ویژگی‏های فنوتیپی، بیماری‏زایی و مولکولی Xanthomonas arboricola pv. juglandis در استان‏های گرگان و مازندران
کد مقاله : 1214-23IPPC
نویسندگان
1دانشگاه شیراز-دانشکده کشاورزی-منطقه باجگاه
2بخش گیاهپزشکی.دانشکده کشاورزی.دانشگاه شیراز
3دانشگاه شیراز- دانشکده کشاورزی- بخش گیاهپزشکی
4دانشگاه شیراز-دانشکده کشاورزی-بخش گیاهپزشکی
چکیده
سوختگی باکتریایی گردو که توسط Xanthomonas arboricola pv. juglandisایجاد میشود، یکی از مهمترین بیماریهای درختان گردو در دنیا میباشد. علائم بیماری بصورت لکههای تیره با هاله زرد رنگ روی برگها، لکههای تیره و فرورفته در میوه که با پیشرفت بیماری به مغز گردو نیز سرایت میکند و نیز شانکر در بخشهای انتهایی شاخه میباشد. در سال 1395 از گیاهان دارای علائم لکه برگی در استانهای گلستان (کردکوی) و مازندران (رامسر) نمونهبرداری شد و نمونهها جهت جداسازی و شناسایی عامل بیماری به آزمایشگاه انتقال داده شدند. بافتهای آلوده پس از ضد عفونی سطحی با هیپوکلریت سدیم 5/0 درصد، دو بار با آب مقطر سترون شسته شدند. قطعاتی از بافتها در آب مقطر سترون خرد شده و از سوسپانسیون بدست آمده روی محیط کشت YPGA کشت داده شد. پس از 3-2 روز نگهداری در دمای 27-25 درجه سلسیوس، پرگنههای زرد رنگ، برجسته و شفاف بر روی محیط کشت ظاهر شدند. به منظور تشخیص جدایهها آزمونهای معمول در باکتری شناسی انجام شد. نتایج نشان داد که جدایههای بدست آمده گرم منفی، هوازی اجباری، لوان مثبت، کاتالاز مثبت، اکسیداز منفی، اورهآز منفی و بر روی محیط کشت YDC دارای پرگنههای زرد لعابی بودند. همچنین این جدایهها قادر به هیدرولیز تویین 80، آسکولین، ژلاتین، کازئین و نشاسته بودند. این جدایهها قادر به رشد روی محیط کشت NA حاوی 2و 3 درصد نمک طعام بوده، اما روی محیط کشت حاوی 5 درصد نمک طعام رشد نکردند. بر اساس آزمونهای بیوشیمیایی جدایهها به عنوان Xanthomonas sp. تشخیص داده شدند و تشخیص نهایی آنها با آغازگرهای اختصاصی جنس زانتوموناس (Xc-lip-R2 و Xc-lip-F2) و تکثیر قطعه 777 جفت بازی تأیید شد. برای تشخیص گونه از آغازگر XarbQ-R و XarbQ-F استفاده شد و قطعه 402 جفت بازی در تمام جدایهها تکثیر شد. مطالعه فیلوژنتیک جدایهها با استفاده از تعیین توالی ژنهای atpD، efp، gyrB و rpoD نشان داد که جدایههای بدست آمده متعلق به Xanthomonas arboricola pv. juglandis میباشند. آزمون بیماریزایی بر روی نهالهای گردو در شرایط گلخانه انجام شد. از آب مقطر سترون به عنوان کنترل منفی استفاده شد. بعد از گذشت 15 روز از مایهزنی علائم لکه برگی و بافت مردگی با حاشیه زرد رنگ در برگهای مایهزنی شده از درختان گردو مشاهده شد. اما برگهای مایهزنی شده با آب مقطر سترون علائمی نشان ندادند. باکتریهای مایهزنی شده بعد از نشان دادن علائم دوباره از برگهای دارای علائم جدا شدند و تشخیص نهایی آنها با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ذکر شده برای زانتوموناس انجام شد.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Phenotypic, pathogenic and molecular characteristics of Xanthomonas arboricola pv. juglandis in the Gorgan and Mazandaran provinces
Authors
sadegh zarei, S.Mohsen Taghavi, HABIB HAMZEH ZARGHANI, Ziaudin Banihashemi
Abstract
Xanthomonas arboricola pv. juglandis is the causal agent of walnut bacterial blight, the major nut and foliage disease of Persian walnut. Disease symptoms appear as necrotic lesions surrounded by chlorotic haloes on upper and lower leaf surfaces, stems, and apical necrosis on nuts. Affected aerial parts of walnut trees with suspected bacterial diseases symptoms were collected from all of the surveyed areas, and brought to the laboratory for further analysis. The samples were surface sterilized with dipping in 0.5 % sodium hypochlorite solution, washed twice with sterile distilled water (SDW) and dried on the paper tissue. A piece of each sample was cut using a sterile scalpel and macerated in 10-20 ml of SDW using a sterile mortar and pestle. A loopful of the resulting suspensions was streaked onto yeast-extract peptone glucose agar (YPGA) medium. The plates were incubated at 25-27°C for 48-72 h, and the resulted colonies were purified by repetitive streaking on fresh YPGA plates. Pale-yellow, domed circular, and convex colonies with entire margins of 1-2 mm in diameter on yeast extract-dextrose-calcium carbonate (YDC) agar medium were appeared. All the obtained bacterial isolates were subjected to the standard biochemical tests. All the bacterial isolates were positive for oxidative metabolism; levan production, catalase; hydrolysis of tween 80, gelatin, casein, aesculin and starch; as well as HR on tobacco leaves. On the other hand, the bacterial isolates were negaetive for oxidase and urease tests. Furthermore, bacterial isolates grow only on 1% and 3% NaCl. According to the phenotypic characteristics, walnut strains were identified as Xanthomonas sp. The isolates were further identified using generic and specific primers for Xanthomonads. The generic primer Xc-lip-F2/Xc-lip-R2 capable to amplify a 777 bp fragment in all isolates, and confirmed the bacterial isolates as Xanthomonas sp. The primer pair XarbQ-F/XarbQ-R specific for X. arboricola detected all isolates from walnut trees and the expected 402 bp fragment were amplified. The partial atpD, efp, gyrB and rpoD genes of bacterial strains were amplified, sequenced, and phylogenetically analyzed with other strains of the X. arboricola pathovars. The results of phylogenetic studies in X. arboricola strains isolated from walnut trees confirmed the identity of these strains as Xanthomonas arboricola pv. juglandis. Pathogenicity tests were conducted on walnut sapling in greenhouse conditions, and SDW was used as negative control. All of the isolates, produced the symptoms of disease on plants that artificially inoculated. Brown, necrotic spots, surrounded by a yellowish halo on leaves after 20 days of the artificial inoculation were observed, while the control plants inoculated with SDW remained healthy. Bacterial isolates, as those originally inoculated, were consistently re-isolated from artificially inoculated symptomatic plants on YPGA medium and their identity was confirmed by using PCR primers as described above.
Keywords
Walnut, Bacterial blight, phenotypic and molecular tests