شناسایی و تعیین صفات باکتری‌ اندوفیت Pseudomonas fluorescens NZ105 به عنوان عامل کنترل زیستی بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی گوجه‌فرنگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 موسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

گوجه‌فرنگی (Lycopersicon esculentum) یکی از مهمترین صیفی‌جات در سراسر جهان و ایران است. بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی گوجه‌فرنگی با عامل Verticillum dahliae از موانع توسعه کشت این گیاه در کشور می‌باشد. یکی از روش‏های نوین در مدیریت بیماری‏های گیاهی استفاده از باکتری‏های مهارکننده اندوفیت است. هدف از انجام این پژوهش، شناسایی و معرفی باکتری‌های‌ اندوفیت مؤثر به‌عنوان عامل کنترل زیستی بیماری مذکور است. برای این منظور، ابتدا نمونه‌برداری از گلخانه‌ها و مزارع گوجه‌فرنگی استان‌های تهران و البرز در بهار و تابستان 1396 انجام شد. جدایه‌‌های اندوفیت از اندام‌های ریشه، ساقه، برگ و میوه گوجه‌فرنگی جداسازی شدند. با انجام آزمون‌های کلیدی و بر اساس تولید رنگدانه فلورسنت بر روی محیط کشت King's medium B، تعداد 30 جدایه Pseudomonas فلورسنت مثبت انتخاب شدند. طی انجام آزمون‌های کشت متقابل، شش جدایه با توانایی بیوکنترل V. dahliae در شرایط گلخانه مورد بررسی‌های تکمیلی قرار گرفتند. جدایهP. fluorescens NZ105 به عنوان موثرترین عامل آنتاگونیست با 7/3 میلی‌متر بازدارندگی در ظرف پتری و 85 درصد کاهش شدت بیماری در شرایط گلخانه انتخاب شد و به‌وسیله روش‌های بیوشیمیایی و ترادف ناحیه ژنی 16S rDNA مورد شناسایی قرار گرفت. نتایج آزمون گلخانه‌ای نشان داد جدایه مذکور موجب افزایش معنی‌دار پارامترهای رشدی نظیر وزن خشک بوته و ریشه، ارتفاع بوته، طول ریشه، وزن‌تر ریشه و بوته شده است. همچنین، بررسی‌ها نشان داد مکانیسم‌های تولید پروتئاز، متابولیت‌های بازدارنده خارج سلولی قابل نفوذ در آگار و متابولیت‌های فرّار ضد قارچی، در توان کنترل زیستی جدایه P. fluorescens NZ105 مؤثر بودند.

کلیدواژه‌ها


Amaresan, N., Jayakumar, V. & Thajuddin, N. 2012. Isolation and characterization of endophytic bacteria associated with chili (Capsicum annuum) grown in coastal agricultural ecosystem. Indian Journal of Biotechnology, 13: 247–255.
Atugala, D.M. & Deshappriya, N. 2015. Effect of endophytic fungi on plant growth and blast disease incidence of two traditional rice varieties. Journal of the National Science Foundation, 43: 173–187.
Bhattacharyya, P.N. & Jha, D.K. 2012. Plant growth– promoting rhizobacteria (PGPB): emergence in agriculture. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 28: 1327–50.
Elboutahiri, N.I., Thami–Alami, E., Zaïd, S. & Udupa, M. 2009. Genotypic characterization of indigenous Sinorhizobium meliloti and Rhizobium sullae by rep–PCR, RAPD and ARDRA analyses. African Journal of Biotechnology, 8: 979–985.
FAO, 2019. FAOSTAT Retrieved from: www.fao.org/faostat/en/#rankings/countries_by_commodity.
Gull, M. & Hafeez, Y. 2012. Characterization of siderophore producing bacterial strain Pseudomonas fluorescens Mst 8.2 as plant growth promoting and biocontrol agent in wheat. African Journal of Microbiology Research, 6: 6308–6318.
Jabnoun, H., Daami, M., Ayed, F. & Mahjoub, M. 2009. Biological control of tomato Verticillium wilt by using indigenous Trichoderma spp. The African Journal of Plant Science and Biotechnology, 3: 26–36.
Junaid, J.M., Dar, N.A., Bhat, T.A., Bhat, A.H. & Bhat, M.A. 2013. Commercial biocontrol agents and their mechanism of action in the management of plant pathogens. International Journal of Modern Plant and Animal Sciences, 1: 39–57.
Khezri, M., Ahmadzadeh, M., Salehi–Jouzani, G. H., Behboudi, K., Ahangaran, A., Mousivand, M. & Rahimian, H. 2011. Characterization of some biofilm– forming Bacillus subtilis and evaluation of their biocontrol potential against Fusarium culmorum. Journal of Plant Pathology, 93: 373–382.
Kwak, Y.S. & Weller, D.M. 2013. Take–all of wheat and natural disease suppression: A Review. The Plant Pathology Journal, 29: 125–135.
Kumar, S., Stecher, G. & Tamura, K. 2016. MEGA7: Molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Molecular Biology and Evolution, 33: 1870–4.
Martin, F.N. & Bull, C.T. 2002. Biological approaches for control of root pathogens of strawberry. Phytopathology, 92: 1356–1362.
Morikawa, M. 2006. Beneficial biofilm formation by industrial bacteria Pseudomonas fluorescens and related species. Journal of Bioscience and Bioengineering, 101: 1–8.
Murid, B. & Haji Mansou, Sh, 2017. Evaluation of resistance of tomato genotypes to Verticillium and Fusarium wilt using molecular markers. Journal of the World of Microbes, 10: 93–80.
Munif, A., Hallmann, J. & Sikora, R. 2012. Isolation of root endophytic bacteria from tomato and its biocontrol activity against fungal disease. Microbiology, 6: 148–156.
Naraghi, L., Heydary, A. & Ershad, D. 2006. Sporulation and survival of Talaromyces flavus on different plant material residues for biological control of cotton wilt caused by V. dahliae. Iranian Journal of Plant Pathology, 42: 381–397.
Naraghi, L., Azaddisfani, F. & Heydari, A. 2008. Study on antagonistic effects of non– volatile extracts of Talaromyces flavus on cotton Verticillium Wilt Disease. Asian Journal of Plant Sciences, 7: 389–393.
Nejad, P. & Johnson, P.A. 2000. Endophytic bacteria induce growth promotion and wilt disease suppression in oilseed rape and tomato. Biological Control, 18: 208–215.
Oliveira, M.F., da Silva, M.G. & Van Der Sand, S.T. 2010. Anti–phytopathogen potential of endophytic actinobacteria isolated from tomato plants (Lycopersicon esculentum) in southern Brazil, and characterization of Streptomyces sp. R18 (6), a potential biocontrol agent. Research in Microbiology, 161: 565–72.
Prabhat, N.J., Garima, G., Prameela, J. & Mehrotra, R. 2013. Association of rhizospheric/endophytic bacteria with plants: A potential gateway to sustainable agriculture. Greener Journal of Agriculture Sciences, 3: 73–84.
Raut, L.S. & Hamde, V.S. 2016. In vitro antifungal potential of rhizospheric isolates against Fusarium oxysporum causing Fusarium wilt of Bt– cotton. Bioscience Biotechnology Research communications, 9: 309–316.
Safdarpou, F. & Khodakaramian, G. H. 2019. Assessment of antagonistic and plant growth promoting activities of tomato endophytic bacteria in challenging with Verticillium dahliae under in–vitro and in– vivo conditions. Biological Journal of Microorganism, 7: 77–90.
Singh, P.P., shin, Y.C., Park, C.S. & Chung, Y.R. 1999. Biological control of Fusarium wilt of cucumber by chitinolytic bacteria. Phytopathology, 89: 92–99.
Rekanovic, E., Milijasevic, S., Todorovic, B. & Potocnik, I. 2007. Possibilities of biological and chemical control of Verticillium wilt in pepper. Phytoparasitica, 35: 436– 441.
Thomas, P. & Upreti, R. 2015. Evaluation of tomato seedling root–associated bacterial endophytes towards organic seedling production. Biological Control, 20: 200–208.
Vallino, M., Greppi, D., Novero, M., Bonfante, P. & Lupotto, E. 2009. Rice root colonization by mycorrhizal and endophytic fungi in aerobic soil. Annals of Applied Biology, 154: 195–204.
Wang, Y., Liang, B., Zhang, Z., Yan, R., Yang, H. & Zhu, D. 2015. Phylogenetic diversity of culturable endophytic fungi in Dongxiang wild rice (Oryza rufipogon Griif), detection of polyketide synthase gene and their antagonistic activity analysis. Fungal Biology, 20: 68–78.