya'da toplam 5,6 milyar avroya varan ekonomik kayıplara işaret etmekte olup, ülkedeki salgınlar nedeniyle tahmini 100.000 işin kaybedildiği belirtilmektedir.

Yıkıcı etkileri ve yeni ortamlara ve konakçılara hızla uyum sağlama yeteneği nedeniyle, Xylella fastidiosa AB'de karantina organizması olarak düzenlenmiştir. Bu organizmanın Birlik topraklarına girişi ve bu topraklar içindeki hareketi yasalarla yasaklanmıştır.

Xylella'nın yayılma şekli ve şu anda bulunduğu yerler

Orta Amerika kökenli olan Xylella fas­tidiosa, Cicadellidae (yaprak biti) ve Cercopidae (tükürük böceği ve kurbağa biti) familyalarından gelen ksilem ile beslenen böcekler tarafından konak bitkiler arasında bulaşır. 

Bu böcekler, kısa mesafelerde (yaklaşık 100 metre) sadece basit uçuşlar yapabilirler, ancak rüzgârla taşındıklarında çok daha uzun mesafeler kat ettikleri kaydedilmiştir. Bakteriyel bulaşmanın, kök aşıları yoluyla yeraltında da gerçekleştiği gösterilmiştir.

Uzun mesafeli yayılma, çoğunlukla enfekte olmuş bitkilerin taşınmasıyla gerçekleşir. Patojenin İtalya ve diğer Avrupa ülkelerine bu yolla girmiş olduğu düşünülmektedir.

Ekim 2013’te, Xylella fastidiosa’nın güney İtalya’nın Puglia bölgesindeki zeytin ağaçlarını enfekte ettiği tespit edilmiştir. 

Bu, bakterinin Avrupa Birliği içinde ilk kez rapor edildiği zamandı. Hastalık, zeytinlik verimlerinde hızlı bir düşüşe neden oldu ve Nisan 2015'e kadar Lecce'nin tamamını ve Puglia'nın diğer bölgelerini etkiledi.

Ayrıca bakınız: Çin'de Xylella Fastidiosa Bulunmasının Ardından Avustralyalı Üreticiler Alarmda

İtalya'da görülen alt tür, zeytin ağaçlarına ve sıcak iklimlere belirgin bir tercih gösteren bir suş olan X. fastidiosa subsp. pauca olarak tanımlandı. Bu alt tür, yıkıcı potansiyeli nedeniyle ABD'deki Tarımsal Biyoterörizm Koruma Yasası kapsamında listelenmiştir.

İtalya’daki salgınlara yanıt olarak, Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) Kasım 2015’te olağanüstü bir bilimsel çalıştay düzenlemiştir. 

Dünya çapında 100'den fazla bilim insanı, önemli bilgi eksikliklerini belirlemek ve patojenle ilgili araştırma önceliklerini tartışmak üzere etkinliğe katıldı. 

Aynı ay içinde EFSA, Puglia’da devam eden deneylerden yola çıkarak, bölgedeki üzüm asmalarının Xylella için olası bir rezervuar olduğu sonucuna vardı.

Ekim 2015’e gelindiğinde patojen, Fransa anakarasındaki Provence-Alpes-Côte d’Azur bölgesine ulaşmış ve burada X. fastidiosa subsp. multiplex alt türünün, Güney Afrika’dan getirilen bir bitki türü olan mersin yapraklı süt otunu enfekte ettiği tespit edilmiştir. 

Ertesi yıl, bu bakteri Korsika ve Almanya’da tespit edildi. 2017’de İspanya’nın Mallorca ve İbiza adalarında, ardından da İspanya anakarasında tespit edildi.

O zamandan beri Xylella, İber Yarımadası'ndaki zeytin ağaçlarında ve diğer konak bitkilerde, ayrıca Orta Doğu'daki Lübnan ve İsrail'de de tespit edildi.

Xylella'nın yayılmasında iklim değişikliğinin rolü

Kapsamlı araştırmalar, iklim değişikliğinin bitki hastalıklarının ortaya çıkma riskini artırdığını ve bunun başlıca nedenlerinin sıcaklık ve nemdeki değişiklikler olduğunu göstermektedir.

Küresel sıcaklıklar yükseldikçe, birçok patojenin coğrafi yayılım alanı genişlemekte ve daha önce daha sıcak iklimlerle sınırlı olan hastalıklar, yeni bölgelere ve bitki türlerine yayılmaktadır. 

Yüksek sıcaklıklar, özellikle yüksek nem ile birleştiğinde, genellikle mantar ve bakteri türlerinin çoğalmasına ve yayılmasına elverişlidir. 

Ayrıca, daha yüksek en düşük sıcaklıklar, organizmaların mevsimsel olarak aktif oldukları süreyi uzatır ve kışı atlatma ve çevrede kalma yeteneklerini artırır. Bu durum sadece patojenler için değil, vektörleri için de geçerlidir.

Yüksek sıcaklıklar, birçok patojeni desteklemenin yanı sıra, ısı ve su stresi gibi süreçler yoluyla bir bitkinin doğal savunma mekanizmalarını zayıflatabilir, böylece bitkileri enfeksiyona karşı daha savunmasız hale getirip, daha fazla hasara uğrama ve daha yüksek ölüm oranlarına maruz kalma olasılığını artırabilir.

Özellikle Xylella fastidiosa ile ilgili olarak, yakın zamanda yapılan bir iklim-odaklı bir epidemiyolojik model, hem patojenin hem de birincil vektörü olan, çayır kurbağası veya çayır tükürük böceği olarak da bilinen Philaenus spumarius'un elverişli bulduğu iklim koşullarını değerlendirerek, Avrupa topraklarının hastalığa karşı ne kadar savunmasız olduğunu analiz etmiştir. Bu böcek, daha önce İtalyan zeytinliklerinde bakterinin yayılmasından sorumlu vektör olarak tanımlanmıştı.

Çalışma, küresel ortalama sıcaklıkta 1,5 °C'lik bir artışın Avrupa'da risk altındaki toplam arazi alanının yüzdesini %0,32'ye, 4 °C'lik bir artışın ise bu alanı %1,87'ye çıkardığını ortaya koymuştur. 

Analiz edilen sıcaklık artış aralığı içinde, 3 °C'lik bir artışın bir dönüm noktası olduğu tespit edildi. Araştırmacılar, bu eşiğin ötesinde, patojenin Akdeniz bölgesinin kuzeyine yayılma riskinin önemli ölçüde arttığını ve bunun da patojenin daha önce etkilenmemiş bölgelere hızla yayılmasına yol açtığını bulmuşlardır.

Yazarlar ayrıca, 1990'ların ortalarından önce, Akdeniz adaları hariç olmak üzere Avrupa'daki iklim koşullarının, bakterinin kıtada yerleşmesini büyük olasılıkla engellediğini iddia ediyorlar.

Xylella fastidiosa'yı kontrol altına alma çabaları

Hastalıklı bitkiler için bilinen bir tedavi bulunmadığından, mevcut kontrol önlemleri önleme ve yayılmanın engellenmesine odaklanmaktadır. 

Yaygın olarak kullanılan en etkili strateji, bakteri için bir rezervuar görevi görebilecek enfekte bitki materyalinin kapsamlı bir şekilde ortadan kaldırılmasını ve böcek vektör popülasyonlarının kontrolünü gerektirir.

EFSA, enfekte olduğu bilinen bitki materyalinin tamamen ortadan kaldırılmasına ek olarak, tüm duyarlı bitki türlerinin de kaldırılıp imha edildiği en az 100 metrelik bir “tampon bölge” oluşturulmasını önermektedir.

Ayrıca bakınız: Salento’yu Yeniden Canlandırmak — Girişimciler Yeni Fikirlerle Xylella’ya Karşı Mücadele Ediyor

Patojenin şiddetli doğası nedeniyle, uzmanlar bu süreçte tüm organik materyalleri kaldırırken ve taşırken koruyucu önlemlerin alınmasını önermektedir.

Böcek vektörlerini kontrol etme süreci de benzer şekilde karmaşıktır ve sadece organizmaların kendilerinin değil, aynı zamanda yaşam alanlarının da ortadan kaldırılmasını gerektirir. 

Bu, bu tür böceklerin çok besleyici doğası ve çok aşamalı yaşam döngüleri nedeniyle gereklidir. Örneğin, Philaenus spumarius'un en az 170 konakçı bitkiyle beslendiği ve yumurtadan çıktıktan sonra beş ayrı aşamadan geçtiği bilinmektedir.

Xylella fastidiosa için tedavi ve araştırma

Ekin yetiştirme yöntemlerindeki değişikliklerin, bakterisidal tedaviler ve konakçının fizyolojik durumunu iyileştirmeyi amaçlayan müdahaleler, hastalık gelişimini etkileme ve hatta hasadın yeniden başlamasına izin verme konusunda umut verici sonuçlar göstermiştir. Ancak bugüne kadar, enfekte olmuş bir bitkide patojeni ortadan kaldırmada hiçbirinin başarılı olduğu kanıtlanmamıştır.

Tedavi yöntemlerine yönelik araştırmalar, özellikle AB içinde, Xylella’nın karantina statüsü nedeniyle ciddi şekilde kısıtlanmaktadır. Diğer AB kısıtlamaları arasında bitki koruması için antibiyotik kullanımının yasaklanması da bulunmaktadır. Bu nedenle, araştırma alanları coğrafi bölgeden bölgeye değişiklik göstermektedir.

Bitkilerde antibiyotik kullanımının izin verildiği Amerika Birleşik Devletleri’nde, oksitetrasiklin, tetrasiklin ve streptomisin ile yapılan denemelerden ve Amerikan karaağaçlarında Xylella kaynaklı yaprak yanıklığının tedavisinde oksitetrasiklin mikroenjeksiyonundan elde edilen bilgiler mevcuttur. 

Ayrıca bakınız: Xylella'ya Dayanıklı Zeytinlikler, Apulya Zeytinyağının Geleceğidir

Bu tür denemeler semptomların gerilediğini göstermiş olsa da, hiçbiri enfeksiyonu ortadan kaldırmayı başaramamıştır ve tedavi durdurulduktan sonra semptomlar geri dönmüştür.

Avrupa'daki önemli bir girişim, Avrupa Birliği'nin Ufuk 2020 araştırma ve inovasyon programı kapsamında 2020 yılında başlatılan Biyo-Tabanlı Endüstriler Ortak Girişimi (BBI-JU) İnovasyon Eylemi olan Biovexo Projesi'dir.

Özellikle zeytin yetiştiriciliğinde Xylella ile mücadeleyi amaçlayan BIOVEXO, çevre dostu iki ana biyopestisit sınıfı geliştirmektedir: Patojeni doğrudan hedef alan “X-biyopestisitler” ve patojenin birincil bulaşma vektörü olarak görev yapan tükürük böceklerini hedef alan “V-biyopestisitler”. 

Denenen bileşen maddeler arasında bakteri suşları, bir mikrobiyal metabolit, bitki özleri ve bir entomopatojenik mantar bulunmaktadır.

Brezilya’da yapılan son araştırmalarda, parasetamol aşırı dozunu tedavi etmek ve pnömoni ve bronşit gibi insan hastalıklarında kalın mukusu gevşetmek için kullanılan yaygın bir mukolitik ilaç olan N-asetilsistein, yeni bir yaklaşımla ele alınmaktadır. 

Sorumlu mekanizmalar henüz tam olarak anlaşılamamış olsa da, ilk sonuçlar ilacın hidroponik veya tarla bitkilerine sulama yoluyla uygulandığında bakteriyel biyofilmleri bozmadaki etkinliğini göstermiştir.

Biyofilmlerin, bakterileri antimikrobiyal tedavilere karşı koruma ve nihayetinde bakteriyel dirence yol açma rolü göz önüne alındığında, koruyucu biyofilm matrisinin parçalanması, Xylella bakterisini doğrudan hedef alan tedavilerin etkinliğini önemli ölçüde artırabileceğinden, bu araştırma alanı giderek önem kazanabilir.

Bu araştırmanın bir gün mümkün olabileceğini öne sürdüğü gibi, patojeni konakçısının her yerinde doğru ve sistematik bir şekilde öldürmenin bir yolu bulunana kadar, enfekte olmuş bitkilerin karantinaya alınması ve imha edilmesi muhtemelen en etkili kontrol yöntemi olmaya devam edecektir.

---

---