بررسی برخی فاکتورهای بیماری زایی باکتری زانتوموناس عامل لکه برگی درختان هسته دار

کد مقاله : 1228-23IPPC
نویسندگان
1مشهد بلوار ابوذر غفاری ابوذر ۳۳ پلاک ۹.۸۵ واحد ۹
2گروه گیاهپزشکی،دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
باکتری(Xap) Xanthomonas arboricola pv. pruni از جمله باکتری های مهم عامل لکه برگی روی درختان میوه هسته دار می باشد. این باکتری جز باکتری های قرنطینه ای محسوب می شود. اولین بار در سال 2004 از درختان هسته دار استان گیلان و در سال 2015 از خراسان رضوی متعاقب بارندگی های فراوان گزارش گردید. بررسی حاضر با هدف ارزیابی برخی فاکتورهای بیماریزایی۲۰ جدایه Xap بدست آمده در سال 2015 و ارتباط احتمالی آن با شدت بیماریزایی باکتری انجام گردیده است. پلاسمید pXap41 حامل ژن هایی است که در بیماریزایی و شدت آن در جدایه های Xap تاثیرگذار است. افکتور XopE3 مختص پاتووار pruni می باشد و XopA بین پاتووارهای اقتصادی گونه arboricola از جمله پاتووار مذکور مشترک می باشد . تشکیل تجمعات باکتریایی ( بیوفیلم) نیز در بیان فاکتورهای مرتبط با بیماریزایی دخیل است و باعث حفظ باکتری در شرایط نامساعد محیطی می شود. همچنین وجود سورفاکتانت و زانتان به ترتیب در گسترش باکتری در محیط و رشد باکتری در شرایط سخت موثر است. تولید آنزیم های تجزیه کننده دیواره سلولی به عنوان یکی از فاکتورهای بیماری زایی نیز در نفوذ باکتری به بافت می تواند نقش داشته باشد. در بررسی حاضر، بیماریزایی جدایه ها در شرایط آزمایشگاه و گلخانه بر روی برگهای آلوی حساس سانتاروزا بررسی و مقایسه گردید. جدایه ها همچنین به لحاظ داشتن پلاسمید اختصاصی pXap41، وجود افکتورهای XopE3 و XopA ، تحرک از نوع Swarming، Swimming وTwitching ، تولید سورفکتانت، میزان تشکیل بیوفیلم و زانتان و نیز تولید آنزیم های پکتات لیاز،پلی گالاکتروناز، سلولاز و پروتئاز مورد بررسی قرار گرفتند. در تمام آزمون ها جدایه مرجع ICMP7485 به عنوان کنترل مثبت مورد استفاده قرار گرفت. طی آزمایشات مولکولی انجام شده روی جدایه های موجود مشخص شد که تمامی جدایه ها ژن های XopE3 , XopA و پلاسمید pXap41 را دارا هستند . همچنین در مورد تحرک از نوع Swarming ، جدایه هایی با شدت بیماریزایی بیشتر، به صورت دندریتی رشد نمودند. بیشترین میزان سورفکتانت تولیدی به روش پخش روغن، با هاله ای به قطر ۵ سانتی متر برآورد گردید. میزان بیوفیلم تولیدی در جدایه ها متغیر بود و بیشترین میزان تشکیل بیوفیلم در طول موج ۵۷۰ نانومتر، 29/0 اندازه گیری شد. به نظر می رسد بین شدت بیماریزایی، تولید بیوفیلم و سورفکتانت همبستگی وجود داشته باشد. وجود زانتان نیز در تمامی جدایه ها به اثبات رسید. جدایه های با شدت بیماریزایی بالاتر نیز آنزیم های تجزیه کننده دیواره سلولی بیشتری را به صورت کیفی تولید نمودند. وجود فاکتورهای بیماریزایی اختصاصی و کارا در Xap می تواند در نفوذ باکتری، بروز بیماری در هسته داران و شدت بیماریزایی، اثرگذاری داشته باشد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Study some pathogenicity factors of Xanthomonas, the causal agent of leaf spot of stone fruits trees
Authors
asma rahmanzadeh, Sareh Baghaee-Ravari, Esmat Mahdikhani-Moghadam
Abstract
Bacterium Xanthomonas arboricola pv. pruni (Xap) is one of the most important bacteria causing leaf spot on stone fruit trees. This bacterium is considered as a quarantine bacterium. It was first reported in 2004 from the stone fruit trees of the Giulan province and in 2015 from Razavi Khorasan province following frequent rainfalls. The present study was conducted to evaluate some of the pathogenicity factors of 20 Xap strains have been obtained in 2015 and to determine their possible relationships with the virulence of the bacterium. The pXap41 carries genes that effect on pathogenicity and virulence of Xap strains. The XopE3 effector is unique to the pruni pathovar, and XopA effector is shared among the economic pathovars of arboricola species such as mentioned one. The formation of bacterial aggregations (biofilm) is also involved in the expression of pathogenicity-related factors and caused bacterium maintenance under unfavorable conditions. The presence of surfactant and xanthan may be affected the bacterial spread and growth in hard conditions, respectively. The production of cell wall degrading enzymes can also play a role in bacterial penetration into the tissue and can be considered as a pathogenicity factor. In the current study, the pathogenicity of the strains was investigated in laboratory and greenhouse conditions and compared on sensitive prunus leaves of Santa Rosa. The presence of a specific plasmid, pXap41, the existence of XopE3 and XopA effector genes, type of motility including swarming, swimming and twitching, surfactant production, biofilm and xanthan formation, as well as the production of pectate lyase, polygalactoronase, cellulase and protease enzymes was also evaluated. In all tests, reference strain, ICMP7485 was used as positive controls. During the molecular experiments, it was found that all strains have XopE3 and XopA genes, and pXap41. In the case of motility in bacteria, virulent strains exhibited the dendric growth. The highest levels of surfactant were recorded 5 cm halo in oil spread method. The amount of biofilm formation was variable among strains. The highest biofilm formation was measured 0.29 at the wavelength of 570 nm. It seems there is relationship among bacterial virulence, biofilm formation and surfactant production. The presence of xanthan was also proven in all studied strains. The more virulent strains were secreted more cell wall degrading enzymes. The existence of specific and efficient pathogenicity factors in Xap strains, may be influenced bacterial penetration, pathogenicity and virulence on the stone fruits
Keywords
virulence of the bacterium, pxap41, Xanthomonas arboricola pv.pruni