كنترل زيستي گياهچه‌ميري خيار توسط سويه‌هاي استرپتومايسس توليدكنندۀ سيدروفور و سلولاز در شرايط نامساعد (Extreme conditions)

Biocontrol of Cucumber Damping-off by Streptomyces Strains Producing Siderophore and Cellulase under Extreme Condition

مقدمه: هدف پژوهش حاضر، انتخاب سويه‌هاي استرپتومايسس آنتاگونيست نسبتاً اكسترموفيل از مجموعۀ ميكروبي پژوهشگاه بيوتكنولوژي كشاورزي ايران براي بهبود رشد و محافظت خيار در برابر بيمارگر Phytophthora capsici عامل ايجادكنندۀ بيماري مرگ گياهچه در شرايط گلخانه بود. مواد و روشها: ابتدا فعاليت آنتاگونيستي هشت سويۀ استرپتومايسس در برابر سه عامل بيمارگر مهم خيار شامل Pythium aphanidermatum، p . drechsleri و P. capsici در شرايط آزمايشگاه بررسي شد. سويه‌ها از نظر ويژگي‌هاي فيزيولوژيكي، صفت‌هاي محرك رشد گياهي و توليد سيدروفور و سلولاز در حضور مقادير مختلف NaCl (صفر، 6، 10 و 12 درصد) و در دماهاي 29، 37 و 42 درجۀ سانتي‌گراد بررسي شدند. سه سويه با توان مشابه براي توليد اكسين شامل IT25 (متحمل به شوري)، IT20 (نسبتاً گرمادوست) و SS14 با بيشترين درصد ممانعت از رشد P. capsici براي بررسي‌هاي بيشتر شامل توليد SA و توانايي القاي رشد گياه و كنترل زيستي گياهچه‌ميري خيار در شرايط گلخانه‌اي انتخاب شدند. نتايج: سويه‌ها قادر بودند سيدروفور را در دماهاي بيش از 29 درجۀ سانتي‌گراد توليد كنند و توليد سيدروفور در سويه‌هاي SS14 و IT20 افزايش يافت؛ برعكس، افزايش درصد نمك موجب كاهش توليد سيدروفور به‌واسطۀ استرپتومايسس‌ها شد. افزايش فعاليت آنزيم سلولاز در دماهاي زياد به سويه وابسته بود و تنها در IT20 مشاهده شد؛ درحالي‌كه افزايش شوري تغييري در ميزان فعاليت اين آنزيم ايجاد نكرد. تيمار خاك با SS14 و IT20 موجب افزايش وزن تر و خشك اندام‌هاي هوايي در تمام تيمارها شد. تيمار IT20 مرگ گياهچه را به ميزان 83 درصد نسبت به شاهد آلوده كاهش داد. بحث و نتيجهگيري: دو سويۀ SS14 وIT20 كه داراي قابليت خوبي در كنترل بيماري و افزايش رشد گياه بودند، ويژگي‌هاي مشتركي مانند رشد در حضور نمك 6 درصد، توليد سيدروفور و فعاليت سلولازي در شرايط دمايي و شوري مختلف داشتند. عملكرد بهتر سويۀ IT20 و عملكرد ضعيف سويۀ IT25 را مي‌توان به‌ترتيب با تحمل‌كردن و تحمل‌نكردن دماي زياد (42 درجۀ سانتي‌گراد) و همچنين به‌ترتيب با افزايش فعاليت و نداشتن فعاليت سلولازي آنها در اين دما مرتبط دانست.

Abstract Introduction: The purpose of this study was to select moderate extremophile antagonistic Streptomyces strains from the Microbial Collection of Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran to improve the growth and protection of cucumber against Phytophthora capsici, the causal agent of seedling damping-off disease in greenhouse conditions. Materials and methods: First, the antagonistic activity of eight strains of Streptomyces against three important cucumber pathogens including Pythium aphanidermatum, p < /em>. drechsleri and P. capsiciwas investigated in in vitro conditions. These strains were examined for physiological characteristics, plant growth promoting traits and siderophore and cellulase production in the presence of different amount of NaCl (0%, 6%, 10%, and 12%) and temperatures of 29, 37 and 42 °C. Three strains with a similar potential for auxin production including IT25 (salinity tolerant), IT20 (thermophilic) and SS14 with the highest growth inhibition percentage of P. capsici for further studies including SA production and the ability to induce plant growth and biocontrol of cucumber seedling under greenhouse conditions were selected. Results: The strains were able to produce siderophore at temperatures above 29 °C and siderophore production increased in SS14 and IT20 strains. Conversely, increasing the NaCl concentrations decreased siderophore production by Streptomyces. The increase in the cellulase activity at elevated temperatures was strain-dependent and was observed only for IT20. However, the increase in salinity did not change the activity of this enzyme. The treatment of soil with SS14 and IT20 increased shoot fresh and dry weights in all treatments. IT20 treatment reduced seedling damping-offby 83% compared to the infected control. Discussion and conclusion: The two SS14 and IT20 strains, which had a good ability to control the disease and enhance plant growth, had common characteristics such as growth in the presence of 6% NaCl, siderophore production and cellulase activity under different temperatures and salinity conditions. The better performance of the IT20 and the poor performance of the IT25 may be related to their high temperature (42 °C) tolerance and intolerance, respectively, as well as their increased cellular activity and inactivity at this temperature.