Turunçgillerde depo çürüklüğü etmeni funguslara karşı antagonistik aktinobakterilerin izolasyonu, tanımlanması ve biyokontrol potansiyellerinin belirlenmesi

Aktinobakteriler, toprak ve su gibi habitatlarda yaşayan Gram pozitif bakterilerden olup çok sayıda biyoaktif bileşik ve hücre içi/dışı enzimler üretme kapasitesine sahiptirler. Son zamanlarda aktinobakterilerin antibakteriyel, antifungal ve diğer çeşitli aktif bileşikleri üretme potansiyelleri ve bu bileşiklerin tarım, gıda, ilaç ve kozmetik gibi endüstrilerde kullanım olanakları üzere birçok araştırma gerçekleştirilmiştir. Bu araştırmada ise kısaca, farklı habitatlardan izole edilen aktinobakteriler ve metabolitlerinin hasat sonrası turunçgillerde depo çürüklüğüne sebep olan ve sırasıyla yeşil ve maviküf hastalığı etmeni Penicillium digitatum ve P. italicum fitopatojenlerin kontrolüne yönelik antifungal aktiviteleri değerlendirilmiştir. Manisa ve çevresinden alınan toprak örneklemelerinden 186 aktinobakteri izole edilmiştir. İzolatların ilk antifungal aktivitesi hali hazırda küflü meyve ve sebzelerden izole edilen fitopatojen küfler hedef organizma olarak seçilerek denenmiştir. Birincil antifungal testlerde 186 aktinobakteri izolatından 44 tanesi etkili olarak belirlenmiş ve bunlardan en iyi aktiviteye sahip 10 izolat seçilerek fermentasyon yoluyla elde edilen metabolitleri ikincil antifungal denemelerde kullanılmıştır. Fermentasyon yoluyla biyoaktif ekstraktları elde edilen 10 izolatın hem Sıvı Kromatografisi-Yüksek Çözünürlüklü Elektro Sprey İyonizasyon Kütle Spektrometresi (LC-HRESIMS) kromatogramları hem de ikincil antagonistik test sonuçları değerlendirilerek GA-09 nolu izolatın en yüksek aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. Fermentasyonun ardından Kupchan sıvı-sıvı partisyonlama yöntemiyle fraksiyonlama ve sonrasında Orta Basınçlı Sıvı Kromatografisi (MPLC) ile alt fraksiyonlama işlemleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen alt fraksiyonlar Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC) kullanılarak antifungal olduğu düşünülen bileşikler saflaştırılmıştır. Saf metabolitlerin in vitro ve in vivo antifungal aktiviteleri P. digitatum ve P. italicum'a karşı deneniştir. İn vivo testlerde kullanılan portakalların inkübasyon öncesi ve inkübasyon sonrası fizikokimyasal özellikleri (pH, briks, esmerleşme indeksi ve tekstür parametrelerinden sıkılık) ölçülmüştür. Saflaştırılan metabolitlerin yapısal karakterizasyonu 1H-NMR ve 13C-NMR ile tespit edilmiştir. Çalışmada GA-09 (Streptomyces pseudovenezuelae)'un ürettiği ve antifungal olduğu düşünülen 6 metabolit; Rutamisin A (M-1), Rutamisin B (M-2), Bilinmeyen 1 (M-3), Bilinmeyen 2 (M-4), Desferrioxamine D2 (M-5) ve Desferrioxamine E (M-6) olarak tespit edilmiştir. Literatürde daha önce belirlenmiş bileşikler ile karşılaştırıldığında; M-1 ve M-2'nin antifungal olduğu bilinen bileşiklerden; M-3 ve M-4 ise yeni bileşikler olabileceği ilk kez bu çalışmada rapor edilmiştir. M-5 ve M-6 ise siderofor olarak bilinen demir şelatlayan bileşiklerdir. M-1 ve M-2 birbirinin türevi olup in vitro ve in vivo analizlerde en yüksek antifungal etkiyi göstermiştir. Ayrıca M-1 ve M-2 ilave edilen portakallarda 5 günlük inkübasyon süresince sıkılık değerinin korunduğu tespit edilmiştir. M-3 ve M-4 ise pozitif kontrole yakın bir antifungal aktivite göstermiştir. 16 farklı mikroorganizmanın morfolojik, kültürel karakteristikler ve moleküler olarak identifikasyonu yapılmıştır. Seçilen ve üzerinde çalışılan aktinobakterilerden cins bazında 6 adet Streptomyces sp. (AK-01, AK-13, AK-14, DT-06, DT-10 ve DT-11), 1 adet Amycolatopsis sp. (SP-03) ve 1 adet Lentzea sp. (UZ-72) ile tür bazında 2 adet Streptomyces netropsis (DT-02) ve Streptomyces pseudovenezuelae (GA-09) olarak tanımlanmıştır. Tür bazında belirlenen fitopatojen küfler ise sırasıyla; Penicillium italicum, Penicillium digitatum, Penicillium chrysogenum, Alternaria alternata, Aspergillus niger ve Fusarium oxysporum olarak belirlenmiştir. Yapılan analizlere ve elde edilen sonuçlara göre bu araştırma literatürde yapılmış diğer benzer çalışmaları ileri bir boyuta taşımış ve elde edilen aktinobakteri metabolitlerinin ticarileşme potansiyelini ortaya koymuştur.