توصیف دو جدایه جدید از باکتریهای همزیست نماتدهای بیمارگر حشرات Heterorhabditis bacteriophora و Steinernema carpocapsae
پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1066-25IPPC
نویسندگان
فارغ التحصیل
چکیده
در این مطالعه دو جدایه جدید از نماتدهای بیمارگر حشرات از خانوادههای Heterorhabditidae و Steinernematidae و باکتریهای همزیست جدا شده از نمونههای خاک شمال غرب ایران شناسایی و توصیف شدند. بر اساس تجزیه و تحلیل نسبشناختی توالیهای ژن ITS-rDNA، rDNA-S28، rDNA-S16 و gyrB بر اساس بیشترین بهینگی، هویت نماتدها بهعنوان bacteriophora Heterorhabditis و Steinernema carpocapsae نشان داده شد. همچنین یافتههای ما بر اساس درخت فیلوژنی اصلاح شده، باکتریهای همزیست این نماتدها را به ترتیب به عنوان Photorhabdus thracensis و Xenorhabdus nematophila نشان داد. برای بررسی پویایی رشد این باکتری ها منحنیهای سری زمانی ترسیم شد که افزایش جمعیت را در یک بازه زمانی 72 ساعته پس از تلقیح اولیه نشان داد. هر دو گونه باکتری منحنی رشد سیگموئیدی را نشان دادند که ابتدا وارد فاز تاخیری اولیه و سپس رشد نمایی شده و در نهایت منتهی به فاز ثابت گردید. X. nematophila سریعتر از P. thracensis به فاز لگاریتمی و ثابت از منحنی رشدی وارد میگردد. 32 ساعت پس از تلقیح، هر دو باکتری کاهش رشد را نشان دادند، اما این افت در P. thracensis سریعتر بود. همچنین، در این بررسی زهرآگینی باکتریها علیه لاروهای Galleria mellonella ارزیابی شد که X. nematophila زهرآگینی (LC50 = 294.36 × 106) بیشتری نشان داد. همچنین، اثر مهارکنندگی آنتی بیوتیکهای آمپیسیلین و کلرآمفنیکل مورد ارزیابی قرار گرفت که به ترتیب علیه P. thracensis و X. nematophila موثر بودند. اثر مهارکنندگی عوامل ضدمیکروبی بر رشد P. thracensis و X. nematophila وابسته به غلظت بود. لذا با توجه به اهمیت استفاده از آنتیبیوتیکها در طول فرایند تولید انبوه باکتری و نماتدهای بیمارگر حشرات، انتخاب غلظتهای مناسب از آنتیبیوتیکها که قادر به کنترل موثر آلودگیها بوده و در عین حال هیچگونه اختلالی را در رشد باکتریهای همزیست نمیگردند اهمیت بالایی دارد. ارفامایسین با کمترین اثر بازدارندگی بر باکتریهای همزیست، کمترین میزان مرگ و میر را نیز در لاروهای عفونت زا هر دو نماتد به همراه داشت.
کلیدواژه ها
Title
Characterization of Two Novel Isolates of Symbiotic Bacteria from Heterorhabditis bacteriophora and Steinernema carpocapsae Entomopathogenic Nematodes
Authors
Zahra Sharifi Azar
Abstract
The current research investigates two novel isolates of entomopathogenic nematodes from families Heterorhabditidae and Steinernematidae and their accompanying symbionts retrieved from soil specimens originating from northwestern Iran. By employing molecular techniques encompassing phylogenetic analyses of ITS-rDNA, 28S-rDNA, 16S-rDNA, and gyrB gene sequences based on maximum Parsimony criteria, we determined the nematodes' identities as Heterorhabditis bacteriophora and Steinernema carpocapsae. Additionally, based on reconstructed phylogenetic trees our findings revealed the corresponding bacterial associates as Photorhabdus thracensis and Xenorhabdus nematophila, respectively. To visualize the growth dynamics of these bacteria, we generated time-series graphs depicting population expansion over a 72-hour period following initial inoculation. Both bacterial species exhibited sigmoidal growth curves, characterized by an initial lag phase followed by exponential multiplication leading up to a plateau stage. However, striking differences emerged upon closer inspection. Xenorhabdus nematophila underwent a swift progression into its logarithmic and stationary phases before gradually tapering off. Conversely, P. thracensis manifested a slower rate of proliferation, remaining predominantly with the lag phase. Within 32 hours post-inoculation, both bacteria experienced growth reduction, but P. thracensis demonstrated a steeper decrease. Moreover, the study assessed the virulence of the bacteria against Galleria mellonella larvae, highlighting higher virulence of X. nematophila (LC50 = 294.36 × 106). Additionally, we explored the inhibitory effect of antibiotics, with Ampicillin and Chloramphenicol identified as the most effective against P. thracensis and X. nematophila, respectively. The inhibitory effect of antimicrobial agents on the growth of P. thracensis and X. nematophila was concentration-dependent, highlighting the importance of selecting appropriate concentrations for effective control of bacterial infections while minimizing disruption to beneficial symbiotic bacteria during mass production process of bacteria or entomopathogenic nematodes. Among the antibiotics with the lowest inhibitory effects on bacteria, Erfamicin caused lowest mortality on infective juveniles of both nematodes.
Keywords
Antibacterial activity, growth rate, Heterorhabditis bacteriophora, Steinernema carpocapsae, virulence