ویژگی‌های فنوتیپی، مولکولی و بیماری‌زایی Xanthomonas sp. جدا شده از درختان خرمالو

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1424-25IPPC
نویسندگان
1هیات علمی دانشگاه صنعتی اصفهان
2استاد دانشگاه شیراز
3پردیس کشاورزی دانشگاه تهران، گروه گیاه پزشکی
چکیده
خرمالو (Persimmon) با نام علمی Diospyros kaki از خانواده Ebenaceae می‌باشد که در نقاط مختلف جهان در مناطق معتدل و گرمسیری پراکنش دارد. ایران با سطح زیر کشت 978/1 هکتار و میزان تولید 471/30 تن، هشتمین کشور برتر تولید کننده خرمالو در دنیا می‌باشد. در سال 1398 علائم لکه برگی با هاله زرد رنگ در درختان خرمالو مشاهده شد. از برگ‌های دارای علائم نمونه‌برداری شد و برای جداسازی عامل بیماری، آزمون‌های فنوتیپی، مولکولی و بیماری‌زایی، نمونه‌ها به آزمایشگاه انتقال داده شدند. از محیط کشت نوترینت آگار برای جداسازی باکتری استفاده شد. بعد از کشت نمونه‌ها، پتری‌دیش‌ها، 96-72 ساعت در دمای اتاق نگه‌داری شدند. بعد از سه روز، پرگنه‌های زرد رنگ، گرد و لعابی روی محیط کشت نوترینت آگار رشد کردند. تعدادی از مهمترین آزمون‌های بیوشیمایی مانند آزمون‌های هوازی/بی‌هوازی، گرم، اکسیداز، اوره‌آز، هیدرولیز آسکولین، کازئین و تویین 80 انجام شد. واکنش فوق حساسیت با تزریق سوسپانسیون باکتری داخل برگ‌های گیاهان توتون انجام شد. نتایج آزمون‌های بیوشیمیایی نشان داد که جدایه‌ها هوازی اجباری بوده و نتایج آزمون‌های گرم، اکسیداز و اوره‌آز در آن‌ها منفی می‌باشد. از طرفی دیگر، جدایه‌ها قادر به هیدرولیز آسکولین، کازئین و تویین 80 بودند. همچنین واکنش فوق حساسیت در آن‌ها مثبت بود و نواحی بافت مرده بعد از 24 ساعت از مایه‌زنی روی برگ گیاهان توتون ایجاد شد. بنابراین بر اساس نتایج آزمون‌های بیوشیمیایی، جدایه‌ها به عنوان Xanthononas spp. در نظر گرفته شدند. بررسی‌های بیشتر با آغازگرهای اختصاصی جنس زانتوموناس (Xc-lip-F2/Xc-lip-R2) و تکثیر قطعه 777 جفت بازی در جدایه‌ها، نتایج آزمون‌های بیوشیمیایی تأیید شد. بررسی‌های بیشتر با توالی‌یابی ژن 16S rRNA نشان داد، که این جدایه‌ها در گروه یک زانتوموناس‌ها قرار دارند. بنابراین به منظور تشخیص گونه و تعیین دقیق موقعیت فیلوژنتیکی، چهار ژن حفاظت شده dnaK، fyuA، efp و rpoD توالی یابی شدند و درخت برآیند با روش Maximum Likelihood با استفاده از نرم‌افزار مگا رسم شد. نتایج آنالیزهای فیلوژنتیکی نشان داد که باکتری‌های مورد بررسی در این مطالعه در گروه یک زانتوموناس‌ها و در نزدیکی باکتری‌هایی مانند X. translucens، X. theicola و X. sacchari قرار دارند. بیماری‌زایی جدایه‌ها روی نهال‌های خرمالو در شرایط گلخانه با اسپری پاشی سوسپانسیون باکتری روی آن‌ها انجام شد. بعد از سه هفته از مایه‌زنی، علائم لکه برگی و سوختگی در سطح برگ‌ها ظاهر شد. باکتری‌های مایه‌زنی شده دوباره از برگ‌های دارای علائم جداسازی شدند. بنابراین بر اساس این نتایج، باکتری‌های جداسازی شده در این تحقیق به عنوان Xanthomonas sp. در نظر گرفته می‌شوند.
کلیدواژه ها
 
Title
Phenotypic, molecular, and pathogenic characteristics of Xanthomonas sp. isolated from persimmon trees
Authors
Sadegh Zarei, S. Mohsen Taghavi, Ebrahim Osdaghi
Abstract
Persimmon, scientifically known as Diospyros kaki, belongs to the Ebenaceae family. It is distributed in various temperate and tropical regions around the world. Iran is among the top 10 persimmon-producing countries and ranked eighth globally with a production of 30,471 tons over 1,978 ha. In 2019, the leaf spot symptoms with a yellow halo were observed in persimmon trees. Samples were collected from the symptomatic leaves and transferred to the laboratory for isolating the disease agent and conducting phenotypic, molecular, and pathogenicity tests. Nutrient agar medium was used for bacterial isolation, and the Petri Dishes were kept at room temperature for 72-96 hours. After three days, pale-yellow, domed, and circular colonies grew on the nutrient agar medium. A number of the most important biochemical tests i.e. aerobic/anaerobic, gram, oxidase, urease, and hydrolysis of aesculin, casein, and tween 80 were performed. Hypersensitivity reaction was performed by injecting bacterial suspension into the leaves of tobacco plants. The results of the biochemical tests showed that the strains were obligate aerobic and the results of gram, oxidase, and urease tests were negative, while they were positive for aesculin, casein, and tween 80 hydrolysis, and induce of hypersensitive reaction on tobacco plants. Therefore, based on the results of biochemical tests, the strains were considered as Xanthomonas spp. Further investigation with specific primers of Xanthomonas genus (Xc-lip-F2/Xc-lip-R2) and amplification of 777 bp fragment in the strains, the results of biochemical tests were confirmed. Further studies using 16S rRNA gene sequencing revealed that these strains were grouped in the Clade-I of Xanthomonas. Therefore, to identify the species and accurately determine the phylogenetic position of bacterial strains, four housekeeping genes dnaK, fyuA, efp, and rpoD were sequenced and the concatenated tree was constructed by the Maximum Likelihood method using Mega software. The phylogenetic analysis results indicate that the bacterial strains isolated in this study belong to Clade-I of Xanthomonas and are closely related to X. translucens, X. theicola, and X. sacchari. The pathogenicity of isolates was assessed by spraying the bacterial suspension on persimmon seedlings under greenhouse conditions. After three weeks of inoculation, leaf spot and blight symptoms appeared on the surface of the leaves. Inoculated bacteria were re-isolated from symptomatic leaves. Therefore, based on these results, the bacterial strains obtained in this study are considered as Xanthomonas sp.
Keywords
persimmon, Phylogeny, Xanthomonas sp