بررسی نقش رقابت بیولوژیکی در بیماریزایی و وقوع Pseudomonas agarici بر روی قارچ خوراکی
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1411-25IPPC
نویسندگان
مهسا معلم 1 ، حمید عباچی1 ، مژده حمیدی زاده2 ، میلاد آیینی3 ، زهرا صادقی مصور1 ، اردوان سلیمانی1 ، نسترن زمانی1 ، ابراهیم اسداغی1
1گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی ومنابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
2گروه بیماری شناسی گیاهی و میکروبیولوژی محیط زیست، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، ایالات متحده آمریکا
3گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
چکیده
چکیده
باکتری‌های گروه Pseudomonas از نظر بیماریزایی و رده بندی بسیار متنوع و در عین حال گسترده هستند، تا جایی که علاوه بر گیاهان در سلسله قارچ‌ها نیز بیمارگر می‌باشند. از این رو می‌توان به گونه‌های بیمارگر این جنس که بر روی قارچ خوراکی ایجاد علایم لکه قهوه‌ای دارند اشاره داشت. همچنین در صنعت پرورش قارچ خوراکی تکمه‌ای(Agaricus bisporus) در نقاط مختلف جهان نیز این علائم مشاهده شده‌اند. از جمله آنها Pseudomonas tolaasii،] gingeri [Pseudomonas ،Pseudomonas putida و Pseudomonas agarici هستند که جزء 96 جدایه‌ی جداسازی شده از قارچ خوراکی تکمه ای در ایران می‌باشند و به‌عنوان گونه‌های مختلف جنس Pseudomonas شناسایی شدند. در حالی که در توالی یابی ژنوم با استفاده از چهار جایگاه ژنی و واکاوی درخت تبارزائی در حضور گونه‌های تیپ و استاندارد تنها یک جدایه (FH2) به عنوان P. agarici شناسایی شد. این بیمارگر باکتریایی با ایجاد علائمی در سطح زیرین کلاهک بر روی تیغه‌های آن (drippy gill) شناخته می‌شود و علاوه بر آن لکه زرد رنگ تا قهوه‌ای بر روی کلاهک را به همراه دارد. در حالی که یانگ در سال 1970 ابتدا drippy gill را به عنوان مشخصه علائم P. agarici توصیف کرد. علائم P. agarici در قارچ خوراکی اغلب با توصیف اصلی بیماری متفاوت است. در حالی که drippy gill در ابتدا به عنوان یک علامت مشخصه ناشی از P. agarici توصیف شده است، این باکتری همچنین می‌تواند باعث تغییر رنگ قهوه‌ای و لکه زرد شود (Geels et al., 1994). سنجش بیماریزایی و اصول کخ نشان داد که جدایه FH2 در مقایسه با باکتری بیمارگر P. tolaasii که بر روی کلاهک قارچ لکه‌های قهوه‌ای ایجاد می‌کند، علایم تغییر رنگ و بیماریزایی آن همواره کمتر بوده است. در همین حال، سنجش باکتریوسین این جدایه در کنار سایر بیمارگرهای قارچ خوراکی تکمه‌ای به‌ویژه P. tolaasii نشان داد که جدایه‌هایی که تولید کننده تولاسین هستند، مانع رشد و پیشروی P. agarici می-شوند و به عنوان مهار کننده ایفای نقش می‌کنند. در حالی یک جدایه P. tolaasii که فاقد ماده تولاسین بوده و در نتیجه‌ی سنجش بیماریزایی بر روی کلاهک قارچ خوراکی نیز بررسی شده بود مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج بدست آمده پس از سه بار تکرار نشان داد که هیچ گونه اثر بازدارنده‌ای در مقابل جدایه P. agarici ایجاد نمی‌کند. جدایه‌های P. tolaasii و P. agarici آزمایش‌شده در این مطالعه، ما را به این فرضیه سوق داد که اثر بازدارندگی P. tolaasii بر P. agarici توسط تولید ماده تولاسین موثر بوده و این اثر بازدارنده نیز با نادر بودن P. agarici در شرایط طبیعی در ارتباط است.
باکتری‌های گروه Pseudomonas از نظر بیماریزایی و رده بندی بسیار متنوع و در عین حال گسترده هستند، تا جایی که علاوه بر گیاهان در سلسله قارچ‌ها نیز بیمارگر می‌باشند. از این رو می‌توان به گونه‌های بیمارگر این جنس که بر روی قارچ خوراکی ایجاد علایم لکه قهوه‌ای دارند اشاره داشت. همچنین در صنعت پرورش قارچ خوراکی تکمه‌ای(Agaricus bisporus) در نقاط مختلف جهان نیز این علائم مشاهده شده‌اند. از جمله آنها Pseudomonas tolaasii،] gingeri [Pseudomonas ،Pseudomonas putida و Pseudomonas agarici هستند که جزء 96 جدایه‌ی جداسازی شده از قارچ خوراکی تکمه ای در ایران می‌باشند و به‌عنوان گونه‌های مختلف جنس Pseudomonas شناسایی شدند. در حالی که در توالی یابی ژنوم با استفاده از چهار جایگاه ژنی و واکاوی درخت تبارزائی در حضور گونه‌های تیپ و استاندارد تنها یک جدایه (FH2) به عنوان P. agarici شناسایی شد. این بیمارگر باکتریایی با ایجاد علائمی در سطح زیرین کلاهک بر روی تیغه‌های آن (drippy gill) شناخته می‌شود و علاوه بر آن لکه زرد رنگ تا قهوه‌ای بر روی کلاهک را به همراه دارد. در حالی که یانگ در سال 1970 ابتدا drippy gill را به عنوان مشخصه علائم P. agarici توصیف کرد. علائم P. agarici در قارچ خوراکی اغلب با توصیف اصلی بیماری متفاوت است. در حالی که drippy gill در ابتدا به عنوان یک علامت مشخصه ناشی از P. agarici توصیف شده است، این باکتری همچنین می‌تواند باعث تغییر رنگ قهوه‌ای و لکه زرد شود (Geels et al., 1994). سنجش بیماریزایی و اصول کخ نشان داد که جدایه FH2 در مقایسه با باکتری بیمارگر P. tolaasii که بر روی کلاهک قارچ لکه‌های قهوه‌ای ایجاد می‌کند، علایم تغییر رنگ و بیماریزایی آن همواره کمتر بوده است. در همین حال، سنجش باکتریوسین این جدایه در کنار سایر بیمارگرهای قارچ خوراکی تکمه‌ای به‌ویژه P. tolaasii نشان داد که جدایه‌هایی که تولید کننده تولاسین هستند، مانع رشد و پیشروی P. agarici می-شوند و به عنوان مهار کننده ایفای نقش می‌کنند. در حالی یک جدایه P. tolaasii که فاقد ماده تولاسین بوده و در نتیجه‌ی سنجش بیماریزایی بر روی کلاهک قارچ خوراکی نیز بررسی شده بود مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج بدست آمده پس از سه بار تکرار نشان داد که هیچ گونه اثر بازدارنده‌ای در مقابل جدایه P. agarici ایجاد نمی‌کند. جدایه‌های P. tolaasii و P. agarici آزمایش‌شده در این مطالعه، ما را به این فرضیه سوق داد که اثر بازدارندگی P. tolaasii بر P. agarici توسط تولید ماده تولاسین موثر بوده و این اثر بازدارنده نیز با نادر بودن P. agarici در شرایط طبیعی در ارتباط است.
کلیدواژه ها
Title
Investigating the role of biological competition in the occurrence and pathogenicity of Pseudomonas agarici on edible mushrooms
Authors
Mahsa Moallem, Hamid Abachi, Mozhde Hamidizade, Milad Aeini, Zahra Sadeghi Mosavar, Ardavan Soleimani, Nastaran Zamani, Ebrahim Osdaghi
Abstract
Abstract
The Pseudomonas group of bacteria is highly diverse and widespread in terms of pathogenicity and classification. These bacteria are not only pathogenic to plants but also to edible mushrooms. Some species within this group cause brown spots on edible mushrooms, a phenomenon observed in mushroom cultivation industries worldwide. Notable species include Pseudomonas tolaasii, [Pseudomonas gingeri], Pseudomonas putida, and Pseudomonas agarici, which were identified among 96 isolates obtained from Agaricus bisporus in Iran. Multilocus sequence analysis among type strains of four Pseudomonas species revealed that only one isolate (FH2) was belonged to P. agarici. This bacterial pathogen causes symptoms such as drippy gill (small dark spots on gills with drops of bacterial ooze). Although drippy gill was first described as a characteristic symptom of P. agarici by Young in 1970, its symptoms on edible mushrooms often vary from the original description. Besides drippy gill, P. agarici can also cause brown discoloration and yellow spots. Pathogenicity assays and Koch's postulates showed that the FH2 isolate, compared to P. tolaasii, the causal agent of bacterial blotch on cultivated mushrooms, exhibited less brown discoloration and lower pathogenicity. Bacteriocin assays showed that the isolates producing tolaasin, particularly P. tolaasii, inhibited the growth of P. agaric. Whereas, a non-tolaasin P. tolaasii strain impotent to infect mushroom caps and bacteriocin-negative showed no effect of inhibitory against P. agarici. The results of this study led us to the speculation that the inhibitory effect of P. tolaasii on P. agarici is due to the production of tolaasin. This effect of inhibition also could be attributed to the rarity of P. agarici in natural conditions.
The Pseudomonas group of bacteria is highly diverse and widespread in terms of pathogenicity and classification. These bacteria are not only pathogenic to plants but also to edible mushrooms. Some species within this group cause brown spots on edible mushrooms, a phenomenon observed in mushroom cultivation industries worldwide. Notable species include Pseudomonas tolaasii, [Pseudomonas gingeri], Pseudomonas putida, and Pseudomonas agarici, which were identified among 96 isolates obtained from Agaricus bisporus in Iran. Multilocus sequence analysis among type strains of four Pseudomonas species revealed that only one isolate (FH2) was belonged to P. agarici. This bacterial pathogen causes symptoms such as drippy gill (small dark spots on gills with drops of bacterial ooze). Although drippy gill was first described as a characteristic symptom of P. agarici by Young in 1970, its symptoms on edible mushrooms often vary from the original description. Besides drippy gill, P. agarici can also cause brown discoloration and yellow spots. Pathogenicity assays and Koch's postulates showed that the FH2 isolate, compared to P. tolaasii, the causal agent of bacterial blotch on cultivated mushrooms, exhibited less brown discoloration and lower pathogenicity. Bacteriocin assays showed that the isolates producing tolaasin, particularly P. tolaasii, inhibited the growth of P. agaric. Whereas, a non-tolaasin P. tolaasii strain impotent to infect mushroom caps and bacteriocin-negative showed no effect of inhibitory against P. agarici. The results of this study led us to the speculation that the inhibitory effect of P. tolaasii on P. agarici is due to the production of tolaasin. This effect of inhibition also could be attributed to the rarity of P. agarici in natural conditions.
Keywords
Edible mushroom, Tolaasin, Brown blotch, Bacteriocin