بررسی همستیزی بین باکتری های اندوفیت جداسازی شده از چغندرقند و چغندر وحشی با عوامل باکتریایی مولد پوسیدگی ریشه چغندرقند
کد مقاله : 1661-24IPPC (R3)
نویسندگان
1گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان
2گروه گیاهپزشکی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان
3گروه گیاهپزشکی دانشگاه کردستان
4گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی،دانشگاه کردستان
چکیده
تحقیقات انجام شده نشان می دهد که باکتری های عامل پوسیدگی در ریشه چغندرقند به تنهایی موجب 71 درصد خسارت به ریشه های چغندرقند می شوند. از آنجا که قند و شکر استحصال شده از چغندرقند یک محصول غذایی مهم بوده و وجود سم و هر گونه مواد باقی مانده شیمیایی ممکن است موجب به خطر انداختن سلامت مردم گردد؛ ضرورت جایگزینی مهار زیستی بیش از پیش احساس می گردد. نمونه برداری از گیاهان بالغ چغندرقند (Beta vulgaris) و چغندر وحشی (Beta maritima) در سالهای 97-96 از سه استان اصفهان، کرمانشاه و خوزستان به منظور جداسازی باکتری های اندوفیت صورت گرفت. قطعاتی از بافت های مختلف گیاه شامل ریشه های مویین، نوک ریشه، ریشه اصلی، طوقه، برگ و میوه (درچغندر وحشی) تهیه و پس از ضد عفونی سطحی با هیپوکلریت سدیم در 4-3 میلی لیتر آب مقطر سترون له شد. از سوسپانسیون حاصل بر روی محیط کشت NA به صورت چمنی کشت و کلونی های باکتریایی متفاوت از نظر رنگ، شکل و اندازه جداسازی و خالص سازی شدند. در مجموع 1006 باکتری اندوفیت از بافت های مختلف گیاهی جداسازی گردید. جدایه ها براساس خصوصیات فنوتیپی، بیوشیمیایی، محرک رشدی و کنترل زیستی شامل کاتالاز، اکسیداز، گرم، تولید رنگدانه فلورسنت، تثبیت ازت، حل فسفات، تولید فسفاتاز، تولید لیپاز ، تولید پروتئاز و آنتی بیوز با استفاده از نرم افزار NTSYS در سطح 50% به 10 گروه تقسیم بندی شدند. تاثیر همستیزی باکتری های اندوفیت منتخب از هر گروه برعلیه عوامل مولد پوسیدگی نرم چغندر قند، Bacillus pumilus و Enterobacter roggenkampii و همچنین عامل مولد پوسیدگی خشک، Pseudomonas thivervalensis در شرایط In vitro و In situ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد جدایه Bt851 برعلیه بیمارگر Bacillus pumilus با 19/53% و چهار جدایه Andi542، H274، B451 و B186 در مقابل جدایه بیمارگر Enterobacter roggenkampii به ترتیب با 37%، 14/37%، 20% و 20% بازدارندگی بیشترین توانایی همستیزی را در شرایط In situ دارند. نتایج همستیزی جدایه های اندوفیت نشان داد که جدایه های Andi542، S411 و B451 به ترتیب با 32/74، 51/52% و 39/52% بازدارندگی بیشترین توانایی همستیزی را برعلیه باکتری عامل پوسیدگی خشک دارند. شناسایی جدایه های اندوفیت منتخب با تعیین توالی نوکلئوتیدی ژن 16S rRNA و مقایسه آن با توالی های موجود در NCBI انجام گردید. نتایج نشان داد که جدایه های Andi542، S411، Bt851، H274، B451 و B186 به ترتیب دارای بیشترین شباهت نوکلئوتیدی با Bacillus proteolyticus، ،Bacillus pumilus، Pseudomonas brassicacearum ، Bacillus pumilus ، Pseudomonas brassicacearum و Bacillus pumilus بودند.
کلیدواژه ها
Title
Investigation of Antagonistic activity between endophytic bacteria isolated from sugar beet and sea beet and bacterial sugar beet root rot
Authors
Abstract
Recently studies showed that the bacteria have caused individually to damage 71% in sugar beet roots. Due to the importance of extracted sugar from sugar beet, the presence of toxins and chemical residues may endanger people's health. Therefore, replacing biocontrol with chemical control is a requirement. Samples including of matured sugar beet (Beta vulgaris) and sea beet (Beta maritima) were placed for isolating endophytic bacteria in 2016-2017 from three provinces of Isfahan, Kermanshah and Khuzestan, in Iran. Small pieces from different parts of plant tissues including lateral roots, tip of root, tap root, crown, leaf and fruit (in sea beet) were prepared and grinded in 3-4 ml of sterile-distilled water after superficial disinfection with sodium hypochlorite. Suspension was cultured on the culture medium NA. Different bacterial colonies were purified in terms of color, shape and size. In total, 1006 endophytic bacteria were isolated from different plant tissues. Phenotypical , biochemical, growth stimulant and biocontrol characteristics of isolates were identified using catalase, oxidase, gram, fluorescent pigment production, nitrogen fixation, phosphate dissolution, phosphatase production, lipase production, protease production and antibiosis tests. Bacterial isolates were classified into 10 groups using NTSYS software at level 50%. The antagonestic effect of selected endophytic bacteria from each group were investigated against Bacillus pumilus and Enterobacter roggenkampii , Soft rot root agents, and Pseudomonas thivervalensis, dry rot root agent, in vitro and in situ condition. The strain Bt851 had inhibition effects against Bacillus pumilus by 53.19% reduction of soft rotting and Andi542, H274, B451 and B186 strains against Entrobacter roggenkampii were reduced by 37%, 37.14%, 20% and 20% pathogen activity, respectively. Andi542, S411 and B451 strains were decreased pathogen activity by 74.32, 52.51% and 52.39%, respectively. Selected endophytic strains were identified using nucleotide sequencing of 16S rRNA gene and compared with data obtained from NCBI database. Andi542, S411, Bt851, H274, B451 and B186 strains had more than 99% nucleotide identity to Bacillus proteolyticus, Bacillus pumilus, Pseudomonas brassicacearum, Bacillus pumilus, Pseudomonas brassicacearum and Bacillus pumilus.
Keywords
root rot, Bacillus pumilus ، Enterobacter roggenkampii، Pseudomonas thivervalensis