بررسی ویژگی های ضد قارچی دو سویه اندوفیت Bacillus و اثر آنها در کنترل بیماری آنتراکنوز توت فرنگی ناشی از Colletotrichum nymphaeae در شرایط گلخانه
پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1581-25IPPC (R1)
نویسندگان
1دانشجوی دکترای دانشگاه کردستان
2استاد گروه گیاهپزشکی دانشگاه کردستان
چکیده
دو سویه باکتریایی اندوفیت MarA23 و MarA47 از گیاهچه‌های توت‌فرنگی جمع‌آوری شده از مزارع استان کردستان جداسازی و پس از بررسی‌های بیوشیمیایی و تجزیه و تحلیل تبارزایی ژن 16S rDNA در جنس Bacillus قرار گرفتند. نتایج آزمون‌های اکسیداز، کاتالاز، اوره‌آز و فسفاتاز در هر دو سویه مثبت بود، ولی تولید لیپاز فقط در سویه MarA23 مشاهده گردید. همچنین هر دو سویه توانایی هیدرولیز ژلاتین، حلالیت فسفات، تولید سیدورفور و احیاء نیترات را داشتند، ولی توانایی هیدرولیز نشاسته فقط در سویه MarA47 ارزیابی گردید. بررسی توانایی تولید متابولیت‌های ثانویه و آنزیم‌های پروتئاز، پکتیناز و کیتیناز نشان داد که سیانید هیدروژن در هیچ یک از سویه‌ها تولید نشد، ولی هر دو سویه قادر به تولید آنزیم‌های پروتئاز و پکتیناز بودند. در حالی که تولید آنزیم کیتیناز فقط در سویه MarA47 مثبت بود. میزان تولید هورمون اسید ایندول استیک اسید در سویه‌های MarA23 و MarA47 به ترتیب 2256 و 4/1366 میکروگرم در لیتر و میزان هورمون جیبرلین 8/8397 و 9/8314 میکروگرم در لیتر با رسم منحنی استاندارد محاسبه گردید. تکثیر و توالی‌یابی سه ژن اختصاصی سنتز لیپوپپتیدها شامل سورفکتین، ایتورین و فنجایسین با استفاده از آغازگرهای اختصاصی انجام گرفت، ولی هیچ یک از دو سویه توانایی تولید این لیپوپپتیدها را نداشتند. آزمون بررسی تأثیر ضد قارچی این سویه‌ها در مقابل قارچ عامل آنتراکنوز توت فرنگی Colletotrichum nymphaeae به روش‌های کشت متقابل، پلیت دو طرفه و چاهک انجام شد. در آزمون کشت متقابل، درصد بازدارندگی از رشد میسلیومی قارچ بیمارگر به وسیله سویه‌های MarA23 و MarA47 به ترتیب %34/43 و %7/55 اندازه‌گیری شد. تأثیر متابولیت‌های خارج سلولی بر رشد میسلیومی و جوانه‌زنی اسپور قارچ بیمارگر به روش چاهک و محیط مایع همراه با کشت فیلتر شده هر سویه باکتریایی نشان داد که درصد بازدارندگی از رشد میسلیومی C. nymphaeae در روش چاهک توسط سویه‌ی MarA23، 07%/23و توسط سویه‌ی MarA47، 06%/30 و تاثیر متابولیت‌های خارج سلولی باکتریایی در ممانعت از جوانه‌زنی اسپور به روش اضافه کردن سوسپانسیون اسپور قارچ عامل بیماری همراه با متابولیت‌های فیلتر شده باکتریایی در محیط مایع به ترتیب %74/39 و %76/65 است. بررسی تاثیر متابولیت‌های فرّار تولید شده توسط سویه‌های باکتریایی پس از هفت روز نشان داد که این سویه‌ها باعث کاهش رشد میسلیومی قارچ عامل بیماری نسبت به شاهد شدند ولی این تاثیر در هیچ یک از سویه‌ها معنی‌دار نبود. تاثیر سویه‌های باکتریایی در ممانعت از وقوع بیماری در میوه‌های توت‌فرنگی نشان داد که هر دو سویه قادر به کنترل بیماری (بیش از %70) هستند. کنترل بیماری آنتراکنوز توت‌فرنگی در شرایط گلخانه به دو روش پاشش روی اندام هوایی و خیساندن خاک ارزیابی شد و نتایج نشان داد که سویه MarA23، در هر دو روش بیش از %70 و سویه MarA47، بیش از %80 سبب پیشگیری از وقوع بیماری در گیاهچه‌های توت‌فرنگی شدند.
کلیدواژه ها
Title
Investigating of the antifungal properties of two endophytic strains of Bacillus and their effect in controlling strawberry anthracnose caused by Colletotrichum nymphaeae under greenhouse conditions
Authors
Zahra Alijani, Jahanshir Amini
Abstract
Two endophyte bacterial strains, MarA23 and MarA47, were isolated from healthy strawberry seedlings collected from the fields of Kurdistan province and identified as Bacillus using biochemical properties and molecular phylogenetic analysis of the 16S rDNA gene sequences. The results of oxidase, catalase, urease and phosphatase tests were positive in both strains, but lipase production was observed only in MarA23 strain. Also, both strains had the ability to hydrolyze gelatin, solubilize phosphate, produce siderophore and reduce nitrate to nitrite, but the ability to hydrolyze starch was observed only in MarA47 strain. Investigation of the ability to produce secondary metabolites and protease, pectinase and chitinase enzymes showed that hydrogen cyanide was not produced in any of the strains, but both strains were able to produce protease and pectinase enzymes, while the chitinase enzyme was produced only in the MarA47 strain. The amount of indole acetic acid in MarA23 and MarA47 strains was 2256 and 1366.4 µg/L, respectively, and gibberellin levels were calculated as 8397.8 and 8314.9 µg/L by using of the standard curve. Three specific lipopeptide genes, including surfactin, iturin and fengycin, were performed using specific primers, but none of the two strains had the ability to produce these lipopeptides. The antifungal effects of these strains against Colletotrichum nymphaeae with dual-culture, double plates and agar well diffusion methods were performed. In the dual-culture test, the percentage of inhibition by MarA23 strain was 43.34% and MarA47 strain was 55.7%. The effect of cell-free-culture filtrates of bacterial strains in agar well diffusion method was assayed in MarA23, 23.07% and in MarA47, 30.06% on mycelial growth and 39.74% and 65.76%, on conidial germination respectively. The volatile compounds (VOCs) in double plates methods reduced mycelial growth of C. nymphaeae, but this inhibition was not significant in any of the strains. The effect of bacterial strains in preventing the occurrence of the disease on strawberry fruits showed that both strains are able to inhibit the growth of the disease (more than 70%). Under greenhouse conditions by two methods of spraying on the aerial parts and drenching soil, MarA23 strain, in both methods, more than 70% and the MarA47 strain, more than 80%, prevent the occurrence of the disease on the strawberry seedlings.
Keywords
Antifungal metabolites, biological control, endophytic bacteria, volatile organic compounds