مطالعه تغييرات كمّي و كيفي فعاليت آنزيم پلي فنل اكسيداز در تعامل بين نماتود مولد گره ريشه Meloidogyne javanica و قارچ عامل پژمردگي آوندي گوجه فرنگي Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici

A Study of Changes in Polyphenol Oxidase Activity in Interaction between Root-knot Nematode ( Meloidogyne javanica ) and Tomato Fusarium Wilt ( Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici )

مقايسه ميزان فعاليت آنزيم پلي فنل اكسيداز در تعامل نماتود مولد گره ريشه (Meloidogyne javanica) و قارچ عامل پژمردگي آوندي گوجه فرنگي (Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici) در گياه گوجه فرنگي رقمRoma VF (مقاوم به قارچ و حساس به نماتود) در تيمارهاي مايه‌كوبي گياه با قارچ، مايه‌كوبي با نماتود و مايه‌كوبي قارچ به گياه پيش آلوده شده با نماتود در مراحل مختلف زندگي (به طور جداگانه) در شرايط گلخانه و آزمايشگاه انجام گرفت. نتايج نشان داد كه در مايه‌كوبي گياه با قارچ، فعاليت آنزيم از روز اول و طي روزهاي بعد افزايش معني‌دار نسبت به شاهد نشان داده و در روز پنجم به حداكثر ميزان خود رسيد (Peak) و به دنبال آن به تدريج كاهش يافت. فعاليت اين آنزيم در گياه مايه‌كوبي شده با نماتود طي روزهاي متوالي افزايش معني‌دار نشان نداد ولي نسبت به شاهد اختلاف معني‌دار بود. فعاليت اين آنزيم در آزمايش مايه‌كوبي قارچ به گياهان پيش آلوده شده با نماتود در مراحل مختلف زندگي و اختلاف معني‌دار آن نسبت به شاهد (مايه‌كوبي شده با قارچ) نشان داد كه نماتود در تمام تيمارها قادر است نه تنها فعاليت آنزيم را محدود نمايد، بلكه مانع از افزايش فعاليت اين آنزيم‌ها در گياه حتي در حضور قارچ شود. حداكثر ميزان كاهش دهندگي فعاليت آنزيم‌ها توسط نماتود مربوط به مرحله ظهور بالغ‌هاي جوان (15 روز بعد از نفوذ نماتود به ريشه گياه) مي‌باشد. با توجه به افزايش ميزان تغذيه نماتود در اين مرحله، به نظر مي‌رسد القاي كاهش فعاليت آنزيم توسط نماتود به نحوي مرتبط با تغذيه نماتود باشد. پنج فرم آيزوزايم پلي فنل اكسيداز با Rm هاي 0/26 ، 0/31 ، 0/44 ، 0/50 و 0/63 در اين آزمايش‌ها القاي يا سنتز شد كه در بين آنها باند 0/31 در گياهان مايه‌كوبي شده با نماتود تنها و قارچ تنها داراي ضخامت مشابه بود. دو باند 0/44 و 0/53 در گياهان مايه‌كوبي شده با نماتود همانند گياهان سالم بود و باند‌هاي 0/26 ، 0/44 ، 0/50 و 0/53 در گياهان مايه‌كوبي شده با نماتود - قارچ در مقايسه با قارچ تنها كاهش قابل توجه نشان داد. بنابراين وجود نماتود در گياه سبب كاهش يا خاموش شدن سنتز اين آنزيم شده و كاهش در بعضي فرم‌هاي آن شامل 0/26 ، 0/44 ، 0/50 و 0/63 نسبت به 0/31 محسوس‌تر مي‌باشد.

Polyphenol oxidase (PPO) activities were measured spectrophotometrically in tomato(Roma VF: resistant to Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici and susceptible to Meloidogyne javanica) roots inoculated with nematode and fungi in four biological life stages of nematode. PPO specific activity showed a significant decrease in treatments (nematode + fungi) as compared with control plants. Results showed that nematode is able to change or suppress induction of this enzyme in spite of fungal induction. Nematode in all biological stages suppressed the induction of PPO activity in tomato roots but in young adult formation stage the suppression was higher than other life stages including giant cell formation, egg-laying and penetration. Native polyacrylamide gel revealed the presence of five isozymes of PPO with Rm values of 0.26, 0.31, 0.44, 0.50 and 0.63. Isoforms with Rm values of 0.26, 0.44, 0.50 and 0.53 showed significant changes in nematode + fungus inoculated tomato plants compared to plants inoculated with fungus alone. Based on the results obtained in this study, nematode infection resulted in suppression of tomato defenses against the fungi (as secondary pathogen) and intensified the fungal disease. Five PPO isoforms with Rm values of 0.26, 0.31, 0.44, 0.50 and 0.63 were shown in native polyacrylamide gel among which the isoform with Rm value of 0.31 had a thicker band in tomato plants inoculated with nematode or fungus alone. Two isoforms with Rm values of 0.44 and 0.53 in nematode-inoculated plants were similar to the corresponding bands in the healthy control. Isoforms with Rm values of 0.26, 0.44, 0.50 and 0.53 in nematode-fungus-inoculated tomato plants showed significant changes compared to plants inoculated with the fungus alone. Nematode infection of root tissue caused suppression of PPO specific activity and induced changes in PPO isoforms with Rm values of 0.26, 0.44, 0.50 and 0.63 more significantly than isoform 0.31.