Other language title :
افزايش فعاليت آنريم هاي تجزيه كننده و قدرت آنتاگونيستي Tricoderma harzianum با استفاده از القاي موتاسيون پرتو گاما
Title of article :
Enhancement of Lytic Enzymes Activity and Antagonistic Traits of Trichoderma harzianum Using γ-Radiation Induced Mutation
Author/Authors :
Ghasemi, S Department of Plant Pathology - Faculty of Agriculture - Tarbiat Modares University, Tehran, Islamic Republic of Iran , Safaie, N Department of Plant Pathology - Faculty of Agriculture - Tarbiat Modares University, Tehran, Islamic Republic of Iran , Shahbazi, S Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI) - Atomic Energy Organization of IRAN (AEOI), Alborz, Islamic Republic of Iran , Shams-Bakhsh, M Department of Plant Pathology - Faculty of Agriculture - Tarbiat Modares University, Tehran, Islamic Republic of Iran , Askari, H Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI) - Atomic Energy Organization of IRAN (AEOI), Alborz, Islamic Republic of Iran
Abstract :
Trichoderma species are known as effective agents used for biological control of plant
pathogenic fungi. The Trichoderma harzianum and its mutant isolates were cultured and
their traits including, mycelial growth, antagonistic activity and extracellular proteins
and enzymes production (Chitinase and Cellulase) were investigated to select the most
effective mutant isolates against plant pathogenic fungus Rhizoctonia solani. Also, the
purity and composition of enzyme-rich protein samples were evaluated under denaturing
gel electrophoresis. This study clearly showed the possibility of improving mycelia growth
rate (from 1.18 to 1.33 cm d-1), the antagonistic capability of Trichoderma (from 54.9%
growth inhibition of R. solani to 66%), extracellular proteins and enzymes production for
biological control of plant diseases through mutation with γ-radiation. Also, compared to
wild type strain, protein production in the mutant isolates increased. Moreover, the
highest specific chitinase enzyme activities were observed in mutant isolates T. h M8
(42.48 U mg-1) and T. h M15 (38.25 U mg-1). Trichoderma mutant of T. h M8 maintained
higher mycelia growth rate and higher ability to inhibit growth of R. solani. The SDSPAGE
profiles had several enzyme protein bands such as CelloBioHydrolases (CBHs),
EndoGlucanases (EGs), β-Glucosidases (BGLs), endochitinases, and β-(1, 4)-N-acetyl
glucoaminidases. SDS-PAGE analysis indicated the presence of different protein bands in
the range of 10.5 to 245 KDa. Interestingly, expression of chitinase in 95 percent of
mutants was higher than wild type of T. harzianum. The results showed that gamma
mutation could increase the efficiency and amount of enzymes in T. harzianum, while
these enzymes are involved in antagonistic properties of T. harzianum.
Farsi abstract :
گونه هاي قارچ تريكودرما به عنوان عوامل موثر در كنترل بيولوژيك قارچ هاي بيمار گر گياهي شناخته مي شوند. در اين تحقيق، تغييرات در رشد ميسليومي، فعاليت آنتاگونيستي، توليد آنزيم ها (كيتيناز و سلولاز) و پروتيين هاي خارج سلولي گونه Trichoderma harzianum و موتانت هاي آن براي انتخاب موثرترين آنها در مقابل قارچ بيمارگر گياهي Rhizoctonia solani مورد بررسي قرار گرفت. همچنين خلوص و محتوي پروتئين هاي آنزيمي آنها با استفاده از ژل الكتروفورز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه افزايش نرخ رشد ميسليوم هاي قارچ (از 1/18 به 1٫33 سانتيمتر در روز)، توانايي آنتاگونيستي قارچ (از 54/9 درصد بازدارنگي از رشد به 66 درصد) و افزايش توليد پروتئين هاي خارج سلولي و آنزيم ها جهت كنترل بيماري هاي گياهي از طريق موتاسيون با اشعه گاما امكانپذير مي باشد. در اين تحقيق، توليد پروتئين ها در موتانت ها در مقايسه با شاهد افزايش نشان داد. علاوه بر اين بيشترين فعاليت ويژه كيتينازي در موتانت هاي U / mg ) T . h M842 / 48) و U / mg ) T . h M1525 /38 ) مشاهده شد. موتانت T . hM8 بيشترين نرخ رشد ميسليومي و بيشترين توان بازدارندگي از رشد قارچ بيمارگر R . solani را نشان داد. در اين بررسي، پروفايل ژل الكتروفورز، چندين باند آنزيمي مانند سلوبيوهيدرولاز (CBHs)، اندو گلو كاناز (EGs) و بتاگلوكوزيداز (BGLs)، اندو كيتيناز و بتا (1و 4) - ان - استيل گلوكو آمينيدازها را نشان داد. اين تكنيك حضور باندهاي پروتئيني مختلفي را در طيف 10/5 تا 245 كيلو دالتون نشان داد. جالب اينكه طبق نتايج بدست آمده مشخص شد، بيان آنزيم كيتيناز در 95 درصد از موتانت ها نسبت به گونه وحشي افزايش يافته است. نتيجه اينكه، موتاسيون قارچ T . harzianum با اشعه گاما مي تواند كارايي و مقدار توليد آنزيم ها را در آن افزايش دهد، درحالي است كه مي دانيم اين آنزيم ها در قدرت آنتاگونيستي
T . harzianum دخالت دارند.
Keywords :
Mutation , Gamma radiation , Chitinase , Cellulase