تأثیر باکتری‌های Azospirillum lipoferum‎‏، A. brasilense‏ و ‏Bacillus subtilis‏ بر کنترل زیستی شبه‌قارچ ‏Pythium ultimum

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.

2 گروه گیاهپزشکی، پژوهشکده کشاورزی هسته‌‎ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران.

3 گروه بیوتکنولوژی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران. و بخش زیست‌شناسی سامانه‌ها، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران/

4 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

10.30473/cb.2024.70671.1960

چکیده

باکتری‌های محرک رشد یا پروبیوتیک گیاه، بخش مؤثری از کشاورزی زیست سازگار و پایدارنـد. در این تحقیق، تغییرات برخی شاخص‌‌های رویشـی و فیزیولوژیکـی گیاه کاهو و کنترل زیستی عامل بیماری مرگ گیاهچه (P. ultimum)، تحت تیمار با دو سویه باکتری محرک رشد (lipoferum A. و A. brasilense) و سویه B. ubtilis و دو موتانت شمارههای چهارصدونوزده و شش‌صد B. subtilis حاصل از پرتوتابی با پرتو گاما به عنوان سویه های بیوکنترلی، در شرایط گلخانهای در قالب طرح کاملاً تصادفی بررسی شد. نتایج تحقیق نشان داد کلیه شاخص‌های رویشی و فیزیولوژیک کاهو در اثر تیمار با باکتری‌ها A. (lipoferum, A.brasilense, Bacillus subtilis) در سطح 5% تفاوت معنی‌داری با شاهد داشتند. در تیمارهای آلوده باP. ultimum ، شا‌خص‌های درصد بوته میری و شدت بروز بیماری در اثر تیمار با موتانت‌هایB. subtilis کاهش معنی‌داری یافت؛ اما سویه‌های Azospirillum ازنظر بیوکنترلی مؤثر نبودند. مقایسه شاخص‌های فیزیولوژیک در گیاهان آلوده به بیمـارگر نشان داد آنزیم‌های پراکسیـداز، پلی‌فنل‌اکسیـداز و پرولیـن در اثر تیمار با موتانت‌هایB. subtilis افزایش و مالون‌دی‌آلدئید کاهش داشته است. درمجموع، القاء جهش با پرتوی گاما در باکتریB. subtilis به‌دلیل بهبود فعالیت آنتاگونیستی، توانسته بدون تأثیر نامطلوب بر رشد و فیـزیولوژی گیاه کاهو، به بهبود توانایـی بیـوکنترل موتانت‌هایB. subtilis کمک کند؛ به ‌شرطی‌ که کارایی این موتانت‌ها در بیوکنترل شبه‌قارچ P. ultimum و القاء شا‌خص‌های فیزیولوژیک مرتبط با مقاومت در گیاه کاهو بالاتراز Azospirillum باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of Azospirillum lipoferum, A. brasilense and Bacillus subtilis bacteria on biological control of Pythium ultimum

نویسندگان [English]

  • Reza Shirafkan 1
  • Samira Shahbazi 2
  • Mohammad Ali Ebrahimi 3
  • Hamid Sobhanian 4
1 Department of Biology, Faculty of Science, Payame Noor University, Tehran, Iran.
2 Department of Plant Pathology, Nuclear Agriculture Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), Atomic Energy Organization of Iran (AEOI), Alborz, Iran.
3 Department of Biotechnology, Payame Noor University, Tehran, Iran. & Systems Biology Research Department, ABRII, Agricultural Research, Education, and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
4 Department of Biology, Faculty of Science, Payam e noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Growth-promoting bacteria or plant probiotics are an effective part of biocompatible and sustainable agriculture. In this study, changes in some vegetatative i and plant physiological indicators and the biocontrol of P. ultimum (damping-off disease agent) in Lettuce plants treated with two types of growth stimulating bacteria (A lipoferum and A. brasilense) and a biocontrol species (B. subtilis and two gamma irradiated mutant isolates 419 and 600) were investigated in greenhouse conditions in the form of a completely randomized design (CRD) with four replications. The results showed bacterial treatments inthe all growth and physiological indicators, were significantly different from the control at the 5% level. In the P. ultimum inoculated treatments, the damping-off and diseases severity(DI) were significantly reduced as a result of the treatment with B. subtilis mutants obtained from gamma ray irradiation, but Azospirillium strains were not effective in biocontrol. The comparison of physiological inddexs in infected plants showed that peroxidase, polyphenol oxidase enzymes and proline increased and malonaldehyde decreased as a result of treatment with B. subtilis mutants. From the total results of this research, it can be concluded that the induction of mutation with gamma ray due to the improvement of antagonistic potential of B. subtilis ,leaded to increase the biological control activities of B. subtilis mutants without adverse effects on the growth and physiology of lettuce, so that the efficiency of these mutants in the biocontrol of pseudo-fungus P. ultimum and induction of physiological indicators of resistance in the lettuce plant is higher than that of Azosprilium efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • A. brasilense
  • Azospirillum lipoferum
  • Bacillus subtilis
  • Biological control P. ultimum
  • biologic control

مراجع

Afsharmanesh, H., Ahmadzadeh, M., Javan-Nikkhah, M., & Behboudi, K. (2014). Improvement in biocontrol activity of Bacillus subtilis UTB1 against Aspergillus flavus using gamma-irradiation. Crop Protection, 60, 83-92. (in Persian). Altunkaya, A.,et al. (2011). Purification and characterization of polyphenol oxidase, peroxidase and lipoxygenase from freshly cut lettuce (L. sativa). Food Technology and Biotechnology, 49(2), 249-256. Amaradasa, B. S., Mei, C., He, Y., Chretien, R. L., Doss, M., Durham, T., & Lowman, S. (2024). Biocontrol potential of endophytic Pseudomonas strain IALR1619 against two Pythium species in cucumber and hydroponic lettuce. Plos one, 19(2), e0298514. Constantinescu, F., Tomescu, A., Şesan, T. E., & Ştirbu, P. M. (2010, July). Biocontrol of Soil Borne Fungi in Tomato Crop by Using Beneficial Bacillus subtilis Strains. In III International Symposium on Tomato Diseases, 914, 381-384. Fatouros, G., Gkizi, D., Fragkogeorgi, G. A., Paplomatas, E. J., & Tjamos, S. E. (2018). Biological control of Pythium, Rhizoctonia and Sclerotinia in lettuce: association of the plant protective activity of the bacterium Paenibacillus alvei K165 with the induction of systemic resistance. Plant pathology, 67(2), 418-425. Li DeQuan, L.D., Nie FengYa, N.F., Wei LiHui, W.L., Wei BenQiang, W.B., & Chen ZhiYi, C.Z. (2007). Screening of high-yielding biocontrol bacterium Bs-916 mutant by ion implantation. Applied microbiology and biotechnology, 75,1401-1408. Mangmang, J. S., Deaker, R., & Rogers, G. (2015). Optimal plant growth-promoting concentration of Azospirillum brasilense inoculated to cucumber, lettuce and tomato seeds varies between bacterial strains. Israel Journal of Plant Sciences, 62(3), 145-152. Mohamady, A., Abbas Akhavan Sepahi, A., & Hosseini Doust, S. R. (2017). Biological control of Pythium ultimum and Fusarium solani by indigenous strains Bacillus subtilis. Journal of Microbial Biology, 6(21), 1-14. (in Persian). Rezalou, Z., Shahbazi, S., Alilou, A. A., & Ghorbani, A. (2023). Biostimulant impact of Trichoderma species on physiological characteristics of beans. Iranian Journal of Genetics & Plant Breeding (IJGPB), 12(2). (in Persian). Rezalu, Z.,et al. (2022). Investigating the effect of growth-promoting bacteria in stimulating germination and improving the growth components of seeds. Iran seed science and technology.(in Persian). Romero, D., Vlamakis, H., Losick, R., & Kolter, R. (2011). An accessory protein required for anchoring and assembly of amyloid fibres in B. subtilis biofilms. Molecular microbiology, 80(5), 1155-1168. Rostaminia, M., et al. (2021). Effect of three commercial bio-fertilizers prepared with Pseudomonas on yield and morphophysiological traits of lettuce (Lactuca sativa L.). Iran Agricultural Research, 39(2) 99-107. (in Persian). Sarti, G. C., Galelli, M. E., Arreghini, S., Cristóbal-Miguez, J. A. E., Curá, J. A., & Paz-González, A. (2023). Inoculation with Biofilm of Bacillus subtilis Promotes the Growth of Lactuca sativa. Sustainability, 15(21), 15406. Utkhede, R. S., Lévesque, C. A., & Dinh, D. (2000). Pythium aphanidermatum root rot in hydroponically grown lettuce and the effect of chemical and biological agents on its control. Canadian Journal of Plant Pathology, 22(2), 138-144. Yasari, E., & Patwardhan, A. M. (2007). Effects of (Azotobacter and Azosprillium) inoculants and chemical fertilizers on growth and productivity of canola (Brassica napus L.). Asian Journal of Plant Sciences.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار