جداسازی و ارزیابی فعالیت ضدقارچی دو جدایه باکتری اندوفیت توت‌فرنگی در مقابل قارچ Colletotrichum nymphaeae عامل بیماری آنتراکنوز
کد مقاله : 1623-24IPPC (R2)
نویسندگان
1دانشجوی دکتری گروه گیاهپزشکی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان
2گروه گیاهپزشکی دانشگاه کردستان
3گروه زیست شناسی و بیوتکنولوژی، دانشکده علوم، دانشگاه کردستان
4گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی،دانشگاه کردستان
چکیده
جدایه‌های باکتریایی اندوفیت از بخش‌های برگ و دمبرگ گیاهچه‌های سالم توت‌فرنگی (Fragaria ananassa) از مزارع استان کردستان، جداسازی شدند و تاثیر بازدارندگی این جدایه‌ها از رشد قارچ Colletotrichum nymphaeae عامل آنتراکنوز توت‌فرنگی در شرایط آزمایشگاه، درون شیشه و گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. دو جدایه باکتریایی اندوفیت با استفاده از ویژگی‌های بیوشیمیایی و آنالیز مولکولی ژن 16S rDNA شناسایی و در جنس Bacillus spp. قرار گرفتند. همچنین توانایی تولید آنزیم‌های تجزیه‌کننده دیواره سلولی و نیز ترکیبات تحریک کننده رشد گیاه در هر دو سویه MarR1 و MarR47 ارزیابی شد. فعالیت ضدقارچی دو سویه باسیلوس با استفاده از کشت متقابل، تاثیر ترکیبات خارج سلولی ضدقارچی بر رشد پرگنه و جوانه‌زنی اسپور قارچ بیمارگر و تاثیر ترکیبات فرار بر رشد پرگنه قارچ بیمارگرمورد بررسی قرار گرفت. هر دو سویه باکتریایی باعث کاهش معنی‌دار رشد پرگنه قارچ عامل بیمارگر در آزمون کشت متقابل شدند و درصد بازدارندگی توسط سویه MarR47، %11/59 و سویه MarR1، %4/39 ارزیابی شد. همچنین در این پژوهش تاثیر ترکیبات خارج سلولی هر دو سویه باکتریایی بر رشد پرگنه و جوانه‌زنی قارچ بیمارگر نشان داد که این ترکیبات در هر دو سویه باعث کاهش معنی‌دار رشد پرگنه و جوانه‌زنی اسپور قارچ بیمارگر شدند و بیشترین درصد بازدارندگی از رشد پرگنه و جوانه‌زنی اسپور توسط سویه MarR47 به ترتیب %97/27 و %74/39 ارزیابی گردید. به علاوه ترکیبات فرار تولید شده توسط سویه MarR47 به میزان 85/17 درصد موجب کاهش رشد پرگنه قارچ گردید. هر دو سویه باکتری MarR47 و MarR1 به ترتیب سبب کاهش شدت بیماری آنتراکنوز میوه در شرایط درون شیشه با شرایط دمایی 2±26 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی %70 به میزان %01/47 و %80/78 شدند. علاوه بر این، تاثیر سویه‌های باکتریایی در شرایط گلخانه با دمای 2±26 درجه سانتی‌گراد به دو روش اسپری با تلقیح اندام‌های هوایی با پنج میلی‌لیتر سوسپانسیون هر جدایه باکتری (غلظت 108×1 سلول در هر میلی‌لیتر آب مقطر سترون) و خیساندن خاک با اضافه کردن 25 میلی‌لیتر از سوسپانسیون هر جدایه باکتری با غلظت مشابه پای طوقه و تلقیح پنج میلی‌لیتر از سوسپانسیون اسپور قارچ بیمارگر (غلظت 106×1 اسپور در هر میلی‌لیتر آب مقطر سترون) 24 ساعت بعد از تلقیح جدایه‌های باکتری، بر روی اندام‌های هوایی انجام شد. نتایج نشان داد که درصد بازدارندگی به روش اسپری و خیساندن خاک به ترتیب در سویه MaR47، %77/77 و %22/72 و در سویه MarR1، %66/66 و %44/94 برآورد شد و کاهش شدت علائم بیماری در هر دو سویه نسبت به شاهد معنی‌دار بود. نتایج حاکی از آن است که این باکتری‌ها برای مهار رشد قارچ بیمارگر احتمالا از سازوکارهای چندگانه مانند رقابت بر سر مواد غذایی، اشغال نیچ اکولوژیکی، ترشح آنزیم‌های تجزیه‌کننده دیواره سلولی بیمارگر، تولید سیدروفور و ترکیبات ضدقارچی و همچنین تحریک مقاومت گیاه استفاده می‌کنند.
کلیدواژه ها
Title
Isolation and evaluation of antifungal activity of two isolates of strawberry endophytic bacteria against Colletotrichum nymphaeae causing anthracnose disease
Authors
Abstract
In this study, tow nonpathogenic endophytic bacterial isolates recovered from Fragaria × ananassa and their antagonistic activity was evaluated against Colletotrichum nymphaeae, the causal agent of strawberry anthracnose under in vitro, in vivo, and greenhouse conditions. Bacterial isolates were identified as Bacillus spp. using a combination of phenotypic, biochemical properties and molecular phylogenetic analysis of the 16S rDNA gene sequence. The living cells of bacterial isolates inhibited the mycelial growth of C. nymphaeae using dual-culture method and inhibition percentage was evaluated as 39.4, 59.11 % in MarR1 and MarR47 respectively. The volatile compounds (VOCs) produced by bacterial isolates inhibited the mycelial growth of C. nymphaeae and the highest inhibition was observed in MarR47 isolate (17.85%). Moreover, the cell-free-culture filtrates of bacterial isolates reduced the mycelial growth and conidial germination of pathogen and the highest inhibition was observed in MarR47 (27.97%) on mycelial growth (39.74%) on conidial germination. The living cells of bacterial isolates decreased anthracnose fruit rot at post-harvest and the inhibition were observed in MarR1 (78.8%) and MarR47 (47.01). Furthermore, disease severity of strawberry anthracnose by bacterial isolates was reduced using drenching soil and plant spraying techniques. The findings of this study showed that bacterial isolates have the ability to prevent the growth of fungal pathogen under in vitro, in vivo and greenhouse conditions.
Keywords
Antifungal compounds, endophytic bacteria, Strawberry anthracnose, volatile compounds