Zeytinliklerdeki Bakteriler, Xylella ile Mücadelede Anahtar Rol Oynayabilir

Araştırmacılar, bazı mikroorganizmaların ikincil bir bağışıklık sistemi gibi biyolojik faydalar sağladığını ortaya çıkardı.

Jaén Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, zeytin ağaçlarının yapraklarında ve toprağında, bu ağaçları çevresel zorluklardan koruyan bir grup uykuda olan bakteri tespit etti.

Genetik analizler, çeşitli mikroorganizmaların ikincil bir bağışıklık sistemine benzer biyolojik avantajlar sağladığını ortaya koydu. Araştırmacılar, bulgularının ölümcül patojen Xylella fastidiosa ile mücadele etmek için doğal bir biyopestisit geliştirilmesine olanak sağlayacağını umuyor.

Ayrıca bakınız: Avrupa’nın Xylella Fastidiosa’ya Karşı Gelişen Mücadelesi

Xylella fas­tidiosa’nın 2008 yılında Kosta Rika’dan getirilen tek bir kahve bitkisiyle İtalya’ya ulaştığı düşünülüyor.

Ölümcül zeytin hızlı çürüklüğü sendromuna neden olan Xylella fastidiosa, son 15 yılda Avrupa'da yaygın salgınlara neden olmuş ve yıllık ekonomik etkisinin 5,5 milyar avronun üzerinde olduğu tahmin edilmektedir.

Bu bakteri, şu anda onu ortadan kaldırmak için etkili bir saha kontrol yöntemi bulunmadığından, yönetilmesi zor bir sorun olduğu kanıtlanmıştır.

Ancak Microbiology Spectrum dergisinde yayınlanan araştırma makalesinde, araştırmacılar patojenle mücadelede anahtar rol oynayabileceğine inandıkları Bacillus spp. adlı bir bakteri grubunu tanımladılar.

Xylella fas­tidiosa

Xylella fas­tidiosa, çeşitli bitki hastalıklarına neden olmasıyla bilinen gram negatif bir bakteridir. Bu patojen, öncelikle köklerden bitkinin diğer kısımlarına su ve besin maddelerini taşıyan bitki dokusu olan ksilemi etkiler. Xylella fastidiosa, çok çeşitli bitki türlerini enfekte ederek ekonomik kayıplara ve çevresel hasara yol açabileceğinden, tarım ve ormancılıkta önemli bir endişe kaynağıdır.

Bu bakteri, bitki özsuyuyla beslenen keskin nişancı böcekleri ve tükürük böcekleri gibi vektör böcekler tarafından bulaşır. Bu böcekler enfekte olmuş bitkilerle beslendiğinde bakteriyi kapar ve daha sonra sağlıklı bitkilerle beslendiklerinde bu bakteriyi onlara bulaştırabilir. Xylella fas­tidiosa hem tarımsal ürünler hem de süs bitkilerini enfekte edebilir ve dünyanın çeşitli bölgelerinde yıkıcı hastalıklara neden olmuştur.

Xylella fas­tidiosa’nın neden olduğu iyi bilinen hastalıklardan bazıları Pierce Hastalığı, Narenciye Alacalı Klorozu (CVC) ve Zeytin Hızlı Çürüme Sendromu’dur (OQDS).

Xylella fas­tidiosa’yı kontrol altına alma çabaları arasında, böcek vektörlerini yönetmek için böcek ilacı kullanımı ile birlikte, daha fazla yayılmayı önlemek amacıyla enfekte olmuş bitkilerin karantinaya alınması ve ortadan kaldırılmasına yönelik çabalar yer almaktadır. Bu bakteri ve buna bağlı bitki hastalıklarının yayılmasını yönetmek ve önlemek için daha etkili stratejiler geliştirmek üzere araştırmalar devam etmektedir.

Bacillus türleri, tıbbi, biyoteknolojik ve tarımsal uygulamalar için değerli kılan belirgin özelliklere sahiptir.

Biyoyakıt, biyopolimer ve biyoaktif molekül üretiminde kullanılabilirler. Tarımda, bitki büyümesini artırabilir, biyo-gübre görevi görebilir, büyümeyi uyarabilir ve patojenleri kontrol edebilirler, bu da onları sürdürülebilir tarım için umut verici kılar.

Bacillus bazlı biyo-gübreler, besin maddelerinin kullanılabilirliğini, azot fiksasyonunu, fosfor çözünürlüğünü ve bitki büyüme düzenleyicilerinin üretimini iyileştirerek bitki büyümesini ve verimi artırır.

Bu bakteriler ayrıca antimikrobiyal bileşikler üretebilir, maliyet etkindir ve stabilite için sporlar oluşturur, böylece kimyasal pestisitlere doğal bir alternatif sunar.

Bacillus thuringiensis, böcek öldürücü özellikleriyle iyi bilinirken, B. subtilis ve Bacillus amyloliquefaciens gibi diğer türler çeşitli ticari mahsullerde biyolojik mücadele ajanı olarak başarıyla kullanılmıştır.

Dahası, bazı Bacillus türlerinin bakteriyosinler, yani antimikrobiyal peptidler üretme yeteneği, bitki tedavisi açısından umut vericidir.

Bu faydalara buğday, ayçiçeği ve patates gibi bitkilerde zaten kanıtlanmış olsa da, Jaén Üniversitesi ekibi tarafından yürütülen araştırma, İspanyol zeytinliklerindeki varlıklarını ve bir dizi çevresel zorluğa karşı dirençlerini analiz etmeye odaklanmıştır.

Hikmate Abriouel'in gözetiminde ekip, Xylella fastidiosa ile mücadele etmek için bir biyopestisit geliştirmeyi amaçlayan bir Avrupa Marie Curie girişimi olan SMART-AGRI-SPORE projesine başladı. Proje, Jaén ve Málaga'daki zeytinliklerden toplanan Bacillus spp. cinsinden 417 bakteri türünün analizini içeriyordu.

Araştırmacılar, olumsuz dış koşulların üstesinden gelmek için spor oluşturabilen ve kış uykusuna yatabilen, koşullar elverişli hale geldiğinde ise yeniden canlanabilen bakterileri belirlemeye çalıştılar.

Bu sporlar koruyucu bir kalkan görevi görerek, bakterileri aşırı sıcaklıklara, radyasyona ve zararlı kimyasallara karşı dirençli hale getirir. Bu özelliğe sahip suşları izole etmek için ekip, örneklerini 80 ºC'ye ulaşan sıcaklıklara maruz bırakarak, kriteri karşılamayan tüm suşları ortadan kaldırdı.

“Çevrede besin eksikliği gibi olumsuz bir durumla karşılaştıklarında, bu bakteriler tehlike ortadan kalkana ve normal yaşamsal işlevlerine devam edebilene kadar bir tür kış uykusu gibi bir dinlenme durumuna girerler,” diye açıkladı makalenin yazarlarından Julia Manetsberger.

Bacillus spp.'nin çevresel zorluklara karşı direncini daha iyi anlamak için araştırmacılar, bakterileri değişen miktarlarda antibiyotik ve inorganik gübreye maruz bıraktı.

Dirençleri normaldi ve diğer bakteri türlerinkine benzerdi. Bu direnç, Bacillus spp.'nin doğada bu tür yaygın olarak kullanılan tarımsal bileşiklere maruz kaldığında hayatta kalacağını ve zeytinliklere istenen faydaları sağlamaya devam edeceğini düşündürmektedir.

İspanyol zeytinliklerinde bu eşsiz bakterilerin keşfi, gelecekteki tarımsal uygulamalar için yeni olanaklar sunmaktadır.

Bacillus spp.'nin halihazırda en yaygın kullanılan biyopestisitlerden biri olarak merkezi bir rol oynadığı göz önüne alındığında, tarımda yeni biyoteknolojik uygulamalar için potansiyeli umut vericidir. Araştırmacılar, Xylella fastidiosa salgınlarıyla mücadele etmek için bu mikroorganizma grubunu kullanan doğal bir biyopestisit geliştirilmesini önermektedir.

Buna ek olarak, bu bakterilerin daha önce metale maruz kalmaya dayanıklı olduğu ve topraktan ağır metalleri uzaklaştırarak çevreyi etkili bir şekilde detoksifiye ettiği gösterilmiştir.

Ağır metal kirliliği, bitkilerin bu metalleri emip gıda zincirine girmesine neden olduğu için ticari tarım ve gıda üretimi için önemli bir sorun teşkil etmektedir.

Bu nedenle ekip, örneklerinin çeşitli ağır metallere karşı toleransını inceledi. Test edilen izolatların iyi bir toleransa sahip olduğunu buldular; demir en fazla tolere edilen metal olurken, onu bakır, nikel, manganez, çinko ve kadmiyum izledi.

Bu bulgu, zeytin sporobiyotasının üyelerinin, çevresel faktörler veya insan faaliyetleri nedeniyle metal seviyelerinin yüksek olduğu topraklarda potansiyel olarak gelişebileceğini düşündürmektedir.