مطالعه پراکسیداسیون لیپید در سلول قارچ در برهمکنش قارچ بیمارگر گیاهی – باکتری بیوکنترل

کد مقاله : 2041-23IPPC
نویسندگان
1رشت. کیلومتر 5 جاده تهران. موسسه تحقیقات برنج کشور
2گروه گیاهپزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران. کرج، ایران
3. آزمایشگاه کلیدی ایالتی کنترل اکولوژیکی آفات محصولات تایوان و فیوجیان، دانشگاه کشاورزی و جنگلداری فیوجیان، فوژو، چین
چکیده
اکسیژن در موقعیت‌های خاص ممکن است به صورت تک الکترونی درآید و رادیکال آزاد تولید کند. اکسیژنی که به صورت تک الکترونی درمی آید، گونة اکسیژن فعال (ROS) نام می گیرد. این ترکیبات فعال بسیار ناپایدارند و مقادیر زیادی انرژی دارند. ROS به لیپیدهای غشای سلول، پروتئین های بافتی یا آنزیم ها، کربوهیدرات ها و DNA حمله می کند و باعث اکسیداسیون آنها می شود که نتیجة آن آسیب غشایی، تغییر در ساختار پروتئین ها و آسیب DNA است. پراکسیداسیون لیپید به طور کلی به تخریب اکسیداتیو چربی های سلولی توسط گونه های اکسیژن فعال اشاره دارد. پراکسیداسیون چربی اشباع نشده بر روی ویژگی‌های غشاء سلول، مسیر انتقال سیگنال، آپوپتوز، از بین رفتن مواد غذایی و ترکیبات بیولوژیکی درگیر تاثیر دارد. در این تحقیق به منظور برآورد پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء سلول قارچ در برهمکنش با باکتری‌های زنده بیوکنترل، از قارچ Fusarium graminearum عامل سوختگی خوشه گندم(FHB) و 5 جدایه Pseudomonas fuorescens ، UTPf105، UTPf125، UTPf127، P13 وB4 که قدرت بیوکنترل آنها در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه به اثبات رسیده‌بود، استفاده شد. بدین منظور ابتدا باکتری به مدت 24ساعت در هیفوسفر قارچ F. graminearum در یک سیستم مایکروکازم قرار گرفت. این سیستم به نحوی طراحی شده که تنها منبع غذایی باکتری های بیوکنترل، هیف قارچی می باشد. سپس جهت بررسی پراکسیداسیون لیپید در سلول‌های زنده قارچ در این برهمکنش از پروپ فلورسنت BODIPY استفاده شد که در غشاء سلول‌های زنده قرار گرفته و به عنوان یک گزارشگر پراکسیداسیون لیپید عمل می‌کند. این برهمکنش با استفاده از میکروسکوپ معکوس فلورسنت نیکون مشاهده و میزان پراکسیداسیون لیپید در سلولهای زنده قارچ با استفاده از دستگاه صفحه خوان در طول موج488 نانومتر اندازه‌گیری شد. تمامی آزمایشات در غالب طرح کاملا تصادفی در 4 تکرار انجام شد. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SAS ver. 9.2 صورت گرفت. مقایسه میانگین به روش دانکن (احتمال 05/0) تفاوت معنی‌داری را بین تیمارها نشان داد. جدایه UTPf105 با تفاوت معنی‌داری نسبت به شاهد و سایر جدایه‌های باکتریایی سبب افزایش قابل توجه پراکسیداسیون لیپید دیواره سلول‌های زنده قارچ شد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Studying lipid peroxidation in fungal cells, in fungal - biocontrol bacterial interactions
Authors
Hadis Shahbazi, Keivan Behboudi, Stefan Olsson
Abstract
Atomic oxygen has two unpaired electrons in separate orbits in its outer electron shell. This electron structure makes oxygen susceptible to radical formation. The sequential reduction of oxygen through the addition of electrons leads to the formation of a number of Reactive oxygen species (ROS). They cause detrimental chemical changes in proteins, lipids, carbohydrates, DNA, RNA, and even in small metabolites. Lipid peroxidation generally refers to the oxidative degradation of cellular lipids by reactive oxygen species. Peroxidation of unsaturated lipids affects cell membrane properties, signal transduction pathways, apoptosis, and the deterioration of foods and other biological compounds. For fungal cell status estimation considering lipid peroxidation measurements in microbial interaction, Fusarium graminearum head blight (FHB) in cereals was used as a model fungus, whereas Pseudomonas fluorescens strains UTPf105, UTPf125، UTPf127، P13 and B4 were used as model biocontrol bacteria. The biological control ability of them against f. graminearum were demonstrated in vitro and greenhouse conditions. Fungal mycelia has interacted with biocontrol bacterial cells, in a microcosm system, for 24 h. In this system fungal hyphae was the only food source of biocontrol bacteria. Then microcosm was stained by BODIPY which localizes to membranes throughout live cells and acts as a sensitive fluorescent reporter for lipid peroxidation. Microbe interaction was observed by an inverted NICON fluorescence microscope and BODIPY signals were estimated by plate reader under λ =488 nm. Experiment was carried out using a completely randomized experimental design in four replicates and analyzed by using SAS version 9.2. A Duncan test with a probability of 0.05 was used to show significant differences between treatments. Results showed that different bacterial strains caused the different responses of lipid peroxidation in fungal cell. All biocontrol strains increased lipid peroxidation in fungal cell. In this case, P. fluorescens UTPf105 was more successful.
Keywords
Reactive oxygen species, Cell membrane, Lipid peroxidation