باكتري‌هاي اندوفيت گوجه فرنگي بيماري پژمردگي باكتريايي ناشي از Ralstonia solanacearum را سركوب كرده و متابوليت‌هاي دفاعي را فعال مي‌كنند

Endophytic Bacteria Suppress Bacterial Wilt of Tomato Caused by Ralstonia solanacearum and Activate Defense-related Metabolites

مقدمه: ميكروارگانيسم­ هاي پاتوژن گياهي بر سلامت گياهان اثر گذاشته و تهديد اصلي براي توليد غذا و پايداري اكوسيستم هستند. افزايش استفاده از مواد شيميايي جهت كنترل بيماري­هاي گياهي باعث ايجاد اثرات منفي بر سلامت انسان و محيط زيست شده است. افزايش نگراني هاي عمومي درباره عوارض جانبي آنها منجر به تحقيقات براي پيدا كردن محصولات جايگزين براي اين مواد شده است. يكي از اين روش­ هاي جايگزين، كنترل زيستي با استفاده از ميكروارگانيسم ­هاي آنتاگونيست مرتبط با گياه است. مواد و روش ها: در اين تحقيق، 80 باكتري اندوفيت از قسمت­ هاي مختلف گوجه ­فرنگي جداسازي و فعاليت آنتاگونيستي آن­ها عليه پژمردگي باكتريايي ناشي از Ralstonia solanacearum با استفاده از روش نشت در آگار ارزيابي شدند. اين استرين­ ها براساس ويژگي­ هاي مرفولوژيكي، بيو شيميايي و آناليز توالي 16s rRNA شناسايي و در گلخانه نيز ارزيابي شدند. توانايي آنها در القا آنزيم­ هاي دفاعي در گياه مانند پراكسيداز، پلي فنل اكسيداز و تركيبات فنلي در گلخانه براساس روش اسپكتروفتومتري بررسي شدند. نتايج: براساس ارزيابي آزمايشگاهي سه استرين FS67،FS167 و FS184 بيشترين هاله بازدارندگي را ايجاد كردند و به ترتيب بعنوان Pseudomonas mosselli، P.fuorescence و P. brassicacearum شناسايي شدند.استرين­ هاي FS67 و FS167 در گلخانه باعث كاهش بيماري شدند. فعاليت پراكسيداز، پلي فنل اكسيداز و تركيبات فنلي در تيمار استرين­ هاي FS67 و FS167 و پاتوژن بطور معني داري افزايش يافتند. بحث و نتيجه گيري: مطالعه حاضر نشان داد كه P. fuorescence و P. mossellii مي توانند پتانسيل كنترل R. solanacearum را داشته باشند. اما از آنجا كه نتايج به دست آمده از تحقيقات آزمايشگاهي ممكن است همان نتيجه را در گلخانه و يا مزرعه بوجود نياورد لذا تحقيقات بيشتر براي تعيين اثرات اين استرين­ ها در شرايط مزرعه به نظر ضروري مي­رسد. اين مطالعه نشان داد كه فعاليت آنزيم ­هاي آنتي اكسيدان مي تواند بخشي از اثرات مفيد باكتري­ هاي اندوفيت بر گياه در برهمكنش با پاتوژن­ها باشند. اين اولين گزارش از فعاليت آنتاگونيستي P. mosselii در ايران است.

Introduction: Phytopathogenic microorganisms affect plant health and burden a major threat to food production and ecosystem stability. Increasing the use of chemical pesticides for plant diseases control causes several negative effects on human and environment health. Furthermore, increasing public awareness about the side effects of them led to a research to find alternatives for these products. One of the alternative methods is bio-control utilizing plant associated antagonistic microorganisms. Materials and methods: In this study, 80 endophytic bacteria were isolated from tomato tissues. Their antagonistic activity screened based on agar diffusion test, against tomato bacterial wilt disease (Ralstonia solanacearum). They were identified based on the morphological, biochemical properties and 16s rRNA sequence analyses. These strains were evaluated in greenhouse and tested for their ability to induce the production of defense-related enzymes in plants e.g. Peroxidase (PO), polyphenoloxidase (PPO) and phenolics based on spectrophotometer method. Results: Results showed FS67, FS167 and FS184 strains had maximum inhibition zone forming. They identified as Pseudomonas mossellii, P. fuorescence and P. brassicacearum respectively. FS67 and FS167 strains significantly reduced disease in greenhouse. There was a significant increase in the activity of PO, PPO and phenolics in tomato plants treated with FS67, FS167 and pathogen. Discussion and conclusion: The present study has shown that P. mosselli and P. fuorescence might have the potential to control R. solanacearum. However, the good results obtained in vitro cannot be gained the same as those in greenhouse or field conditions. So, further experiments are needed to determine the effectiveness of these isolates under field conditions.This work support the view that increased defense enzymes activities could be involved, at least in part, in the beneficial effects of endophytic bacteria on plants growth in interaction of pathogens. This is the first report of antagonistic activity of Pseudomonas mossellii from Iran.