Induction of systemic resistance in tomato plants to Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici causal agent of Fusarium wilt of tomato by non-pathogenic F. oxysporum under greenhouse conditions

بيماري پژمردگي فوزاريومي‌گوجه‌فرنگي به وسيله قارچ Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici ايجاد شده و يكي از بيماري‌هاي مهم آوندي گوجه‌فرنگي است كه خسارت قابل توجهي به محصول گوجه‌فرنگي در مزرعه و گلخانه وارد مي‌نمايد. در اين تحقيق امكان كنترل اين بيماري توسط جدايه غير بيماري‌زاي F. oxysporum در شرايط آزمايشگاه و گلخانه مورد بررسي قرار گرفت. جدايه فوزاريوم غير بيماري‌زا در شرايط آزمايشگاه با استفاده از روش كشت متقابل، هيچگونه تأثيري بر كاهش رشد شعاعي قارچ بيمارگر روي محيط كشت PDA نداشت. تأثير جدايه مذكور در شرايط گلخانه با استفاده از دو روش مايه‌زني ريشه (root dip) و آلودگي خاك مورد ارزيابي قرار گرفت. در روش اول، ريشه نشاء‌هاي سه هفته‌اي گياه گوجه‌فرنگي رقمBeliy naliv-241 حساس به نژاد يك به مدت نيم ساعت در سوسپانسيون 106 اسپور در ميلي‌ليتر جدايه فوزاريوم غير بيماري‌زا قرار داده شد و سپس در داخل گلدان نشاء گرديدند. بعد از يك هفته دوباره گياهچه‌ها از خاك خارج و ريشه آنها با سوسپانسيون اسپور قارچ بيمارگر در غلظت و زمان مذكور مايه‌زني و در خاك گلدان‌ها كشت و در شرايط گلخانه نگهداري شدند. در روش دوم بذور گوجه‌فرنگي رقم ذكر شده در خاكي كه اسپور فوزاريوم غير بيماري‌زا به ازاي هر گرم خاك گلدان يك دهم ميلي ليتر از سوسپانسيون اسپور 106 به آن اضافه شده بود كشت (به ازاي هر گلدان يك ليتري 100 ميلي‌ليتر) و بعد از سه هفته به داخل خاك گلدان‌هاي آلوده به قارچ بيمارگر (يك دهم ميلي‌ليتر از سوسپانسيون اسپور 106 در هر گرم خاك) منتقل شدند. آزمايش در قالب طرح كامل تصادفي با شش تكرار انجام شد. از دو سري تيمار شاهد به ترتيب با آب مقطر سترون و بيمارگر استفاده شد. در هر دو روش علايم بيماري بعد از سه هفته در تيمار شاهد مشاهده گرديد و جدايه فوزاريوم غير بيماري‌زا شدت بيماري را به ميزان 62 درصد در مقايسه با شاهد كاهش داد. به منظور بررسي القاي مقاومت در گياه گوجه‌فرنگي به وسيله جدايه فوزاريوم غير بيماري‌زا، سه آزمايش دو قسمت نمودن ريشه، استفاده از بنوميل و قطع ريشه استفاده شد، بطوريكه در روش اول بيمارگر و جدايه غير بيماري‌زا از لحاظ مكاني و در دو روش ديگر از لحاظ زماني با هم فاصله داشتند. در هر سه روش گياهچه‌هاي سه هفته‌اي در داخل محلول غذايي پرورش و جدايه غير بيماري‌زا و بيمارگر با فاصله زماني به آن اضافه گرديد. نتايج آزمايشات بعد از هشت هفته نشان داد كه جدايه مذكور بطور متوسط شدت بيماري را به ميزان 75 درصد در مقايسه با شاهد كاهش داد. بطور كلي نتايج حاصل از سه آزمايش مشخص نمود كه جدايه فوزاريوم غير بيماري‌زا باعث القاي مقاومت در گياه گوجه‌فرنگي عليه بيماري پژمردگي فوزاريومي‌گوجه‌فرنگي مي‌شود و مي‌تواند به عنوان يك عامل بيوكنترل بالقوه در مديريت اين بيماري در بررسي‌هاي آتي لحاظ گردد

The aim of the present research was to assess the relative importance of systemic induced resistance in the suppression of Fusarium wilt of tomato by non-pathogenic Fusarium oxysporum (Avr5). Effects of one isolate of nonpathogenic F. oxysporum (Avr5) were tested in vitro and in vivo for their efficacy in controlling Fusarium wilt of tomato. Two methods were applied including root-dip-inoculation and soil’s infestation method with the F. oxysporum f. sp. lycopersici (FOL). Isolate of nonpathogenic F. oxysporum in vitro did not inhibit radial growth of FOL and had no significant effect on reduction growth of pathogen. At the same time in vivo nonpathogenic F. oxysporum (Avr5) with concentration of 0.1 ml conidial suspensions of 106 conidial/ml per gram soil (100 ml conidia per pot) significantly reduced incidence and severity of Fusarium wilt (62% reduction) compared to the control pathogen. F. oxysporum (Avr5) only colonized the epidermis of tomatoʹs root but was not found in vessels of stems, while the FOL colonized inside of root cells and stems of inoculated plants. Plants inoculated with FOL showed disease symptoms after 3 weeks, whereas plants inoculated with F. oxysporum (Avr5) or a mixture of both fungi remained symptomless for 60 days. In order to induce systemic resistance in tomato plant, three bioassays including split-root, benomyl and cutting systems were used. Results of three bioassays indicated that F. oxysporum (Avr5) is able to induce resistance in tomato plants against FOL. Non-pathogenic F. oxysporum (Avr5) remained spatially separated from the pathogen in plants in the split root bioassay, but in the cutting and benomyl systems F. oxysporum (Avr5) and FOL were separated in time, suggesting that these effects were systemic in nature. It has been concluded that application of nonpathogenic F. oxysporum (Avr5) can be considered as a potential biocontrol agent in next studies.