تاثير باكتري هاي اندوفيت برنج در كنترل زانتوموناس اريزي پاتووار اريزي و الگوي بيان ژن فنيل آلانين آمونيالياز در شرايط همزيستي با باسيلوس سوبتيليس

سابقه و هدف: بيماري بلايت باكتريايي برنج يكي از عوامل جدي محدود كننده توليد جهاني برنج است. موثرترين روش كنترل اين بيماري استفاده از ارقام مقاوم هست. اما به دليل تغيير پذيري زياد و تكامل سريع نژادهاي بيماريزا، اين ارقام در شرايط مزرعه پايدار نيستند. اين مطالعه با هدف ارزيابي توانايي باكتري هاي اندوفيت برنج در بهبود رشد گياه و كنترل زيستي باكتري زانتوموناس اريزي پاتووار اريزي انجام گرديد. مواد و روش‌ها: ابتدا غربالگري جدايه هاي اندوفيت براي فعاليت آنتاگونيستي روي باكتري زانتوموناس در محيط كشت تريپتيك سويا آگار انجام شد. سپس تحريك رشد گياه توسط اندوفيت هاي باكتريايي تحت شرايط اتاقك رشد و گلخانه تعيين گرديد. همچنين اثر جدايه ها بر شاخص شدت بيماري و برخي عوامل رشد برنج در شرايط گلخانه مشخص گرديد. در نهايت ميزان بيان ژن فنيل آلانين آمونيالياز توسط جدايه اندوفيت باسيلوس سوبتيليس با روش real-time PCR مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها: از نظر شاخص قدرت گياهچه بذرهاي برنج، جدايه هاي OS40، OS23، OS43 و OS31 اثرات آماري معني داري نسبت به شاهد داشتند. همچنين كاربرد اندوفيت هاي OS3، OS23، OS31 و OS40 موجب افزايش شاخص هاي رشد گرديد. تلقيح جدايه هاي باكتريايي OS40 و OS23 در كاهش شدت بيماري و تحريك رشد گياه موفق تر عمل كردند. سطح بيان ژن PAL در دوره آزمون در گياهان تيمار OS40 به طور معني داري بيشتر و سريع تر از گياهان تيمار زانتوموناس به تنهايي بود. نتيجه گيري: باكتري هاي اندوفيت برنج توانستند رشد گياهان را افزايش و بيماري بلايت را كاهش دهند پس مي توانند به عنوان راهكاري اميد بخش و سازگار با محيط زيست در توسعه كشاورزي پايدار در نظر گرفته شوند.

Background & Objectives: Rice bacterial blight is one of the major factors limiting global rice production. Though the most effective method for controlling this disease is using resistant varieties, they are not stable in farm conditions due to high variability and rapid evolution of pathogenic races. This study was aimed to evaluate rice endophyte bacteria's ability to improving plant growth and biologically controlling Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Materials & Methods: At the first screening of endophyte isolates was performed to evaluate antagonistic activity against Xanthomonas in tryptic soy agar medium. The stimulation of plant growth by bacterial endophytes was assessed under the growth chamber and greenhouse conditions. The effect of bacterial isolates on disease severity and some rice growth factors under greenhouse conditions were determined, as well. In the final stage, the expression of the Phenylalanine ammonia-lyase gene by endophytic isolate Bacillus subtilis was evaluated using real-time PCR. Results: In terms of rice seed seedling vigor index, OS40, OS23, OS43, and OS31 isolates had a significant statistical effect as compared to control. Moreover, the use of OS3, OS23, OS31, and OS40 endophytes increased plant growth parameters. OS40 and OS23 bacterial inoculants were more successful in reducing the severity of the disease and the promotion of plant growth. PAL expression level during the experiment period was significantly higher and faster in plants treated with OS40than those treated only with Xanthomonas- isolates. Conclusion: Rice bacterial endophytes could increase plant growth and reduce disease severity, thus they can be considered as a promising and environmentally- a friendly strategy for sustainable agriculture development.