Other language title :
كاهش فعاليت آنتاگونيستي باكتري ها در برابر Phytophthora drechsleri Tucker در شرايط شوري، توسط اكتوئين ها تخفيف مي يابد
Title of article :
Ectoines Mitigate the Reduction of Antagonistic Activity of Bacteria against Phytophthora drechsleri Tucker in Saline Conditions
Author/Authors :
Ahmadzadeh, M Department of Plant Protection - Faculty of Agricultural Science and Engineering - University of Tehran, Islamic Republic of Iran , Kamaly, A Department of Plant Protection - Faculty of Agricultural Science and Engineering - University of Tehran, Islamic Republic of Iran , Sadeghi, A Department of Microbial Biotechnology - Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII), Agricultural Research - Education - and Extension Organization (AREEO) - Karaj, Islamic Republic of Iran , Arghand, Z Department of Novel Drug Delivery Systems - Iran Polymer and Petrochemical Institute - Pajuhesh Science and Technology Park - Pajuhesh Boulevard - Tehran, Islamic Republic of Iran
Abstract :
The objective of the present study was to evaluate antifungal activities of 18 native
Bacillus strains against Phytophthora drechsleri Tucker in saline and normal conditions.
Besides, the effect of exogenously provided bacterial osmoprotectants (ectoines) on
biocontrol activity of three selected Bacillus strains with the highest biocontrol activity
and three antagonistic bacteria from two different genera (Pseudomonas fluorescens,
Streptomyces rimosus and Streptomyces monomycini) was studied in normal and saline
conditions. To reveal the effects of ectoines on the mode of action of antagonism, amylase,
protease, lipase, cellulase, chitinase and Hydrogen Cyanide (HCN) activity, biofilm
formation and intracellular ectoines of the selected strain (Bacillus amyloliquefaciens
UTB96) were investigated in normal and saline conditions. Phylogenetic tree based on the
16S rRNA gene sequences divided Bacillus strains into two groups: one clade included
strains that were tolerant up to 5% and the second 13% NaCl. Salt (0.3M NaCl) reduced
the antagonistic activity of selected Bacillus strains (10.39-38.34%) and P. fluorescens
(25.77%) compared to the control. Exogenously provided ectoines adjusted the biocontrol
drop caused by NaCl in Bacillus and Pseudomonas strains and increased biocontrol
activity of S. monomycini. Salinity (0.3M NaCl) reduced amylase activity of UTB96 up to
17% and ectoines prevented the reduction. Salt also decreased biofilm formation to about
3-fold and ectoines significantly ameliorated the reduction. The HPLC assay indicated
that UTB96 accumulated ectoine and hydroxyectoine 0.16 and 0.10 μg/mg cell dry weight,
respectively. Exogenously added ectoine and hydroxyectoine led to a significant increase
in UTB96 intracellular ectoines concentrations.
Farsi abstract :
هدف اين مقاله ارزيابي فعاليت ضدقارچي 18 استرين بومي از جنس باسيلوس (17 عدد از گونه Bacillus subtilis و يك عدد از گونه Bacillus amyloliquefaciens) در برابر Phytophthora drechsleri Tucker در شرايط شور و معمولي است. افزون براين، اثر حفاظت كننده هاي اسمزي (اكتويين ها) با منبع خارجي، بر فعاليت كنترل زيستي سه استرين منتخب جنس باسيلوس با توان بيشينه فعاليت كنترل زيستي و سه باكتري آنتاگونيست از دو جنس ديگر (Pseudomonas fluorescens ، Streptomyces rimosus و Streptomyces monomycini) در شرايط شور و معمولي بررسي شد. به منظور آشكارسازي اثر اكتويين ها بر طرز عمل آنتاگونيستي، آميلاز، پروتياز، ليپاز، سلولاز، كيتيناز و سيانيد هيدروژن، تشكيل بيوفيلم و اكتويين هاي خارج سلولي در استرين منتخب (Bacillus amyloliquefaciens UTB96) در شرايط شور و معمولي بررسي شد. درخت فيلوژنيكي بر اساس توالي هاي ژن 16S rRNA، استرين هاي باسيلوس را به دو گروه تقسيم كرد: يك كلاد شامل استرين هايي كه تا 5 درصد و كلاد ديگر استرين هايي كه تا 13 درصد NaCl را تحمل مي كردند. نمك (NaCl 0/3 مولار) فعاليت آنتاگونيستي استرين هاي منتخب باسيلوس (10/39-38/34 درصد) و P. fluorescens (25/77 درصد) را در مقايسه با شاهد كاهش داد. اكتويين هاي با منبع خارجي كاهش، كنترل زيستي كاهش يافته توسط NaCl در استرين هاي باسيلوس و سودوموناس را تخفيف و فعاليت كنترل زيستي S. monomycini را افزايش دادند. شوري (NaCl 0/3 مولار)، فعاليت آميلاز در UTB96 را تا 17 درصد كاهش داد و اكتويين ها از اين كاهش جلوگيري كردند. نمك همچنين تشكيل بيوفيلم را در حدود يك سوم كاهش داد و اكتويين ها به طور قابل توجهي اين كاهش را تخفيف دادند. آزمون HPLC نشان داد كه UTB96، اكتويين و هيدروكسي اكتويين را به ترتيب به ميزان 0/16 و 0/10 ميكروگرم در ميلي گرم وزن خشك سلول تجمع مي دهد. منابع خارجي اكتويين و هيدروكسي اكتويين، منجر به افزايش غلظت هاي داخل سلولي اكتويين ها در UTB96 شدند.
Keywords :
biocontrol , Hydroxyectoine , Bacillus amyloliquefaciens UTB96 , Antifungal activity
Journal title :
Journal of Agricultural Science and Technology (JAST)
