شناسايي و تعيين صفات باكتري‌ اندوفيت Pseudomonas fluorescens NZ105 به عنوان عامل كنترل زيستي بيماري پژمردگي ورتيسيليومي گوجه‌فرنگي

Identification and characterization of endophytic bacterium, Pseudomonas fluorescens NZ105 as biocontrol agent of Verticillum wilt of tomato

گوجه‌فرنگي (Lycopersicon esculentum) يكي از مهمترين صيفي‌جات در سراسر جهان و ايران است. بيماري پژمردگي ورتيسيليومي گوجه‌فرنگي با عامل Verticillum dahliae از موانع توسعه كشت اين گياه در كشور مي‌باشد. يكي از روشهاي نوين در مديريت بيماريهاي گياهي استفاده از باكتريهاي مهاركننده اندوفيت است. هدف از انجام اين پژوهش، شناسايي و معرفي باكتري‌هاي‌ اندوفيت مؤثر به‌عنوان عامل كنترل زيستي بيماري مذكور است. براي اين منظور، ابتدا نمونه‌برداري از گلخانه‌ها و مزارع گوجه‌فرنگي استان‌هاي تهران و البرز در بهار و تابستان 1396 انجام شد. جدايه‌‌هاي اندوفيت از اندام‌هاي ريشه، ساقه، برگ و ميوه گوجه‌فرنگي جداسازي شدند. با انجام آزمون‌هاي كليدي و بر اساس توليد رنگدانه فلورسنت بر روي محيط كشت King's medium B، تعداد 30 جدايه Pseudomonas فلورسنت مثبت انتخاب شدند. طي انجام آزمون‌هاي كشت متقابل، شش جدايه با توانايي بيوكنترل V. dahliae در شرايط گلخانه مورد بررسي‌هاي تكميلي قرار گرفتند. جدايهP. fluorescens NZ105 به عنوان موثرترين عامل آنتاگونيست با 7/3 ميلي‌متر بازدارندگي در ظرف پتري و 85 درصد كاهش شدت بيماري در شرايط گلخانه انتخاب شد و به‌وسيله روش‌هاي بيوشيميايي و ترادف ناحيه ژني 16S rDNA مورد شناسايي قرار گرفت. نتايج آزمون گلخانه‌اي نشان داد جدايه مذكور موجب افزايش معني‌دار پارامترهاي رشدي نظير وزن خشك بوته و ريشه، ارتفاع بوته، طول ريشه، وزن‌تر ريشه و بوته شده است. همچنين، بررسي‌ها نشان داد مكانيسم‌هاي توليد پروتئاز، متابوليت‌هاي بازدارنده خارج سلولي قابل نفوذ در آگار و متابوليت‌هاي فرّار ضد قارچي، در توان كنترل زيستي جدايه P. fluorescens NZ105 مؤثر بودند.

Tomato (Lycopersicon esculentum) is one of the most important crops in the world and Iran. Verticillium wilt of tomato caused by V. dahliae is one of the most important obstacles to the cultivation of this plant in the country. Using endophytes has been introduced as a new solution to plant disease management. The aim of this study was to introduce endophytic bacteria as biological control agent for Verticillium wilt of tomato. For this purpose, plants were collected from both greenhouses and tomato fields in Tehran and Alborz provinces. Endophytic bacteria were isolated mainly from the roots, stems, leaves and fruits of tomato. Based on key tests and fluorescent pigmentation on King' B medium, 30 fluorescent Pseudomonas were selected. In dual culture tests, six isolates with biocontrol capacity of V. dahliae were screened and complementary evaluation was done under greenhouse conditions. The P. fluorescens NZ105 strain was identified as the most effective biocontrol agent with 3.7 mm inhibition zones in Petri dish and 85% disease incidence reduction in greenhouse. This strain was identified based on the key tests and 16S rDNA gene amplification. The results of the greenhouse test showed that P. fluorescens NZ105 had the best performance in increasing plant growth factors including plant dry weight, dry root weight, plant height, root length, wet root weight and wet plant weight. Furthermore, the studies showed that this strain is capable of producing protease, volatile antifungal metabolites and extracellular metabolites.