بخشی از مقاله
چکیده
گونه هاي Pseudomonas از ایزوله هاي افزایش دهنده رشد گیاهان - PGPR - با خاصیت آنتاگونیستی هستند، که به عنوان عوامل بیوکنترل در مدیریت بیماریهاي گیاهی استفاده می شوند. سویه هاي مختلف این باکتري ها قادرند مقاومت سیستمکی در گیاه القا کنند، که به گیاه این توانایی را می دهد که در مقابل پاتوژن مقاومت کرده و باعث کاهش بیماري در گیاه شود.
در این تحقیق اثر پنج سویه از Pseudomonas fluorescens و Pseudomonas putida روي بیماري برگی ناشی از Pseudomonas syringae pv. syringae سنجیده شد.
هدف این تحقیق بررسی توانایی سودوموناس هاي فلورسنت در القاي مقاومت سیستمیک علیه بیماري Pss بود. جهت این بررسی سوسپانسیون باکتري بیوکنترل با خاك مخلوط شد، به طوري که در هر گرم خاك جمعیت 107 سلول باکتري تعیین شد. در این بررسی تعدادي از ایزوله ها مقاومت بوته هاي مورد آزمایش را افزایش دادند. این افزایش مقاومت بر اساس توانایی در کاهش درصد آلودگی برگ ها صورت گرفت. بیشترین کاهش شدت بیماري از %71 در شاهد آلوده به % 46 درPseudomonas putida مشاهده شد.
مقدمه
برهمکنش بین گیاه ومیکروارگانیزم ها ممکن است باعث ایجاد بیماري یا القاي مقاومت در گیاه شود. مقاومت به صورت موضعی یا سیستمیک در بیشتر گیاهان در پاسخ به حمله میکروارگانیزم هاي بیماري زا، آسیب هاي فیزیکی ایجاد شده توسط حشرات، تیمار با القا کننده هاي شیمیایی و حضور میکروب هاي غیر بیماري زا القا میشود. مقاومت سیستمیک، مقاومت القا شده در همه ي قسمت هاي گیاه می باشد، که اغلب این مقاوت غیر اختصاصی و بادوام است. این نوع مقاومت نه تنها باعث القا مقاومت در گیاه برضد حمله یک نوع بیمارگر می شود، بلکه نسبت به حمله انواع دیگر بیمارگر ها نیز مفید است .
سویه هاي مختلف باکتري Pseudomonas fluorescens و Pseudomonas putida خاصیت کنترل زیستی داشته و سازوکار آن ها از طریق تولید آنتی بیوتیک هاي مختلف، تولید کلات کننده هاي آهن، رقابت با بیمارگر براي استقرار بر سطح ریشه، تولید آنزیم هاي مختلف و القاي مقاومت سیستمیک میباشد. با توجه به القاي مقاومت سیستمیک توسط بعضی از سویه هاي این گونه در گیاه، مسیرهاي سیگنالینگ فعال شده بعضا متفاوت می باشند
با توجه به اثر بیوکنترلی این باکتري ها، پنج سویه از Pseudomonas fluorescens و Pseudomonas putida روي بیماري برگی Pseudomonas syringae pv. syringae که عامل بیماري هاي متعددي روي محصولات زراعی و باغی می باشد، مورد مطالعه قرار گرفت و اثر این عوامل بیوکنترل در ایجاد مقاومت سیستمیک در گیاه بررسی شد.
مواد و روش ها
براي کاشت گوجه از مخلوط خاك – ماسه - 1:5 - اتوکلاو شده استفاده شد. سپس سوسپانسیونی از کشت 24 ساعته هر باکتري تهیه شد و OD آن در660 nm سنجیده شد. سپس حجمی از سوسپانسیون باکتریایی با خاك مخلوط شد. به طوري که در هر گرم خاك 107 باکتري در نظر گرفته شد. این سوسپانسیون کاملا با خاك مخلوط شد و در گلدان شاهد آب با خاك مخلوط شد.
براي مایه زنی گیاه توسط پاتوژن، باکتري Pseudomonas syringae pv. syringae روي محیط KB کشت داده شد و پس از گذشت 24 ساعت سوسپانسیونی از این باکتري تهیه شد و OD آن در 660 nm سنجیده شد، و جمعیت 4× 108 به عنوان جمعیت مناسب جهت مایه زنی انتخاب شد. مایه زنی به روش اسپري کردن صورت گرفت به طوري، که کل سطح گیاه توسط سوسپانسیون باکتري خیس شد. پس از مایه زنی گیاهان با پاتوژن، گیاهان در رطوبت اشباع قرار گرفتند.
بررسی علائم پس از گذشت 7 روز از مایه زنی انجام شد و به شدت بیماري اعداد مختلف داده شد و شدت بیماري براي هر تیمار مشخص شد.
نتایج
بررسی شدت علائم زردي و نکروز در برگ هاي مایه زنی شده با Pseudomonas syringae pv. syringae نشان داد، که بسته به تیمار مورد استفاده شدت بیماري ایجاد شده متفاوت می باشد، به طوري که در تیمار هایی که ریشه گیاه با عامل بیوکنترل کلنیزه شده بود، درصد بیماري کمتري نسبت به شاهد دیده می شد. بیشترین کاهش بیماري در تیمارهاي باکتریایی مربوط به تیمار P. putida بود، که در آن بیماري از %71 در شاهد آلوده به % 46 کاهش یافت.
این عوامل بیوکنترل با کلنیزه کردن ریشه و تولید متابولیت هاي ثانویه و ترکیبات فرار قادر به کنترل عوامل بیماري زا می-باشند. همچنین این عوامل قادر به ایجاد تغییرات در سیستم دفاعی گیاه بوده به نحوي که با تغییر در بیان ژن هاي گیاه و افزایش بیان ژن هاي دفاعی باعث افزایش مقاومت نسبت به پاتوژن در گیاه می شوند. این افزایش مقاومت در گیاه با کاهش شدت بیماري ایجاد شده توسط پاتوژن مشاهده می شود.
سودوموناس هاي موجود در ریزوسفر توانایی هاي متفاوتی در تحریک مقاومت سیستمیک القایی - ISR - در گونه هاي مختلف گیاهی دارند. تحریک مسیرهاي سیگنالینگ وابسته به جاسمونیک اسید و اتیلن می تواند از خصوصیات ISR القا شده توسط این باکتریها باشد . - 4 - این دو هورمون در پدیده دفاع در مقابل پاتوژن نقش مهمی را ایفا کرده و باعث افزایش مقاومت گیاه به پاتوژن می شوند.
ترکیبات مختلف تولید شده توسط باکتري Pseudomonas putida در القاي مقاومت سیستمیک در گیاه گوجه فرنگی دخالت دارد. به طوري که استفاده از موتانت هاي مختلف این باکتري نقش LPS - Lipopolysaccharide - و سیدروفور Pseudobactin را در القاي مقاومت توسط باکتري نشان می دهد
بنابراین علاوه براثر باکتري بر روي ریشه، مشتقات مختلف تولید شده توسط باکتریایی نیز قادر به القاي مقاومت در درجات متفاوت در گیاه می باشند. مشتقات و ترکیبات باکتریایی موثر در ISR شامل لیپوپلی ساکارید ها، سیدروفورها، سالیسیلیک اسید و .... هستند. این ترکیبات در فعال سازي مسیر ها ي مختلف دفاعی موثر می باشند.
ترکیبات تولید شده از عوامل بیوکنترل قادر به فعال سازي مسیر هاي دفاعی مختلف می باشند، که بسته به نوع ترکیبات ممکن است مسیر هاي دفاعی متفاوتی در گیاه فعال شود. به علاوه نوع گیاه، و رقم آن نیز ممکن است در میزان نهایی دفاع توسط عوامل بیوکنترل موثر باشد. عوامل فوق الذکر سبب شده است که همه گیاهان واکنش دفاعی یکسانی را در مقابل بیمارگرها بروز ندهند. توانایی و کارآیی کلنیزه کردن ریشه، تولید متابولیت هاي ثانویه نظیر ترکیبات فرار و پاسخ گیاه را می توان از عوامل عمده درشکل دهی نهایی و میزان مقاومت به پاتوژنها در هر گیاه دانست.
