پرايمينگ مقاومت عليه Pseudomonas syringae pv. tomato در آرابيدوپسيس با استفاده از تركيب هاي فرار Bacillus subtilis

Priming of resistance against Pseudomonas syringae pv. tomato in Arabidopsis by volatiles of Bacillus subtilis

تركيب هاي فرار ميكروبي نقش عمده اي در افزايش رشد گياه و محافظت آن در برابر بيماري هاي گياهي دارند. در اين پژوهش نقش تركيب هاي فرار سوية Bacillus subtilis GB03 در افزايش رشد آرابيدوپسيس و القاي مقاومت به بيمارگر Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 بررسي شد. گياهچه هاي آرابيدوپسيس در پتري هاي دو بخشي در معرض تركيب هاي فرار سويه آنتاگونيست قرار گرفتند. تركيب هاي فرار توانستند به صورت معني داري رشد گياه را در مقايسه با شاهد افزايش دهند. تيمار با تركيب هاي فرار، شاخص بيماري ناشي از P. syringae pv. tomato DC3000 را از 80 به 40 درصد كاهش دادند. جمعيت بيمارگر در تيمار با باكتري آنتاگونيست بيشينه به 106 × 1 / 1 در گرم وزن تر اندام هاي هوايي رسيد در حالي كه جمعيت بيمار گر در شاهد تا *10*1/3 افزايش پيدا كرد. براي مشخص شدن مسير پيام رساني در گير در مقاومت، بيان سه ژن 1-PDF 1.2 PR و ChiB به ترتيب به عنوان نشانگر مسيرهاي ساليسيليك اسيد، جاسمونيك اسيد و اتيلن ارزيابي شد. تركيب هاي فرار باعث افزايش سريع و قوي بيان ژنهاي 1-PR و PDF1.2 شد. بيان قوي و سريع اين ژنها بيانگر پر ايمينگ هر دو مسير جاسمونيك اسيد و ساليسيليك اسيد است. در مجموع تركيب هاي فرار سويه B. subtilis GB03 نه تنها مي توانند رشد گياه را به صورت شايان توجهي افزايش دهند بلكه باعث افزايش بيان ژن هاي مقاومت و در نهايت كاهش بيماري در آرابيدوپسيس نيز شدند.

Microbial volatiles have an important role in plant growth promotion and protecting them against plant pathogens. In this work, we evaluated whether B. subtilis volatiles promote plant growth and induce resistance against P. syringae pv. tomato DC3000. Arabidopsis seedlings were exposed to bacterial volatiles in two compartments I-plate system. Volatiles increased plant growth significantly compared to control. Exposure of plant with bacterial volatiles reduced disease index from 80% to 40%. Pathogenic bacterial population in plant leaves reached up to 1.1×106 CFU/g aerial part wet weight, in volatile treatment, however pathogen population reached up to 1.3×108 in control plants. Expressions of PR-1, PDF1.2, and ChiB have been evaluated as marker genes for salicylic acid, jasmonic acid and ethylene-depended pathways, respectively. Bacteria volatiles boosted the expression of PR-1 and PDF1.2, significantly. These genes expressed strongly and rapidly which represented plant defense priming by bacteria volatiles. In conclusion, volatiles from B. subtilis GB03 not only improved plant growth significantly but also increased expression of defense-related genes and eventually suppressed disease in Arabidopsis.