جداسازي، شناسايي و ارزيابي فعاليت اكتينوباكتري هاي مزارع گندم به منظور كنترل زيستي آفات قارچي

Isolation, identification and evaluation of the Actinobacteria derived from wheat farms to perform biological control of fungal diseases

زمينه و هدف: امروزه آفت‌كش‌ها به‌ منظورحفظ امنيت غذايي به‌ طورگسترده‌اي در سراسر جهان مورد استفاده قرارمي‌گيرند. به دليل اثرات نامطلوب و ماندگاري بالا، اين تركيبات ازآلاينده‌هاي مهم محيط‌ زيست محسوب مي‌شوند. روش‌هاي كنترل زيستي آفات به‌ عنوان بهترين جايگزين براي آفت‌كش‌هاي شيميايي به شمار مي‌روند. اين مطالعه باهدف جداسازي و شناسايي اكتينوباكتري هاي مولد تركيبات ضد قارچي در مقابل قارچ‌هاي niger Aspergillus عامل آفت انباري گندم و Bipolaris sp. عامل پوسيدگي ريشه و طوقه از خاك مزارع گندم منطقه حاجي‌آباد استان هرمزگان انجام گرديد. روش ­بررسي: در اين مطالعه نمونه‌برداري از 3 مزرعه گندم انجام شد. براي جداسازي اكتينوباكتري ها از دو محيط كشت عصاره خاك آگار و نشاسته كازئين آگار استفاده شد. ارزيابي فعاليت ضد قارچي ايزوله ها با روش انتشار از چاهك انجام گرديد. شناسايي ايزوله هاي مولد با استفاده از روش هاي مورفولوژيك، بيوشيميايي، فيزيولوژيك و ژنتيك صورت گرفت. يافته­ ها: در كل حدود 207 ايزوله اكتينوباكتري جداسازي گرديد. نتايج بيانگر برتري محيط كشت عصاره خاك آگار با جداسازي 125 ايزوله اكتينوباكتري بود. نتايج تيمار فيزيكي برتري تيمار حرارتي با جداسازي 85 ايزوله اكتينوباكتري را نشان داد. بدنبال آن تيمار خشك‌كردن و تيمار اشعه فرا بنفش با جداسازي به ترتيب 57 و 44 ايزوله قرار گرفتند. ارزيابي فعاليت ضد قارچي در مورد 100 ايزوله متمايز از لحاظ مورفولوژيك منجر به انتخاب 2 ايزوله فعال در مقابل قارچ‌هاي بيماريزاي Aspergillus niger و .Bipolaris sp گرديد. شناسايي ايزوله هاي مولد بر اساس ويژگي‌هاي مورفولوژيك، بيوشيميايي و فيزيولوژيك تعلق ايزوله‌هاي مولد به جنس استرپتومايسس را نشان داد. نتايج حاصل از شناسايي ژنتيكي و تطابق توالي ژن 16s rRNA سويه‌هاي مولد و آناليز فيلوژنتيك بيانگر ترادف %99 درصدي سويه Streptomyces sp. -11MG- با Streptomyces albus و ترادف %99 درصدي سويه 21- Streptomyces sp .MGبا griseus Streptomyces داشت. نتيجه­ گيري: بر اساس نتايج اين پژوهش دو سويه‌ 11- Streptomyces sp. MG و 21- Streptomyces sp. MG به‌ عنوان كانديداهاي مناسب به منظور مطالعات كنترل زيستي بيماري‌هاي قارچي در مزارع گندم پيشنهاد مي گردند.

Background and Objective: Nowadays pesticides are extensively used to protect food security worldwide. Due to their undesirable effects, they are considered as important environmental pollutants. Methods for pest biological control are enumerated as an alternative for chemical pesticide. This study was performed to isolate and identify the antifungal-compound-producing Actinobacteria against Aspergillus niger fungi (stored product pest) and Bipolaris sp. (responsible for root and crown rot disease) from wheat farms of Hajiabad region, Hormozgan province. Methods: Three farming sites were sampled in this study. Actinobacteria were isolated by soil extract agar and starch casein agar media. Antifungal activities were evaluated by well diffusion agar method. Potent isolates were identified through morphological, physiological, biochemical, and genetic analysis. Findings: Approximately a total number of 207 Actinobacteria isolates were isolated. From two isolation media, the soil extract agar yielded 125 isolates and exhibited more efficacy. Results of physical treatments showed that heat treatment could isolate 85 colonies and followed by desiccation and UV treatments by 57 and 46 colonies respectively. Evaluation of the antifungal activities of 100 morphologically distinct isolates revealed that only two isolates exhibited antifungal activity against Aspergillus niger and Bipolaris sp. Identification of potent isolates according to morphological, biochemical and physiological properties showed that these isolates belong to Streptomyces genus. Genetically, identification and phylogenetic analysis based on16srRNA gene revealed a high similarity between Streptomyces sp. MG-11 and Streptomyces albus (similarity: 99%) and between Streptomyces sp. MG-21 and Streptomyces griseus (similarity: 99%). Discussion and Conclusions: Results of this study suggest that Streptomyces sp. MG-11 and Streptomyces sp. MG-21 can be considered as appropriate candidates for biological control studies against the selected fungal diseases in wheat farms.