بررسی اثر باکتری بیمارگر حشرات Bacillus thuringiensis در بیوکنترل بیماری پژمردگی فوزاریومی گوجه فرنگی

کد مقاله : 1403-23IPPC
نویسندگان
1الهیه، خیابان طالقانی کوی پانزدهم پلاک 13
2دانشگاه رازی
3دانشگاه تهران
4دانشگاه کرنل
چکیده
باکتری انتوموپاتوژن Bacillus thuringiensis متعلق به گروه Bacillus cereus می‌باشد، این باکتری به طور گسترده‌ای به عنوان حشره‌کش زیستی و در کنترل بسیاری از آفات کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به تازگی به عنوان یک گونه کلنیزه کننده و افزایش دهنده گره زایی در ریشه حبوبات نیز معرفی گردیده است. در این پژوهش جهت جداسازی باکتری‌های باسیلوس از ریزوسفر گوجه فرنگی نمونه‌برداری‌هایی به عمل آمد و جدایه حاضر به عنوان محرک رشد گیاه و عامل بیوکنترلی از ریزوسفر گوجه فرنگی بدست آمد. توانایی باکتری Bacillus thuringiensis بر افزایش جوانه زنی بذور گوجه فرنگی درون تشتک پتری و افزایش شاخص‌های رشدی گیاه گوجه فرنگی در گلخانه مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه توانایی باکتری در تولید سیدروفور ، سیانید هیدروژن، اکسین و انحلال فسفات معدنی در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده از آزمون جوانه زنی بذر، جدایه مورد مطالعه دارای اثر افزایشی بر درصد جوانه زنی بذر، سرعت جوانه زنی، سرعت ظهور گیاهچه ، شاخص بنیه بذر و همچنین طول ریشه چه و ساقه چه در مقایسه با شاهد بود. نتایج حاصله از آزمون گلدانی نیز تاثیر باکتری بر افزایش صفات طول ریشه، طول ساقه و وزن تر و خشک ریشه و ساقه را نشان داد. تمامی آزمون‌ها در سه تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام گرفت. توانایی تولید سیدروفور، تولید اکسین و قدرت انحلال فسفات معدنی در این جدایه به اثبات رسید. علاوه بر این، توانایی بازداری از رشد میسیلیومی قارچ‌Fusarium oxysporum fsp. lycopersici به روش کشت متقابل و ترکیبات فرار ضد قارچی به ترتیب به میزان 67 و 54 درصد دیده شدکه در بررسی‌های گلخانه‌ای نیز باعث کاهش بروز علائم بیماری بر روی گیاه هدف شد. جهت شناسایی مولکولی جدایه بدست آمدهDNA کل با استفاده از کیت کیاژن استخراج و با استفاده از تکنولوژی ایلومینا در بخش کنترل بیولوژیک دانشگاه کرنل تعیین توالی گردید. پس از دریافت توالی نوکلئوتیدی، ترادف موجود توسط نرم‌افزارFastQC کنترل کیفی شده و سپس در پایگاه RAST مکان‌های ژنومی و توالی‌های رمزگردان مشخص گردید و توالی مذکور در پایگاه‌های NCBI و SEED مورد جستجوی بلاست قرار گرفت. نتایج حاصل، 8/99درصد تشابه توالی با سویه B.thuringiensis bt185 را نشان داد. در مجموع با توجه به پتانسیل این جدایه می‌توان این گونه انتوموپاتوژن B.thuringiensis را به عنوان یک عامل بیوکنترل چند منظوره معرفی نمود.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Effect of enthomopathogenic Bacillus thuringiensis on biocontrol of tomato Fusarium wilt
Authors
Sonia Seifi, Rohallah Sharifi, Keivan Behboudi, James Shapleigh
Abstract
The enteropathogenic bacterium Bacillus thuringiensis belongs to Bacillus cereus group. This bacterium is ubiquitous and widely used as bioinsecticide for the control of many agricultural pests. Also, some studies have reported that B. thuringiensis was able to colonize the root and increase of legumes nodulation. In this study, sampling was carried out in order to isolate plant growth-promoting (PGP) and biocontrol bacteria from tomato rhizosphere. Tomato seeds were treatment with bacterium suspension to evaluate the PGP effect of B. thuringiensis on seed germination in vitro and greenhouse condition. Furthermore, the ability of this strain to produce various metabolites like siderophore, HCN, auxin and phosphate solublization were examined. All tests were performed in completely randomize design with three replicates. This strain increased the germination rate of tomato seeds compared to untreated control. The results of the pot experiment showed that this strain promoted tomato root and shoot length, as well as fresh and dry weight of root and shoot compared to control. The ability to produce siderophore, auxin and ability to dissolve mineral phosphate have been proven in this isolate. Moreover, antifungal activity in dual culture and volatile compounds assay showed that, this strain can inhibit the mycelial growth of the Fusarium oxysporum fsp. lycopersici up to 67 and 54 % respectively. Also tomato root treatment with B. thuringiensis can suppress the wilt symptoms compare to control, significantly. For molecular investigation, total DNA was extracted using Kiagen Kit and the whole genome was sequenced using the Iliuminia Hiseq technology in Cornell University. After obtaining the nucleotide sequence, its quality was controlled by FastQC software and annotated with RAST database .Then the sequencing data was compared with deposited sequence in GenBank via BLAST available at NCBI and SEED websites. Results showed that, this strain has 99.8% similarity with B. thuringiensis bt185. In conclusion, this strain of B. thuringiensis has potential to be introduce as a multifunctional biocontrol agent.
Keywords
Bacillus thuringiensis, FOL, Enteropathogen, Plant Probiotic