اهميت آنزيم ميروزيناز در قارچهاي بيماريزاي گياهان

The significance of myrosinase enzyme in plant pathogenic fungi

گلوكوزينولاتها تركيبات نسبتا غير فعالي هستند ولي بعد از تخريب گياه توسط پاتوژنها از طريق آنزيم ميروزيناز گياه به تركيبات سمي از قبيل ايزوتيوسياناتها تبديل مي شوند تا به اين ترتيب موجب مقاومت گياه در برابر پاتوژنها گردند . با اين وجود هنوز تعداد زيادي از قارچهاي بيماريزا قادر به ايجاد آسيب به گياهان حاوي گلوكوزينولاتها مي باشند. احتمالا اين قارچهاي بيماريزا به طريقي قادر به غلبه كردن سيستم دفاعي گلوكوزينولات-ميروزيناز موجود در گياه ميزبان مي باشند. در مطالعه حاضر دو قارچ بيماريزاي نكروتروف با نامهاي Alternaria brassicicola و Botrytis cinerea انتخاب گرديدند. سپس رشد نسبي ميسليا و فعاليت آنزيم ميروزيناز قارچها جهت نشان دادن عملكرد آنها در مواجهه با سيستم دفاعي گياه مورد بررسي قرار گرفتند. جهت كشت قارچها از محيط كشت مايع پوتيتيو دكستروز حاوي 106×1 اسپور در هر 100 ميلي ليتر آب استريل شده استفاده شد. سپس قارچهاي 5 روزه به مدت 24 ساعت در معرض گلوكوزينولات (sinigrin) قرار گرفتند. فعاليت آنزيم ميروزيناز قارچها با استفاده از روش فتومتريك كمي مورد بررسي قرار گرفت نتايج نشان داد ميزان رشد نسبي ميسلياي B. cinerea در حضور تركيبات سمي حاصل از تجزيه sinigrinتغيير معني داري نداشته است و حتي رشد brassicicola A. به ميزان 5/1 برابر افزايش يافت. همچنين فعاليت آنزيم ميروزيناز در هر دو قارچ افزايش يافت، اگرچه فعاليت آنزيم ميروزيناز در brassicicola A. 5 برابر بيشتر از B. cinerea بوده است. در واقع نتايج حاكي از آن است كه قارچها مخصوصا brassicicola A. از طريق آنزيم ميروزيناز خود در برابر سيستم دفاعي گياه (گلوكوزينولات-ميروزيناز) مقاومت كرده و احتمالا گلوكوزينولاتهاي گياه را به تركيبات غير سمي و يا با سميت كمتر تبديل كرده است.

Glucosinolates are relatively non-active compounds, but after damaging of the plant tissues by pathogens they will be degraded by myrosinase to a variety of toxic compounds including isothiocyanates and subsequently plant resistance will enhance against pathogens. However, many phytopathogenic fungi are still able to infect glucosinolate containing plants. Probably, there are some ways for fungal pathogens to overcome glucosinolate-myrosinase defense system of their hosts. In current study two necrotrophic pathogenic fungi (Alternaria brassicicola and Botrytis cinerea) were chosen to investigate their function in facing with plant defense, based on fungal growth rate and their myrosinase activity. Liquid culture was prepared for each fungus in potato dextrose broth including 1×106 spore per 100 ml distill water. For induction, 5-day-old fungi were incubated with sinigrin at final concentration of 0.1 mM for 24 h. The myrosinase activity was determined by photometric method. Mycelial growth assay indicated that the hydrolysis of sinigrin catalyzed by fungal pathogens had no significant effects on the fungal growth rate of B. cinerea and even the growth of A. brassicicola 1.5-fold was enhanced. In addition, myrosinase activity in both fungi was increased. However, the myrosinase activity in A. brassicicola was 5 times higher than that of B. cinerea.The results imply that fungal pathogens especially A. brassicicola have developed certain mechanism to overcome glucosinolate-myrosinase defense system of plant, probably by degradation or transformation of intact glucosinolate to non-toxic or less toxic products.