Bitki uçucu yağ ve bileşenlerinin fasulyede sorun olan fungal ve bakteriyel hastalık etmenlerine karşı antimikrobiyal etkinliklerinin in vitro koşullarda araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Hatay ilinde doğal olarak yetişen tıbbi bitkilerden Suriye kekiği (Origanum syriacum), rezene (Foeniculum vulgare) ve defne (Laurus nobilis) bitkilerinden elde edilen uçucu yağ ve bu yağların ana bileşenlerinin (carvacrol, trans-anethole ve 1,8-cineole) fasulye bakteriyel hastalık etmenleri Pseudomonas syringae pv. phaseolicola (Psp) ve Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff) ile toprak kökenli fungal hastalık etmelerinden Sclerotum rolfsii, Rhizoctonia solani ve Macrophomina phaseolina'ya karşı antimikrobiyal etkinlikleri in vitro koşullarda araştırılmıştır.Bitkilerden elde edilen uçucu yağların değme ve buhar fazları fungal etmenlerin misel gelişimlerini konsantrasyonlara bağlı olarak değişik oranlarda engellemiştir. O. syriacum ve F. vulgare uçucu yağları 160 ile 320 µg/ml değme konsantrasyonlarda fungal etmenlerin miselyal gelişimini tamamen engellerken, L. nobilis uçucu yağı nispeten yüksek konsantrasyonlarda (1440-2880 µg/ml) antifungal etkinlik göstermiştir. Uçucu yağların buhar etkinliğine bakıldığında 20 ile 200 µg/ml hava konsantrasyonlarda fungusların misel gelişiminin tamamen engellendiği belirlenmiştir. Uçucu yağların buhar etkinliği değme etkinliğine göre daha yüksek düzeyde gerçekleşmiştir. O. syriacum ve F. vulgare uçucu yağlarının ana bileşenlerinden carvacrol ve trans-anethole fungal etmenleri 130 ile 440 µg/ml konsantrasyonda tamamen engellerken, L. nobilis uçucu yağının ana bileşeni olan 1,8-cineole fungal etmenler içinde sadece M. phaseolina karşı kullanılan en yüksek konsantrasyonda (3000 µg/ml) antifungal etkinlik gösterebilmiştir.Uçucu yağlar ve ana bileşenlerinin antibakteriyel etkinlikleri iki farklı metot (agar disk difüsyon ve mikro seyreltme yöntemleri) kullanılarak araştırılmıştır. Bakteriler arasında uçucu yağlara karşı gram-pozitif Cff'in gram-negatif Psp'e göre daha duyarlı olduğu belirlenmiştir. O. syriacum uçucu yağı Cff ve Psp bakteriyel etmene karşı en etkili yağ olurken (37.0-10.1 mm çapında engelleme bölgesi oluşturarak), bu yağı sırası ile F. vulgare (6.2-12.1 mm) ve L. nobilis (6.0-10.0 mm) uçucu yağları takip etmiştir. Cff ve Psp için belirlenen en düşük patojen gelişimini engelleyen konsantrasyonlar (MIC) O. syriacum için sırası ile 0.5 ve 2.5, F. vulgare için 175.0 ve 300.0, L. nobilis için 60.0 ve 400.0 mg/ml olarak belirlenmiştir.Cff'in mikrobiyel gelişimi carvacrol ve 1,8-cineole bileşenlerince uçucu yağlarında bulundukları oranlarda (0.5 ve 35 mg/ml) engellenirken, trans-antehole bileşeni kullanılan tüm oranlarda (150-450 mg/ml) antibakteriyel etkinlik gösterememiştir. Psp'nın mikrobiyel gelişimi carvacrol tarafından uçucu yağlarda bulundukları oranlarda (2 mg/ml) engellenirken, 1,8-cineole ve trans-anethole bileşenlerin uçucu yağlarında bulundukları oranlarının yanı sıra daha yüksek konsantrasyonlarda bile (220-660 ile 255-765 mg/ml) antibakteriyel etkinlik gösterememiştir.Bitki uçucu yağ ve ana bileşenlerin göstermiş olduğu antimikrobiyal etkinlikler, bu tür doğal bileşiklerin ekonomik öneme sahip bitkilerin fungal ve bakteriyel hastalık etmenlerine karşı kimyasal mücadeleye alternatif yeni mücadele yöntemleri olarak kullanılabilme potansiyellerine sahip olduğunu göstermiştir.

In this study, in vitro antimicrobial efficacy of essential oils (EO?s) obtained from Syrian oregano (Origanum syriacum), fennel (Foeniculum vulgare) and laurel (Laurus nobilis) plants, naturally growing in the different regions of Hatay province, and bay their major constituents (carvacrol, trans-anethole and 1,8-cineole) were investigated against bean bacterial [Pseudomonas syringae pv. phaseolicola (Psp) and Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff)] and soil-borne fungal [Sclerotium rolfsii, Rhizoctonia solani and Macrophomina phaseolina] disease agents.Volatile and contact phase of EO?s at different concentrations inhibited the mycelial growth in a dose-dependent manner. Results obtained showed that contact phases of O. syriacum and F. vulgare EO?s at 160 to 320 µg/ml concentrations completely inhibited mycelial growth of fungal pathogens. Contact phases of L. nobilis EO, however, completely inhibited mycelial growth at relatively high concentrations (1440-2880 µg/ml). Volatile phases of O. syriacum, F. vulgare and L. nobilis EO?s completely inhibited mycelial growth at relatively lower concentrations (20 ile 200 µg/ml). Volatile phase effects of EO?s were consistently found to be more successful on inhibition of mycelial growth in comparison to contact phases. Major components of O. syriacum, and F. vulgare EO?s, carvacrol and trans-anethole respectively, completely inhibited mycelial growth at 130 to 440 µg/ml concentrations. Major component of L. nobilis EO, 1,8-cineole, was, however, able to show antifungal activity against only M. phaseolina at the highest concentration (3000 µg/ml).Antibacterial activities of the EO?s and their major constituents were investigated by using two conventional methods (agar disk diffusion and micro broth dilution methods). Gram-positive Cff and gram-negative Psp were the most and the least sensitive bacterial agents against tested essential oils. The EO from O. syriacum was the most effective against the both bacterial species (Cff and Psp) tested (giving mean inhibition zones of 10.1-37.0 mm diameter). This essential oil was followed by F. vulgare (6.2-12.1 mm) and laurel (6.0-10.0 mm) essential oils.Minimum inhibitory concentrations (MIC?s) of EO and major constituents such as cavracrol, trans-anethole and 1,8-cineole, were determined using micro broth dilution tests. MIC values in the range of 0.5 to 2.5 mg/ml by Origanum, 175 to 300 mg/ml by F. vulgare, 60 to 400 mg/ml by L. nobilis EO?s were determined against Cff and Psp respectively.Carvacrol and 1,8-cineole was completely inhibited bacterial growth of Cff at the concentrations found in their respective EO (0.5 and 35 mg/ml respectively). Major component of F. vulgare, trans-anethole, did not inhibited bacterial growth at the all concentrations used (150-450 mg/ml). While carvacrol completely inhibited bacterial growth of Psp at the concentrations found in EO (2 mg/ml), 1,8-cineole and trans-antehole failed to show antibacterial activities against Psp at the all concentrations used (220-660 to 255-765 mg/ml)Antimicrobial activities shown by EO?s and their major constituents against fungal and bacterial disease agents revealed their potential to be used as a new alternative control measures against fungal and bacterial diseases of economically important plant.