Biyoremediasyon
Aktinobakteriler, kendilerini organik kirleticilerle kirlenmiş olan toprakların biyoremediasyonunda, uygulama için iyi aday yapan birçok özelliğe sahiptir. Bazı kontamine bölgelerde aktinobakteriler, yıkıcılar arasında baskın grubu temsil eder. Organik karbonun geri dönüşümünde önemli bir rol oynarlar ve karmaşık polimerleri bozabilirler. Sanscartier ve ekibi, günlük yaşamda yaygın olarak kimyasal bileşikler ve yakıt olarak kullanılan petrol hidrokarbonlarının daha fazla kullanımının, geniş toprak yüzeylerinin en yaygın kirleticilerinden biri haline geldiğini ve nihayetinde büyük bir çevresel sorun olarak değerlendirildiğini bildirmişlerdir. Bazı raporlara göre streptomycesflora hidrokarbonların bozulmasında çok önemli bir rol oynamaktadır.
Birçok aktinobakteriyel suş, selüloz ve hemiselüloz parçalayıcı enzimler, hücre dışı peroksidaz üreterek lignini çözme ve lignin ile ilişkili bileşikleri bozma yeteneğine sahiptir. Aktinobakteri türleri yağlı bir ortamda yaşama kabiliyetine sahiptir ve bu nedenle petrol kirleticileri azaltmak için biyoremediasyonda kullanılabilirler. Nocradiopsis sp. SD5, keratinaz enzimi üreterek tüy atığını bozmuştur.
Bitki Hastalıklarının Kontrolü
Bitki koruma pazarı için doğal ürünler arayışında dünya çapında çabalar önemli ölçüde ilerlemiştir. Ayrıca aktinobakteri, özellikle cins streptomyces bitki hastalıklarını kontrol altına almak için yeni yaklaşımlar bulmada iyi adaylar gibi görünmektedir. Tarım endüstrisi, bitki büyümesini teşvik eden rizobakterilerin ve biyo-kontrol araçlarının agroaktif bileşiklerinin kaynağı olarak aktinobakterilere belirgin bir ilgi göstermektedir. Son 5 yılda rapor edilen yeni böcek öldürücülerin ve herbisitlerin yaklaşık % 60’ı, streptomyces kasugamisin, bakterisidal ve fungisidal bir metabolittir. Streptomyces kasugaensis, mikroorganizmalarda protein biyosentezinin bir inhibitörü olarak hareket eder, ancak memelilerde etki etmez ve toksikolojik özellikleri çok iyidir.
Isono ve ekibi tarafından 1965 yılında yeni bir doğal mantar öldürücü sınıfı olarak polioksin B ve D metabolitleri olarak izole edilmiştir. Polioksinlerin özellikle kitin sentazını inhibe ederek mantar hücre duvarı sentezine müdahale etme yeteneği, onları çevresel hususlar açısından kabul edilebilir kılar. Polioksin B, meyveler, sebzeler ve süs bitkilerinde bir dizi mantar patojenine karşı uygulama bulmuştur. Polioksin D, birkaç şirket tarafından pirinç kabuğunun neden olduğu yanıklığı kontrol etmek için pazarlanmaktadır. 1968’de Takeda araştırmacıları Validamisin ailesi, streptomycete özütlerini pirinç kabuğu yanıklığına karşı aktivite açısından araştırıken bir sera testinde tespit etmişlerdir.
Validamisin A’nın mantar hücresi içinde oldukça güçlü bir trehalaz inhibitörü olan validoksilamin A’ya dönüştürülen bir ön ilaç olduğu bulunmuştur. Bu etki modu, validamisin A’ya uygun bir biyolojik seçicilik sağlar çünkü omurgalılar, metabolizmaları için disakkarit trehalozun hidrolizine bağlı değildir. Bitki patojeninin inhibisyonu Rhizoctonia solani altında laboratuvar ortamında durum, kültür süpernatanı ile değerlendirilmiştir. Streptomyces sp, test edilen aktinobakterinin domates bitkilerinde sönümlemeyi azaltma yeteneğine sahip olduğu gösterilmiştir.
Nematod Kontrolü
Bitki paraziti nematodlarının etkili kontrolünün kimyasal nematisitlere bağlı olduğu yıllardır bilinmektedir. Tehlikeli nematisitler, çevresel tehlikelere ilişkin olumsuz etkileri nedeniyle, , nematodları kontrol etmek için yeni yöntemlere olan ihtiyacı vurgulamıştır. Günümüzde çok sayıda mikroorganizma, bitki paraziti nematodlarının antagonistleri olarak kabul edilir. Özellikle aktinobakteriler, antibiyotik üretimde kullanıldığı için biyolojik mücadelede kullanım potansiyeline sahiptir.
Avermektinlerin bir tür tarafından üretimi streptomyces toprakta taşınan organizmaların yüksek derecede nematisidal bileşikler üretebildiğini gösterir. S. avermitilis karşı mükemmel bir aktiviteye sahip olan ivermektin üretir. Benzer şekilde, çeşitli diğer antiparazitik bileşikler, farklı streptomyces sp, salinispora sp ve Marinactinospora sp, içerir. Ayrıca milbemisin, antimisin A9, fervenulin, bafilolides, valinomycin, salinosporamide, kalafungin, tiamisinler ve axenomycinste içermektedir.
Bitki Büyümesinin İyileştirilmesi
İyi belgelenmiş geçmişine rağmen streptomyces türler, streptomyces biyokontrol ve bitki büyümesini artırma kapasitelerinin ön kanıtlarında, özellikle PGPR potansiyelleri için yeterince araştırılmamıştır. Bazı PGPR suşlarının belirli mahsuller üzerindeki yararlı etkisi kesin olmakla birlikte, PGPR tarafından kullanılan mekanizmalar belirsizdir. PGPR, bitki büyümesini doğrudan veya dolaylı olarak iki genel yoldan etkileyebilir. Dolaylı tanıtım, PGPR bir veya daha fazla zararlı mikroorganizmanın zararlı etkilerini azalttığında veya engellediğinde gerçekleşir. Bu, esas olarak biyolojik kontrol veya toprak bitkisi patojenlerinin karşıtlığı yoluyla elde edilir. Spesifik olarak, antibiyotiklerin ve diğer ikincil metabolitlerin kolonizasyonu veya biyosentezi, patojen istilasını ve yerleşmesini önleyebilir. Bitki büyümesinin PGPR ile doğrudan teşviki, bitkiye bakteriler tarafından sentezlenen bir bileşik verildiğinde veya PGPR başka şekilde bitkinin toprak besinlerini alımını kolaylaştırdığında gerçekleşir.
Merriman ve ekibi, S. griseusarpa türünü, yulaf, buğday ve havuçların büyümelerini artırmak için tohum olarak kullanmışlardır ve izolat başlangıçta biyolojik kontrol için seçilmiştir. S. griseusizolat, kontrollere göre hem buğday hem de yulaf için ortalama tane verimini, kuru yaprak ağırlığını, dümen sayısını ve ileri baş çıkışını artırmıştır, fakat havuç için tohum olarak izolat daha başarılı oluştur. İki ayrı saha denemesinde pazarlanabilir getiriler kontrollere göre % 17 ve % 15 artırılmıştır. Spesifik olarak, her iki çalışma da kontrollere göre büyük ve çok büyük kaliteli havuç veriminin arttığını göstermiştir. El-Abyad ve ekibi, üç streptomyces spp bakteri kontrolünde, Fusarium ve Verticillium solgunluk, erken yanıklık ve bakteriyel domates salgısını gözlemlemişlerdir.
Kullanılan izolatlar streptomyces pulcher, canescens ve citreofluorescens’tir. Ek olarak, streptomyces spp tohum kaplama olarak, domates büyümesinin antagonistik etki ile önemli ölçüde geliştiği gözlenmiştir. Aşı tarafından üretilen büyüme düzenleyicilerin artan bulunabilirliği, resmi olarak test edilmemiş olmasına rağmen, domates büyümesindeki gelişme için önerilen nedendir. Bitki büyümesini hızlandırıcılar olarak streptomisetler hakkında mevcut bilgiler sınırlıdır, dolayısıyla bunların doğrudan büyüme geliştirme mekanizmalarının olasılığını açıklayan bilgiler de sınırlıdır. Çoğu rizobakteri gibi, streptomisetlerin bitki büyümesini doğrudan artırma kabiliyetine sahip olma olasılığı yüksektir.
Fitohormon Üretimi
Manulis ve ekibi tarafından, bitki hormonu indol-3-asetik asit (IAA) üretimi ve streptomyces sp dahil çeşitli sentez yolları tanımlanmıştır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• S. violaceus,
• Streptomyces uyuz,
• S. griseus,
• Streptomyces eksfoliatus,
• S. coelicolor,
• S. lividans,
Daha önce yapılan çalışmalar, IAA sentezini bildirirken streptomyces spp, bu yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ve gaz kromatografisi (GC) –kütle spektrometrisi (MS) gibi modern analitik yöntemler kullanılarak üretiminin ilk onayı olmuştur. Aldesuquy ve ekibi, streptomycete kültür filtratlarının, taze sürgün kütlesinde, kuru kütlesinde, uzunluğunda ve çapında önemli artış gösteren buğday bitkilerinin büyümesi üzerindeki etkisini incelemişlerdir ve çeşitli örnek zamanlarında belirli suşlarla istatistiksel olarak görüntülemişlerdir.
Streptomyces olivaceoviridis buğday bitkilerinin verim bileşenleri üzerinde belirgin bir etkiye sahiptir. Bu aktivite, en azından kısmen, tüm PGPR suşlarından bu yana üretilen PGPR olan biyolojik olarak kullanılabilir. Ve bu fito hormonlardaki bir artıştan kaynaklanıyor olabilir önemli miktarlarda eksojen oksinler (IAA), ayrıca gibberellinler ve sitokininler üretir.
Aktinobakteriyel Bitki Hastalıkları
Aktinobakteriler bir dizi önemli bitki hastalığına, corynebacterium türü çeşitli hastalıklara neden olurken, serodiagnosis, tespit etmek ve tanımlamak için kullanılmıştır. Corynebacterium insidiosum ve corynebacterium sependonicum ancak bu corynebacteriaların çoğu hala konakçı bitkilerde yapılan aşılama testleri ile tanımlanır. Çoğu fitopatojenik corynebacterianın antagonistik etkilerini hormonların, polisakkaritlerin ve toksinlerin üreterek ürettiği kabul edilir. Ayrıca bazı suşların biyo yüzey aktif maddeler oluşturma potansiyeli konakçıya bağlanmaya yardımcı olabilir. Fitopatojenik corynebacterianın corynebacterium taksonomisi kararsızdır, ancak bazıları bu organizmaları cinste tutmayı tercih eder.
Corynebacterium hayvan patojenik corynebacteria ve ilgili suşlar için ve bunun sonucunda bitki patojenlerinin yeniden sınıflandırılmasına ihtiyacı vardır. Corynebacterium betae, corynebacterium oortii ve corynebacterium poinsettiae genetik olarak tanımlanırken corynebacterium flaccumfaciens ve cins ile birçok ortak özelliğe sahiptir. Curtobacterium, onlar için uygun bir niş görevi görür, C. insidiosum ve corynebacterium michiganense, aynı zamanda tek bir genospesiye düşer ve gevşek bir DNA homoloji grubunda bulunur. Corynebacterium nebraskense ve sepedonicum ve ikincisi ile birlikte muhtemelen yeni bir cinsin çekirdeğindendir.
Kaynakça:
mmbr.asm.org/content/80/1/1
sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/actinobacteri
researchgate.net/publication/294705164_An_Introduction_to_Actinobacteri
courses.lumenlearning.com/boundless-microbiology/chapter/gram-positive-bacteria-and-actinobacteria/
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu