کاربرد رایزوباکتری‎های محرک رشد (PGPRs) در القای پاسخ‎های دفاعی آنزیمی و غیرآنزیمی پیچ تلگرافی در برابر ویروس موزاییک پیچ تلگرافی

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1155-25IPPC
نویسندگان
دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده کشاورزی گروه گیاهپزشکی
چکیده
پروانش صغیر یا پیچ تلگرافی (Vinca minor L.) ‎گیاهی پایا، علفی و خزنده متعلق به جنس Vinca و خانواده خرزهره (Apocynaceae) است. پیچ ‎تلگرافی علاوه بر اینکه گیاهی زینتی و پوششی است دارای خواص دارویی مهمی نیز می ‎باشد. تاکنون بیش از 150 نوع آلکالوئید در قسمت‎ های مختلف این گیاه از جمله بخش های هوایی و ریشه آن شناخته شده است .از مهمترین این آلکالوئیدها می ‎توان به وین ‎بلاستین، وین‎ کریستین و کاتارانتین اشاره نمود که در شیمی‎ درمانی انواع مختلفی از سرطان ها مورد استفاده قرار می‎گیرد. این گیاه همچنین حاوی آلکالوئیدهای ایندول از نوع مونومرهای ابورنامین شامل وینکامین ‎ها که دارای اثرات تعدیل‎ کنندگی روی جریان خون در مغز و هموستازی سلول‎های عصبی و توانایی محافظت از نورون‌ها هستند می‎ باشد. ویروس موزائیک‎ پیچ تلگرافی (vinca mosaic virus, VMV) یک گونه جدید از جنس پوتی‎ ویروس‎ و خانواده پوتی‎ ویریده است که به تازگی و با روش تـوالی ‎یـابی نسـل جدیـدNext Generation Sequencing, NGS) ) شناسایی شده‎است. این ویروس روی گیاه پیچ تلگرافی نشانه‎ های موزائیک‎ شدید تا خفیف، تاولی، پیسک، زردی، چین‎ دارشدن و پیچیدگی برگ ایجاد می‎ کند. تاکنون روش ‎های مختلفی برای مدیریت بیماری‎ های ویروسی گیاهی معرفی و استفاده شده ‎است. از جمله این روش‎ ها می توان به کنترل ناقلین، روش‎های اصلاحی و ایجاد ارقام مقاوم و همچنین روش‎های زراعی اشاره نمود. با توجه به زمان ‎بر بودن کارهای اصلاحی و ایجاد گیاهان مقاوم و همچنین احتمال شکستن مقاومت در برابر ظهور سویه‎ های جدید ویروس ‎ها و همچنین وجود خطرات زیست‎ محیطی مصرف سموم شیمیایی، استفاده از روش‎های جایگزین و سازگار با محیط زیست برای مدیریت بیماری‎ های ویروسی گیاهی امری ضروری ‎است. ما پتانسیل استفاده از رایزوباکتری‎ های محرک رشد (PGPRs) را در القای مقاومت و تحریک سیستم دفاعی آنزیمی و غیرآنزیمی پیچ‎ تلگرافی در برابر ویروس VMV را بررسی کردیم. نتایج حاصله نشان‎ داد که کاربرد باکتری ‎های Bacillus subtilis و Bacillus pumilus باعث افزایش میزان فنل کل و آنزیم‎های جاروب‎ کننده گونه‎ های فعال اکسیژن از جمله آسکوربات پراکسیداز، پلی‎فنل اکسیداز و فنیل آلانین آمونیالیاز می گردد. همچنین استفاده از رایزوباکتری‎ ها باعث افزایش میزان رنگدانه‎ های فتوسنتزی در گیاهان آلوده به ویروس VMV نسبت به گیاهان شاهد شد. بنابراین استفاده از گونه ‎های Bacillus به عنوان یک الیسیتور زیستی باعث افزایش مقاومت گیاهان پیچ‎ تلگرافی در برابر ویروس VMV می ‎شود. بر اساس دانش ما، این تحقیق اولین گزارش از بررسی تاثیر الیسیتورها برای القای مقاومت گیاهان پیچ‌تلگرافی و مدیریت بیماری ‎های ویروسی در این گیاه است.
کلیدواژه ها
 
Title
Application of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPRs) in induction of enzymatic and non-enzymatic defense responses to vinca mosaic virus in lesser periwinkle plants
Authors
mohsen mehrvar, soraya turang, Mohammad Zakiaghl
Abstract
Vinca minor or lesser periwinkle is a perennial, herbaceous, and creeping plant belonging to the Vinca genus and Apocynaceae family. In addition to being an ornamental and cover plant, V. minor is a valuable plant in folk and modern medicine. So far, more than 150 alkaloids have been isolated from the aerial parts and roots of this plant. Some of these alkaloids, including vinblastine, vincristine, and catharanthine, are anticancer agents. Also, V. minor contains monomeric eburnamine-type indole alkaloids such as vincamines, which have modulatory effects on brain circulation, neuronal homeostasis, and neuroprotective potencies. Vinca mosaic virus belongs to the potyvirus genus (Potyviridae), which has already identified by Next Generation Sequencing (NGS). VMV causes severe to mild mosaic, yellowing, blistering, and leaf curl symptoms in the lesser periwinkle leaves. So far, various strategies have been developed to control viral diseases, including the chemical control of vectors, sanitation, and breeding of virus-resistant/tolerant cultivars through conventional breeding techniques. However, public concerns about emerging pesticide-resistant phytopathogens and environmental contaminants have limited their applications. Also, the time-consuming crossing process, limited availability of natural resistance sources at the commercial level, and environmental safety issues on genetically modified crops have limited success in these techniques. Therefore, exploration of the environmentally friendly agents for plant viral disease management seems necessary. We evaluated the potential use of PGPRs elicitor against VMV infection to stimulate resistance induction and enzymatic and non-enzymatic defense in the lesser periwinkle plants against VMV. Our findings showed the application of Bacillus subtilis and Bacillus pumilus causes a significant increase in the phenol content, ROS-scavenging enzymes, and photosynthetic pigments content in the viral infected lesser periwinkle plants compared to the control plants. Therefore, the use of Bacillus spp. as a biotic elicitor causes an increase in lesser periwinkle resistance. To our knowledge, this is the first report that investigates the effect of elicitors on increasing phenolic compounds, photosynthetic pigments, and ROS-scavenging enzymes content in V. minor.
Keywords
potyviruses, Next generation sequencing, NGS, vinca mosaic virus, elicitor, Bacillus