توانایی باکتری‏های محرک رشد در القای آنزیم‏های مرتبط با مقاومت در گیاه برنج علیه Pyricularia oryzae

کد مقاله : 1464-24IPPC (R3)
نویسندگان
1دانشگاه زنجان
2استاد دانشگاه زنجان
3موسسه تحقیقات رشت
4موسسه تحقیقات برنج رشت
چکیده
بیماری بلاست برنج ناشی از قارچ Pyricularia oryzae یکی از بیماری‏‏‏های مهم برنج در دنیا است. با توجه به تقاضای روز افزون برای محصولات عاری از سموم، شناسایی میکروارگانیسم‏هایی که در کاهش خسارت این محصول نقش دارند، از اهمیت به‏سزایی برخوردار است. رایزوباکتر‏‏های محرک رشد گیاه با استقرار در ریشه گیاهان و ریزوسفر و با مکانیسم‏های مختلفی نظیر ایجاد مقاومت سیستمیک القایی در گیاه در کاهش بیماری‌ها نقش دارند. هدف این مطالعه بررسی گلخانه‌ای تاثیر دو جدایه رایزوباکتر محرک رشد گیاه، Alcaligenes faecalis strain O1R4 و Bacillus idriensis strain MR2 بر القای آنزیم‏های مرتبط با مقاومت از قبیل پراکسیداز و کاتالاز در گیاه برنج در مقابل عامل بیماری بلاست بود. به‌این منظور ریشه‏ی نشاءهای دو رقم هاشمی و حسن‏سرایی قبل از کاشت در گلدان به مدت یک ساعت در سوسپانسیون جدایه‌ها شیک شد. سپس گیاهان در مرحله چهار برگی با قارچ عامل بلاست مایه‌زنی شدند. میزان آنزیم‌ کاتالاز و پراکسیداز در زمان‏های یک، سه، پنج و هفت روز پس از تلقیح با اسپکتروفتومتر سنجیده شد. این آزمون در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با هشت تیمار و چهار تکرار انجام شد. بر اساس نتایج آزمون‌های آماری داده‌های حاصل، اثر تیمارهای باکتریایی بر میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز در اولین روز پس از تلقیح معنی‏دار نبود ولی در روزهای سوم، پنجم و هفتم در سطح یک درصد معنی‏دار شد. اثر تیمار‏ها بر میزان آنزیم کاتالاز، از اولین روز پس از تلقیح تا روز هفتم در سطح یک درصد معنی دار بود که نشان دهنده پاسخ سریع آنزیم کاتالاز در برابر عامل بیماری است. نتایج حاصل از مقایسه میانگین نشان داد که بصورت تجمعی طی 7 روز پس از تلقیح میزان آنزیم‏های پراکسیداز فقط در حضور عامل بیماری بلاست برنج (شاهد مثبت)، در رقم هاشمی و حسن‏سرایی به ترتیب 9/5 و 6/2 برابر و کاتالاز به ترتیب 9/2 و 7/1 برابر شاهد منفی بود. میزان آنزیم کاتالاز در تیمار‏های آلوده در حضور A. faecalis در ارقام هاشمی و حسن‏سرایی‏ به ترتیب 4/1 و 3/2 برابر و آنزیم پراکسیداز به ترتیب 2 و 7/2 برابر شاهد مثبت تعیین شد. تاثیر حضور باکتری B. idriensisدر مقدار آنزیم کاتالاز در تیمارهای آلوده برای ارقام هاشمی و حسن‏سرایی به ترتیب 3/1 و 2/2 برابر و آنزیم پراکسیداز به ترتیب 7/1 و 3 برابر شاهد مثبت بود. همچنین در استفاده هم‏زمان دو جدایه باکتریایی میزان آنزیم‌های کاتالاز به ترتیب در ارقام هاشمی و حسن‏سرایی 7/1 و 7/2 برابر و آنزیم پراکسیداز به ترتیب 9/2 و 2/4 برابر شاهد مثبت افزایش یافت که نسبت به استفاده جداگانه هر کدام از جدایه‏ها بیشتر است. بطور کلی باکتری‏های مذکور سبب افزایش سطح آنزیم‏های کاتالاز و اکسیداز شدند و استفاده همزمان دو جدایه تاثیر بیشتری در افزایش آنزیم‌ها در گیاه برنج آلوده به بیماری بلاست برنج داشت.
کلیدواژه ها
 
Title
Effect of plant growth promoting rhizobacteria on induction of resistance-related enzymes in rice inoculated with Pyricularia oryzae
Authors
Abstract
Rice blast disease caused by Pyricularia oryzae (PO) is one of the important rice diseases worldwide. Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) by colonization of the plant roots and rhizosphere play an important role in the induction of systemic resistance against pathogens. This study aimed to investigate the effect of two PGPR isolates, Alcaligenes faecalis strain O1R4 and Bacillus idriensis strain MR2, on the induction of resistance-related enzymes such as peroxidase and catalase and disease severity in rice plant inoculated with PO. For this purpose, the roots of the seedlings of Hashemi and Hassan Sarai cultivars were inoculated with a suspension of isolates (106-107 CFU/ml) for one hour. Spores of PO were obtained by immersing of infected leaves collected from fields in distilled water. Then, plants in the four-leaf stage were inoculated with the PO suspension (2 × 105 spore/ml). Catalase and peroxidase level were measured one, three, five, and seven days after inoculation using a spectrophotometer. Experiment was performed in a completely randomized block design with eight treatments and four replications. According to the analyses of variance, there was a significant influence of bacterial inoculation on the activity of peroxidase enzyme in the third, fifth and seventh day and on the activity of catalase enzyme from first day to seventh day at the 1% probability level. Comparison of the mean showed that the level of peroxidase and catalase enzymes were increased in the treatments consist of pathogen and A. faecalis 97 and 43 percent in Hashemi and, 174 and 125 percent in Hassan-Sarai cultivars, respectively compared to the positive control. Also, the amount of peroxidase and catalase enzymes were increased in the treatments inoculated with pathogen and B. idriensis 69 and 33 percent in Hashemi and, 195 and 121 percent in Hassan-Sarai cultivars, respectively compared to the positive control. Also, in the simultaneous use of two bacterial isolates, the amount of catalase enzyme increased in Hashemi and Hassan-Sarai cultivars 73 and 166 percent and the amount of peroxidase enzyme became 174 percent in Hashemi and 319 percent in Hassan-Sarai cultivars, respectively compared to the positive control. Also mean of diesese severity in two cultivars was reduced in the treatments consist of pathogen and A. faecalis 37 percent and treatments inoculated with pathogen and B. idriensis 20 persent. This study showed that bacterial isolates reduced the disease severity by inducing systemic resistance to the rice blast disease.
Keywords
Alcaligenes faecalis, Bacillus idriensis, catalase, peroxidase, Rice blast