Bakteriyel Leke Hastalığı: Pseudomonas tolaasii ve Tolaasin

İlk kez 1915'te tanımlanan bir mantar hastalığı, yüz yılı aşkın süredir üreticilerin ve mikrobiyologların gündeminde (Osdaghi ve ark., 2019). Sorunun merkezindeki bakteri, Pseudomonas tolaasii, bir derlemeye göre kültür mantarının yetiştirildiği kompost yataklarında doğal olarak bulunur ve henüz tam belirlenmemiş, ancak sıcaklık ile bağıl nemden etkilenen koşullarda patojen hâle gelebilir (Soler-Rivas ve ark., 1999). Bu yazı bakterinin ürettiği tolaasin toksininin zarda nasıl gözenek açtığını, laboratuvardaki "beyaz çizgi" testinin neyi gösterip neyi göstermediğini ve çevre koşulları ile mikrobiyom üzerine yapılan araştırmaları ele alıyor; bir belirti rehberi değil.

Etken tek bir bakteri mi?

Bakteriyel leke, küresel yaygınlığı ve ekonomik etkisi bakımından kültür mantarının başta gelen hastalığı sayılır (Osdaghi ve ark., 2019). Aynı derlemeye göre P. tolaasii ana etken kabul edilse de çeşitli Pseudomonas türlerinin ve başka cinslerden organizmaların da bu hastalığa yol açtığı bildirilmiştir; etkenlerin kesin tanımlanmasında yüksek verimli dizileme yaklaşımları öne çıkar (Osdaghi ve ark., 2019). Dizi verisine dayalı tanımlamanın mantarlardaki karşılığı mantarlarda DNA barkodlama yazısında.

Tolaasin: zarda gözenek açan bir lipodepsipeptit

Tolaasin, molekül ağırlığı 1985 olan bir lipodepsipeptittir; zarda gözenek açarak zar yapısını çökertir ve gözenekler hidrofobik etkileşimler ile moleküllerin çoklu birleşmesiyle oluşur (Yun ve ark., 2023). Molekülün yapısında da alışılmadık bir ayrıntı var. Yalnız L-amino asit kullanan ökaryot organizmalarda alfa heliksler her zaman sağ ellidir, oysa zar benzeri bir ortamda yapılan dairesel dikroizm ölçümleri tolaasinde büyük olasılıkla 7 D-amino asitlik bir diziden kaynaklanan sol elli bir alfa heliks bulunduğunu göstermiştir (Mortishire-Smith ve ark., 1991). Yazarlar P. tolaasii'yi sol elli alfa heliks sentezleyebildiği bildirilen ilk organizma örneği olarak tanımlamıştır (Mortishire-Smith ve ark., 1991).

Gözenek nasıl davranıyor?

Yapay bir lipit çift katmanına eklenen tolaasin iki tip iyon kanalı oluşturmuş; birinci tipin iletkenliği 150 pS olarak ölçülmüş, ikinci tip ise 300 ve 500 pS'lik iki alt iletkenlik düzeyi göstermiştir (Cho ve ark., 2003). Aynı çalışmada iki kanal tipi de çinko iyonlarıyla engellenmiş ve kanal oluşumu tolaasin derişimine bağlı bulunmuştur (Cho ve ark., 2003).

Tolaasin I ile başka bir bakterinin ürettiği WLIP adlı lipodepsipeptidi karşılaştıran çalışmada iki molekül de kültür mantarı, shiitake ve istiridye mantarı dahil çeşitli mantarların büyümesini engellemiş ve kültür mantarı bloklarında dokuyu değiştirmiş, bu etki tolaasin I'de daha güçlü olmuştur (Lo Cantore ve ark., 2006). Aynı çalışmada kırmızı kan hücreleriyle yapılan laboratuvar testinde iki molekülün de zar ötesi gözeneklerle oluşan koloid-ozmotik şok yoluyla hücreleri parçaladığı görülmüş, tolaasin I gözeneklerinin yarıçapı 2,1 nm olarak hesaplanmıştır (Lo Cantore ve ark., 2006).

Sıcaklık bu tabloda da rol oynuyor: tolaasinin hücre toksisitesi daha yüksek sıcaklıklarda artmıştır (Yun ve ark., 2023). Aynı çalışmada gıda katkı maddeleri arasından seçilen bazı yağ asidi esterleri, yapay lipit zarda tolaasin kanalının tek kanal etkinliğini tamamen ve geri dönüşsüz biçimde durdurmuştur (Yun ve ark., 2023).

Beyaz çizgi testi: laboratuvarda bir ipucu, kesin tanı değil

Tolaasin üreten P. tolaasii, WLIP adlı lipopeptidi üreten "Pseudomonas reactans" ile karşı karşıya getirildiğinde oluşan beyaz çizgi tepkisiyle tanımlanabilir (Ghequire ve ark., 2013). Besiyerinde iki bakteri arasında oluşan bu çizginin yüksek özgüllükte olduğu düşünülmüştür; ancak bir çalışmada kültür mantarıyla ilişkili başka Pseudomonas bakterileri de P. tolaasii tip suşuna karşı çizgi oluşturmuş, P. tolaasii'ye ait olmadığı gösterilen bazı Finlandiya izolatları da P. "reactans" karşısında tipik çökelti vermiştir (Munsch ve ark., 2002). Yazarlar beyaz çizgi testinin artık P. tolaasii için tek başına kesin bir tanı ölçütü sayılmaması gerektiğini önermiştir (Munsch ve ark., 2002).

Çevre koşulları, örtü katmanı ve eşlikçi bakteriler

Mantar çiftliklerinde geleneksel pestisit seçenekleri sınırlı olduğundan, derleme organik ve konvansiyonel üretimde bağıl nem ile sıcaklığın dengeli eşiklerde tutulmasının hastalıkla mücadeledeki rolünü vurgular (Osdaghi ve ark., 2019). Aynı derleme antagonist bakteri suşlarını ve bakteriyofajları sürdürülebilir biyolojik kontrol seçenekleri arasında tartışır (Osdaghi ve ark., 2019).

Mikrobiyomun payı deneylerle de sınanıyor. Örtü katmanının on döngü boyunca "pasajlandığı" çalışmada bu işlenmiş katman bakteriyel lekeyi baskılamış ve üç ürün dalgasının hepsinde belirtisiz mantar verimi anlamlı olarak daha yüksek bulunmuş, aynı katman yeşil küfü ise kolaylaştırmıştır (O'Connor ve ark., 2024). Katmanın malzemesi ve mikrop toplulukları örtü toprağı nedir, yeşil küfün etkeni Trichoderma ve yeşil küf yazısında.

Bazı bakteriler toksini doğrudan etkisizleştiriyor. Mycetocola cinsinden, mantarla birlikte yaşayan eşlikçi bakterilerin tolaasinin halkalı yapısını açıp doğrusal hâle getirerek toksini etkisizleştirdiği, bu işi yapan enzimin bir laktonaz olduğu gösterilmiştir (Hermenau ve ark., 2020). Aynı çalışmada bu bakteriler patojenin yayılmasında görev alan pseudodesmin molekülünün lakton halkasını da keserek yayılmayı zayıflatmıştır (Hermenau ve ark., 2020).

Buradaki bulgular yapay zarlar, laboratuvar kültürleri ve deneme odalarından geliyor; hastalığın bir mantarda gerçekten hangi etkenden kaynaklandığı ancak laboratuvar tanımlamasıyla söylenebilir. Etkenin doğal olarak bulunduğu ortamın hazırlanışı mantar kompostu nedir yazısında. Aynı cinsin örtü katmanındaki başka üyelerinin mantar oluşumundaki yeri meyve gövdesi oluşumunu tetikleyen koşullar yazısında, ürün düzeyindeki mikrobiyolojik kontrol ise mantar üretiminde kontaminasyon ve mikotoksin kontrolü yazısında ele alınıyor.

Bilimsel referanslar

Cho, K.H. et al. (2003). Two types of ion channel formation of tolaasin, a Pseudomonas peptide toxin. FEMS Microbiol Lett, 221(2), 221-6. PMID 12725930. DOI 10.1016/S0378-1097(03)00182-4.

Ghequire, M.G. et al. (2013). Draft Genome Sequence of Pseudomonas fluorescens LMG 5329, a White Line-Inducing Principle-Producing Bioindicator for the Mushroom Pathogen Pseudomonas tolaasii. Genome Announc, 1(4), e00383-13. PMID 23887909. DOI 10.1128/genomeA.00383-13.

Hermenau, R. et al. (2020). Helper bacteria halt and disarm mushroom pathogens by linearizing structurally diverse cyclolipopeptides. Proc Natl Acad Sci U S A, 117(38), 23802-23806. PMID 32868430. DOI 10.1073/pnas.2006109117.

Lo Cantore, P. et al. (2006). Biological characterization of white line-inducing principle (WLIP) produced by Pseudomonas reactans NCPPB1311. Mol Plant Microbe Interact, 19(10), 1113-20. PMID 17022175. DOI 10.1094/MPMI-19-1113.

Mortishire-Smith, R.J. et al. (1991). Left handed alpha-helix formation by a bacterial peptide. FEBS Lett, 278(2), 244-6. PMID 1991518. DOI 10.1016/0014-5793(91)80126-n.

Munsch, P. et al. (2002). The white-line-in-agar test is not specific for the two cultivated mushroom associated pseudomonads, Pseudomonas tolaasii and Pseudomonas "reactans". Microbiol Res, 157(1), 7-11. PMID 11911616. DOI 10.1078/0944-5013-00125.

O'Connor, E. et al. (2024). Manipulating button mushroom casing affects the disease dynamics of blotch and green mold disease. Fungal Biol, 128(8 Pt A), 2266-2273. PMID 39643393. DOI 10.1016/j.funbio.2024.11.001.

Osdaghi, E. et al. (2019). 100 Years Since Tolaas: Bacterial Blotch of Mushrooms in the 21st Century. Plant Dis, 103(11), 2714-2732. PMID 31560599. DOI 10.1094/PDIS-03-19-0589-FE.

Soler-Rivas, C. et al. (1999). Biochemical and physiological aspects of brown blotch disease of Agaricus bisporus. FEMS Microbiol Rev, 23(5), 591-614. PMID 10525168. DOI 10.1111/j.1574-6976.1999.tb00415.x.

Yun, Y.B. et al. (2023). Inhibition of Tolaasin Cytotoxicity Causing Brown Blotch Disease in Cultivated Mushrooms Using Tolaasin Inhibitory Factors. Toxins (Basel), 15(1), 66. PMID 36668885. DOI 10.3390/toxins15010066.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 10  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya