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