استفاده از تیمار فسفیت پتاسیم جهت کنترل بیماری شانکر باکتریایی بادام (Pseudomonas syringae pv. syringae) در آزمایشگاه و باغ
محمدرضا ارژنگ 1 , جلال غلام نژاد 2 , اعظم جعفری 3
1 - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
2 - دانشیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
3 - دانشیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
کلید واژه: شانکر باکتریایی, بادام, فسفیت پتاسیم, Pseudomonas syringae pv.syringae,
چکیده مقاله :
بادام dulcis Prunus یکی از مهمترین درختان هسته‌دار در مقیاس تجاری در ایران و در استان چهارمحال و بختیاری است. بیماری شانکر باکتریایی با عامل بیمارگر Pseudomonas syringae-pv. syringae در بادام یکی از خسارت‌زاترین بیماریها در سطح باغات بادام استان است و در سال‌های اخیر، با گسترش علایم شانکر همراه با ترشح صمغ و پلاست شکوفه در باغات استان مشاهده می‌شود. این باکتری از طریق زخم‌های ریز در برگ‌ها و شاخه‌ها وارد درخت بادام شده و باعث ایجاد التهابات و سیاهی در برگ‌ها و شاخه‌ها می‌شود. برای کنترل این بیماری، استفاده از ترکیبات مسی نظیر بردوفیکس و اکسی‌کلرید مس علاوه بر مقاومت در جمعیت باکتری‌ها، تأثیر پایین عملکرد و گیاه‌سوزی را به همراه دارد؛ لذا با استفاده از روش‌های جایگزین و بهکار‌گیری ترکیبات شیمیایی نظیر فسفیتپتاسیم باعث تحریک در واکنش‌های دفاعی گیاه در برابر بیمارگر می‌شود. در این تحقیق از غلظتهای 20، 30 و 40 میلیگرم در لیتر فسفیت پتاسیم و ترکیب بردو جهت کنترل باکتری عامل شانکر باکتریایی در آزمایشگاه روی محیط نوترینت آگار و باغ استفاده شد. نتایج نشان داد فسفیت پتاسیم در مقایسه با ترکیب بردو در سطح قابل قبولی قادر به کنترل این باکتری در هر دو شرایط محیطی آزمایشگاه و باغ قرار داشت. این ترکیب علاوه بر اینکه مادۀ مغذی است، بهعنوان ترکیبی بیضرر میتوان در کنترل این بیماری از آن بهره جست. غلظتهای 20، 30 و 40 میلیگرم در لیتر فسفیت پتاسیم به ترتیب توانستند میزان رشد باکتری را به میزان 88/40، 78/47 و 93/52 درصد در مقایسه با شاهد کاهش دهند. در باغ نیز تعداد لکه برگیها در اثر مصرف غلظتهای دو، سه و پنج در هزار فسفیت پتاسیم به ترتیب به تعداد 23، 19 و 14 (در مقایسه با شاهد با تعداد 38 لکه) مورد مشاهده قرار گرفت. فسفیت پتاسیم علاوه بر مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی نسبت به قارچکش‌های مسی، برای سلامتی انسان و محیط زیست کم‌خطر نیز است. این پژوهش نشان داد فسفیتپتاسیم همانند قارچکش‌های مسی نظیر اثر ضدباکتریایی قابل قبول دارد.
Almond, Prunus dulcis, is one of the most important nut trees on a commercial scale in Iran and in Chaharmahal and Bakhtiari province. Bacterial canker disease with the causative agent Pseudomonas syringae pv. syringae is one of the most damaging diseases in the almond orchards of the province, and in recent years, with the spread of canker symptoms, it is observed in the orchards of the province with the release of gum and plastids. This bacterium enters the almond tree through small wounds in the leaves and branches and causes inflammation and blackness in the leaves and branches. To control this disease, the use of copper compounds such as Berdofix and copper oxychloride, in addition to resistance in the bacterial population, has a low effect on yield and plant burn, so alternative methods should be the use of chemical compounds such as potassium phosphite, which causes irritation. In the defense reactions of the plant against pathogens, in this research, concentrations of 20, 30, and 40 mg/liter of potassium phosphite and Bordeaux compound were used to control the bacteria that cause bacterial canker in the laboratory on Nutrient agar medium and garden. The results showed that potassium phosphite is able to control this bacterium at an acceptable level in both laboratory and garden environmental conditions. In addition to being a nutrient, this compound can be used as a harmless compound to control this disease. Concentrations of 20, 30, and 40 mg/L of potassium phosphite were able to reduce the bacterial growth by 40.88, 47.78, and 52.93 %, respectively, compared to the control. In the garden, the number of leaf spots due to the consumption of concentrations of two, three, and five parts per thousand of potassium phosphite were observed as 23, 19, and 14, respectively (compared to the control with 38 spots). In addition to being more economical than copper fungicides, potassium phosphite is also less dangerous for human health and the environment. This research showed that potassium phosphite has an acceptable antibacterial effect as well as fungicide copper chemical compounds.
اطمینانی، ف. و اطمینانی، ا. 1399. فعالیت ضد¬باکتریایی عصاره¬های هیدرو¬الکلی گیاه آویشن و به¬لیمو بر باکتری Pseudomonas syringae در شرایط آزمایشگاهی. پژوهش¬های سلولی و مولکولی 33(2): 136-143.
باباعلی، ا.، کشورزی، م.، بوذری، ن.، شکیب، ع.م. و حسین آوا، س. 1392. مقاومت نسبی برخی ژنوتیپ¬های بومی و تجاری گیلاس و آلبالو به Pseudomonas syringae. مجله به نژادی نهال و بذر 29(2): 295-310.
رسولی، م. 1395. اثر سطوح مختلف فسفیت پتاسیم و اسید بوریک روی درصـد تـشـکـیـل مـیوه ارقام مختلف انگور (.Vitis vinifera L). پژوهش¬های میوه¬کاری 1(1): 56-69.
رنجبری، ش.، کشاورزی، م.، بوذری، ن.، کاکوان، ن. و صالحی، ز. ۱۴۰۰. بررسی سطوح نسبی مقاومت به شانکر باکتریایی در ژرم پلاسم ایرانی آلبالو. پژوهش¬های کاربردی در گیاهپزشکی (دانش کشاورزی) 10(4): 25-35.
قاضی¬زاده هاشمی، س.ع.، اصغر¬زاده، ا. و تاتاری، م. 1398. اثر سطوح مختلف نیتروژن و تراکم کاشت بر جذب عـناصر غذایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم و کارآیی مصرف و جذب نیتروژن در میوه گیاه بالنگو. هفتمین کنفرانس ملی پژوهش¬های کاربردی در علوم کشاورزی غذای سالم از مزرعه تا سفره.
ملکوتی، م.ج.، شهابی، ع.ا. و بازرگان، ک. 1395. پتاسیم در کشاورزی، نقش پتاسیم در تولید محصولات کشاورزی سالم. انتشارات آثار علمی اهدایی، چاپ دوم. 720 صفحه.
Achary, V.M.M., Ram, B., Manna, M., Datta, D., Bhatt, A., Reddy, M.K. and Agrawal, P.K. 2017. Phosphite: a novel P fertilizer for sweed management and pathogen control. Plant Biotechnology Journal 15(12): 1493-1508.
Agrios, G.N. 2005. Plant pathology 5th edition: Elsevier academic press. Burlington, Ma. USA.
Amtmann, A., Troufflard, S. and Armengaud, P. 2008. The effect of potassium nutrition on pest and disease resistance in plants. Physiologia Plantarum 133(4): 682-691.
Casas-Agustench, P., Salas-Huetos, A. and Salas-Salvadó, J. 2011. Mediterranean nuts: origins, ancient medicinal benefits and symbolism. Public Health Nutrition 14(12A): 2301-2296.
Cacique, A., Barbosa, E., de Pinho, GP. and Silverio, F.O. 2019. Maceration extraction conditions for determining the phenolic compounds and the antioxidant activity of Catharanthus roseus (L.) G.Don. Ciencia e Agrotecnologia 44(2), http://dx.doi.org/10.1590/1413-7054202044017420.
Chaves, M.M. and Oliveira, M.M. 2004. Mechanisms underlying plant resilience to water deficits: prospects for water–saving agriculture. Journal of Experimental Botany 55(407): 2365-2384.
Cherif, M., Menzies, J.G., Benhamou N. and Bélanger, R.R. 1992. Studies of silicon distribution in wounded and Pythium ultimum infected cucumber plants. Physiological and Molecular Plant Pathology 41: 371-385.
Costa, B.H.G., de Resende, M.L.V., Monteiro, A.C.A., Ribeiro Júnior, P.M., Botelho, D.M.D.S. and Silva, B.M.D. 2018. Potassium phosphites in the protection of common bean plants against anthracnose and biochemical defense responses. Journal of Phytopathology 166(2): 95-102.
De Gara, L., de Pinto, M.C. and Tommasi, F. 2003. The antioxidant systems vis-a-vis reactive oxygen species during plant–pathogen interaction. Plant Physiology and Biochemistry 41: 863-870.
Deliopoulos, T., Kettlewell, P.S. and Hare, M.C. 2010. Fungal disease suppression by inorganic salts: a review. Crop Protection 29(10): 1059-1075.
Dordas, C. 2008. Role of nutrients in controlling plant diseases in sustainable agriculture. A review. Agronomy for Sustainable Development 28(1): 33-46.
Ercolin, F. and Reinhardt, D. 2011. Successful joint ventures of plant: Arbuscular mycorrhiza and beyond. Trends Plant Science 16: 356-362.
Eshraghi, L.E., Anderson, J., Aryamanesh, N., Shearer, B., McComb, J., Hardy, G.S. and O’Brien, P.A. 2011. Phosphite primed defence responses and enhanced expression of defense genes in Arabidopsis thaliana infected with Phytophthora cinnamomi. Plant Pathology 60(6): 1086-1095.
Flowers, T.J. and Dalmond, D. 1992. Protein synthesis in halophytes: the influence of potassium, sodium and magnesium in vitro. Plant and Soil 146: 153-161.
Gašić, K., Prokić, A., Ivanović, M., Kuzmanović, N., and Obradović, A. 2012. Differentiation of Pseudomonas syringae pathovars originating from stone fruits. Pesticidi i fitomedicina, 27(3): 219-229.
Gerdemann, J.W. 1968. Vesicular-arbuscular mycorrhiza on plant growth. Annual Review of Phytopathology 6: 397-418.
Gholamnezhad, J. 2016. Transcriptomics and useful techniques of defense gene expression evaluation of plant. Applied Biology 6(4): 21-42.
Gholamnezhad, J. 2017. Effect of plant extracts against apple gray mold caused by Botrytis cinerea. Applied Microbiology in Food Industries 3(1): 53-66.
Gholamnezhad, J. 2019. Effect of plant extracts on activity of some defense enzymes of apple fruit in interaction with Botrytis cinerea. Journal of Integrative Agriculture 18(1): 115-123.
Gholamnezhad, J., Sanjarian F., Mohammadi Goltapeh, E., Safaei, N. and Razavi, Kh. 2016. Effect of salicylic acid on enzyme activity in wheat in immediate early time after infection with Mycosphaerella graminicola. Scientia Agriculturae Bohemica, 47(1): 1-8.
Goellner, K. and Conrath, U. 2008. Priming: it’s all the world to induced disease resistance. Pp: 233-242. In: Collinge, D.B., Munk, L., Cooke, B.M. (eds). Sustainable Disease Management in a European context. Springer.
Kamble, S.R., Navale A.M. and Sonawane. R.B. 2009. Response of mango seedlings to VA-mycorrhizal inoculation. International Journal of Plant Protection 2(2): 161-164.
Kennelly, M.M., Cazorla, F.M., de Vicente, A., Ramos, C. and Sundin, G.W. 2007. Pseudomonas syringae diseases of fruit trees: progress toward understanding and control. Plant Disease 91(1): 4-17.
Liang, Y.C., Wong, J.W.C. and Long, W. 2005. Silicon-mediated enhancement of cadmium tolerance in maize (Zea mays L.) grown in cadmium contaminated soil. Chemosphere 58: 475-483.
Liljeroth, E., Lankinen, A., Wiik, L., Burra, D.D., Alexandersson, E. and Andreasson, E. 2016. Potassium phosphite combined with reduced doses of fungicides provides efficient protection against potato late blight in large-scale field trials. Crop Protection 86: 42-55.
Lim, S., Borza, T., Peters, R.D., Coffin, R.H., Al-Mughrabi, K.I., Pinto, D.M. and Wang-Pruski, G. 2013. Proteomics analysis suggests broad functional changes in potato leaves triggered by phosphites and a complex indirect mode of action against Phytophthora infestans. Journal of Proteomics 93: 207-223.
Lin, H.C., Chang, H. and Tzeng, K.C. 2008. Characterization of novel strains of citrus canker bacterium from citrus in Taiwan. Journal of Taiwan Agricultural Researches 57: 265-278.
Lobato, M.C., Machinandiarena, M.F., Tambascio, C., Dosio, G.A., Caldiz, D.O., Daleo, G.R. and Olivieri, F.P. 2011. Effect of foliar applications of phosphite on post-harvest potato tubers. European Journal of Plant Pathology 130: 155-163.
Mirsalehian, A., Feizabadi, M., Nakhjavani, F.A., Jabalameli, F., Goli, H. and Kalantari, N. 2010. Detection of VEB-1, OXA-10 and PER-1 genotypes in extended-spectrum β-lactamase-producing Pseudomonas aeruginosa strains isolated from burn patients. Burns 36(1): 70-74.
Moayedi, A., Rezaei, K., Moini, S. and Keshavarz, B. 2011. Chemical compositions of oils from several wild almond species. Journal of the American Oil Chemists' Society 88(4): 503-508.
Mostajeran, A. and Rahimi-Eichi, V. 2009. Effects of drought stress on growth and yield of rice Oryza sativa L.) cultivars and accumulation of proline and soluble sugars in sheath and blades of their different ages leaves. American-Eurasian Journal of Agriculture and Environmental Sciences 5(2): 264-272.
Rademaker, J.L., Hoste, B., Louws, F.J., Kersters, K., Swings, J., Vauterin, L. and de Bruijn, F.J. 2000. Comparison of AFLP and rep-PCR genomic fingerprinting with DNA-DNA homology studies: Xanthomonas as a model system. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 2: 665-677.
Samavi, S., Hassanzadeh, N., Faghihi, M.M. and Danesh, Y.R. 2009. Effects of thyme (zaatar) essential oil and some chemical compounds in the control of citrus bacterial canker in Iran. Journal of Plant Pathology 91: 691-696.
Schaad, N.W., Jones, J.B. and Chun, W. 2001. Laboratory Guide for Identification of Plant, third edition. Phytopathological Society Press. USA.
Shamshiri, M.H. and Fattahi, H. 2014. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on photosystem II activity of three pistachio rootstocks under salt stress as srobed. Russian Journal of Plant Physiology 63(1): 101–110.
Silva, O.C., Santos, H.A.A., Dalla Pria, M. and May-De Mio, L.L. 2011. Potassium phosphite for control of downy mildew of soybean. Crop Protection 30(6): 598-604.
Sulikowska, M. and Sobiczewski, P. 2008. Pseudomonas spp. isolated from stone fruit trees in Poland. Zemdirbyste-Agriculture 95(3): 166-170.
Thomidis, T., Tsipouridis, C., Exadaktylou, E. and Drogoudi, P. 2005. Comparison of three laboratory methods to evaluate the pathogenicity and virulence of ten Pseudomonas syringae pv. syringae strains on apple, pear, cherry and peach trees. Phytopathology 33: 137-140.
گیاهپزشکی کاربردی، جلد 12، شماره 2، سال 1402
استفاده از تیمار فسفیت پتاسیم جهت کنترل بیماری شانکر باکتریایی بادام (Pseudomonas syringae pv. syringae) در آزمایشگاه و باغ
Application of potassium phosphite treatment to control the bacterial canker disease of almond (Pseudomonas syringae pv. syringae) in laboratory and garden
محمدرضا ارژنگ1، جلال غلام نژاد2*و اعظم جعفری2
دریافت: 19/9/1402 پذیرش: 13/11/1402
چکیده
بادام dulcis Prunus یکی از مهمترین درختان هسته‌دار در مقیاس تجاری در ایران و در استان چهارمحال و بختیاری است. بیماری شانکر باکتریایی با عامل بیمارگر Pseudomonas syringae-pv. syringae در بادام یکی از خسارت‌زاترین بیماریها در سطح باغات بادام استان است و در سال‌های اخیر، با گسترش علایم شانکر همراه با ترشح صمغ و پلاست شکوفه در باغات استان مشاهده می‌شود. این باکتری از طریق زخم‌های ریز در برگ‌ها و شاخه‌ها وارد درخت بادام شده و باعث ایجاد التهابات و سیاهی در برگ‌ها و شاخه‌ها می‌شود. برای کنترل این بیماری، استفاده از ترکیبات مسی نظیر بردوفیکس و اکسی‌کلرید مس علاوه بر مقاومت در جمعیت باکتری‌ها، تأثیر پایین عملکرد و گیاه‌سوزی را به همراه دارد؛ لذا با استفاده از روش‌های جایگزین و بهکار‌گیری ترکیبات شیمیایی نظیر فسفیتپتاسیم باعث تحریک در واکنش‌های دفاعی گیاه در برابر بیمارگر می‌شود. در این تحقیق از غلظتهای 20، 30 و 40 میلیگرم در لیتر فسفیت پتاسیم و ترکیب بردو جهت کنترل باکتری عامل شانکر باکتریایی در آزمایشگاه روی محیط نوترینت آگار و باغ استفاده شد. نتایج نشان داد فسفیت پتاسیم در مقایسه با ترکیب بردو در سطح قابل قبولی قادر به کنترل این باکتری در هر دو شرایط محیطی آزمایشگاه و باغ قرار داشت. این ترکیب علاوه بر اینکه مادۀ مغذی است، بهعنوان ترکیبی بیضرر میتوان در کنترل این بیماری از آن بهره جست. غلظتهای 20، 30 و 40 میلیگرم در لیتر فسفیت پتاسیم به ترتیب توانستند میزان رشد باکتری را به میزان 88/40، 78/47 و 93/52 درصد در مقایسه با شاهد کاهش دهند. در باغ نیز تعداد لکه برگیها در اثر مصرف غلظتهای دو، سه و پنج در هزار فسفیت پتاسیم به ترتیب به تعداد 23، 19 و 14 (در مقایسه با شاهد با تعداد 38 لکه) مورد مشاهده قرار گرفت. فسفیت پتاسیم علاوه بر مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی نسبت به قارچکش‌های مسی، برای سلامتی انسان و محیط زیست کم‌خطر نیز است. این پژوهش نشان داد فسفیتپتاسیم همانند قارچکش‌های مسی نظیر اثر ضدباکتریایی قابل قبول دارد.
واژگان کلیدی: شانکر باکتریایی، بادام، فسفیت پتاسیم، Pseudomonas syringae pv. syringae
مقدمه
بـادام، Prunus dulcis از خـانـواده گـلسـرخـیـان Rosaceae بــومــی آسـیــای مـــیـــانــه و ایـــران اسـت (Casas-Agustench et al., 2011). امروزه در بیش از 50 کشور جهان ارقام مختلف بادام کشت می‌شوند. بر اساس آمار ارائه شده توسط سازمان جهانی غذا (FAO)، سطح زیر کشت بادام در کل دنیا بالغ بر 65/1میلیون هکتار است. بیشترین سطح زیر کشت آبی و میزان تولید بادام در ایران به ترتیب متعـلق به استـان‌های چـهارمحـال و بختـیاری، فـارس، خراسان رضـوی،
1- دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
2- دانشیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
نویسنده مسئول مکاتبات: jalal.gholamnejad@gmail.com
آذربایجان‌شرقی، کرمان، اصفهان و مـرکـزی مـی‌بـاشـد. در این مـیـان اسـتان چهارمحال و بختیاری بهعنوان یکی از قطب‌های تولید بادام دارای اهمیت خاصی بوده و بـادام در اقـتـصاد باغداران این استان دارای جایـگـاه ویژه‌ای است (Moayedi et al., 2011). یکی از عوامل اصلی مدنظر تولیدکنندگان بادام، مقاومت به آفات و بیماری‌های کلیدی در باغات است. درخت بادام همانند سایر هسته‌داران از بیماری‌های متعدد قارچی، باکتریایی و ویروسی صدمه می‌بیند که از آن میان میتوان به بیماری شانکر باکتریایی با عامل Psedomonas syringae pv. syringae اشاره کرد. این بیماری از اغلب مناطق میوهکاری دنیا گزارش شده است، بهخصوص در مناطقی با شرایط آب و هوایی بهاره‌ای خنک و مرطوب بسیار جدی است (رنجبری و همکاران، 1400). در ایران بیماری شانکر باکتریایی در باغات بادام از استان‌های اصفهان، چهارمحال و بختیاری، خراسان رضوی و سایر استان‌هایی که باغات بادام در آنها وجود دارد، گزارش شده است (باباعلی و همکاران، 1392).
بیماری شانکر باکتریایی که به آن بیماری بلاست جوانه، بلاست شکوفه، خشکیدگی باکتریایی سرشاخه و سوختگی سیخک هم گفته می‌شود (Agrios, 2005)، باعث کاهش کیفیت و کمیت میوه و در نهایت خشکیدگی و مرگ درختان میوه می‌شود (Sulikowska and Sobiczewski, 2008). باکتری Pseudomonas syringae pv. syringae عامل ایجاد شانکر است. از طریق پوست آسیب دیده یا جراحت موجود بر درختان، مانند بریدگی شاخه، به درختان نفوذ می‌کند. این باکتری گرم منفی، میتواند عامل محدودکننده‌‌ای در باغ میوه باشد. اگرچه باکتری‌ها در بیرون گیاه زنده هستند، اما باید به داخل آن نفوذ کرده و در فضای بین سلولهای گیاهی (آپوپـلاسـت) تکثیر شـوند تا بتـوانند این بیماری را در درختان ایجاد کنند (Kennelly et al., 2007). شانکر باکتریایی در اغلب مناطق کشت درختان میوه هسته‌دار شایع بوده و بهخصوص در شرایط سرد و مرطوب بسیار خسارتزا است و میتواند موجب افت عملکرد ناشی از صدمه به درختان بارده و مرگ درختان بالغ، جوان و نهال شود (Sulikowska and Sobiczewski, 2008).
مبارزه شيميايي به كمک ترکیب بردو در بهار قبل از شكوفه‌دهي و يا استفاده از اكسيكلرورمس و آنتي‌بيوتيک‌هاي استرپتومايسين و اريترومايسين براي كنترل بيماري به كشاورزان به وفور توصيه شده است (اطمینانی و اطمینانی، 1399)، كه علاوه بر مقرون به صرفه نبودن موجب بروز مقاومت در جمعيت‌هاي باكتريايي شده و در بسياري از كشورهاي پيشرفته اجازه مصرف ندارد. بهطور كلي در طولاني مدت هيچ يك از اين راه حل‌ها نتوانسته نتيجه مطلوبي را در پي داشته باشد. در عين حال به نگراني‌هاي بشر در رابطه با مصرف سموم هم افزوده است. مصرف سموم در كنار اتلاف سرمايه، تحميل هزينه مضاعف به كشاورزان و در نهايت اضافه شدن قيمت محصول براي مصرف كننده، مشكلات جاني و زيست محيطي به مراتب خطرناك‌تري را به دنبال دارد كه امروزه اين مشكلات بر همگان محرز است (Cacique et al., 2019).
یک روش جدید در مدیریت یکپارچه محصولات استفاده از ترکیبات شیمیایی است که باعث تحریک واکنش‌های دفاعی گیاه به دنبال حمله بیمارگرها می‌شوند. این ترکیبات به نام القاءکننده‌های مقاومت یا تقویت‌کننده‌های گیاهی شناخته می‌شوند (Silva et al., 2011). از ویژگی‌های بارز این ترکیبات استفاده از دوز پایین‌تر نسبت به قارچکش‌های سنتی، کم‌خطر بودن برای سلامتی انسان و محیط زیست و مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی است (Achary et al., 2017).
پتاسیم در بین تمام عناصر غذایی، مهمترین عنصری است که مقاومت به بیماریها و آفات گیاهی را تحت تأثیر قرار می‌دهد (Amtmann et al., 2008). کمبود پتاسیم دیواره سلولی را نسبت به خروج مواد هیدروکربنه نشت‌پذیر نموده و بدین ترتیب شرایط مناسبی را جهت حمله آفات و عوامل بیماری‌زا فراهم می‌سازد (ملکوتی و همکاران، 1395). پتاسیم فراوان‌ترین کاتیون موجود در سیتوپلاسم بوده و نمک‌های پتاسیم به ایجاد پتانسیل اسمزی مناسب در درون بافت‌ها و سلولهای گیاهان گلیکوفیت کمک می‌کنند. نقش پتاسیم در بزرگ شدن سلول‌ها بهعنوان بخشی از فرآیند رشد سلولی و دیگر فرآیندهایی که بهوسیله عمل تورژسانس تنظیم می‌شود، با غلظت این عنصر در واکوئل‌ها ارتباط دارد، علاوه بر این پتاسیم منجر به ایجاد تعادل در گیاه می‌شود و در حمل و نقل قندها درگیر است (رسولی، 1395).
فسفر دومین عنصر پرمصرف در گیاهان است که غلظتهای بالای آن میتواند باعث کاهش شدت بیماریها و آفات شود (Dordas, 2008). ترکیب فسفیت نسبت به فسفات متفاوت است، زیرا فسفیت بهعلت دارا بودن یک اکسیژن کمتر از فسفات، سرعت حرکت بسیار بیشتری داشته و علاوه بر تحریک رشد رویشی و زایشی گیاه منجر به کنترل طیف گسترده‌ای از عوامل بیماری‌زای قارچی و آفات می‌گردد (Liljeroth et al., 2016). فسفیت‌ها از جمله ترکیبات شیمیایی هستند که باعث القای مقاومت در گیاه می‌شوند و قادر به کنترل بیماریها با اثر مستقیم بر بیمارگر و غیرمستقیم با تحریک پاسخ‌های دفاعی میزباناند (Deliopoulos et al., 2010). اثر مستقیم شامل مهـار رشـد میسلیـوم و کاهـش تغیـیر متابولیسم بیمارگر (Lobato et al., 2011) و غیرمستقیم شامل تحریک دفاع در گیاه مانند افزایش تولید فیتوالکسین‌ها، گونه‌های اکسیژن فعال، القای PRs و تقویت دیواره سلولی است (Lim et al., 2013). فسفیت پتاسیم سیگنالدهی مقاومت اکتسابی سیـسـتمیک (SAR) و مقـاومت سـیستـمیک القـایی (Induced Systemic Resistance= ISR) را افـزایش می‌دهد (Costa et al., 2018)، مقاومت القایی (Induced Resistance= IR) مکانیزمـی است که در اثـر مـحرک‌هـای زیسـتی و غیرزیستی فعال می‌شود و باعث افزایش سطح مقاومت گیاهان در برابر تنش‌های بعدی شده که بر اساس تفاوت در مسیر سیگنالدهی به دو نوع، مقاومت اکتسابی سیستمیک (Systemic Acquired Resistance= SAR) و مقاومت سیستمیک القایی (ISR) تقسیم می‌شود. در مقاومت القایی ممکن است پاسخ‌های دفاعی مستقیماً فعال نشود؛ بلکه مکانیسم‌های دفاعی پایه که وجود دارد، سریعتر و بسیار بیشتر در هنگام نفوذ بیمارگر فعال شود (Goellner and Conrath, 2008). هـمـچنـیـن با واکـنـش فـوق‌حـسـاسـیـت منجر به افزایش مرگ برنـامـه‌ریـزی شـده سلولی در سلـول‌های آلوده می‌شود (Eshraghi et al., 2011).
هـدف از ایـن پژوهش بررسی میزان بازدارندگی غلظتهای مخـتـلف فـسـفـیت پـتـاسـیـم روی باکـتری Pseudomonas syringae pv. syringae عامل بیماری شانکر باکتریایی درختان میوه در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه‌ایی و مقایسۀ آن با ترکیب بردو در باغات شهرستان سامان بود.
مواد و روش‌ها
مشخصات و محل اجرای طرح
این مطالعه در آزمایشگاه گیاه‌شناسی دانشکده کشاورزی و منابع‌طبیعی دانشگاه اردکان و در گلخانه‌ای در شهرستان سامان، استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. تیمار مورد آزمایش فسفیت پتاسیم در غلظتهای 20، 30 و 40 میلیگرم در لیتر بود. کود فسفیت پتاسیم مورد استفاده در این آزمایش با نام تجاری King xgreen محصول شرکت مرسین کشت و مخلوط قارچکش بردو با نام تجاری بردوسیف شرکت سبزآور نگین فلات بود.
عملیات جداسازی باکتری عامل شانکر باکتریایی
نمونه‌برداری از باغات درختان بادام واقع در مناطق مختلف استان چهارمحال و بختیاری (شهرستان سامان) صورت گرفت. پس از بازديد از باغات بادام، از درختان داراي علائم لكه‌برگي و شانكر باکتريايي، نمونه‌هايي از بافت‌هاي آلوده، برگ، تنه، شاخه و سرشاخه جمع‌آوري و در داخل پاكت‌هاي كاغذي به آزمايشگاه منتقل شد. نمونه‌ها در دماي چهار درجه سلسیوس نگهداري شدند. براي جداسازي باكتري، ابتدا برگ‌هاي داراي علایم لکه برگي نکروزه و شاخه‌هاي داراي شانكر در زير جريان آب معمولي شسته شدند و سپس به مدت سه دقيقه در محلول هيپوكلريت سديم سه درصد تجاری قرار گرفتند؛ سپس با آب مقطر سترون دو بار شست‌وشو شده و روي كاغذ صافي سترون خشک شدند. از حد فاصل بافت سالم و آلوده برگ و حاشيه شانكر روي شاخه، قطعات یک الی دو سانتی‌متري جدا و در تشتک بهوسيله تيغ اسکالپل سترون قطعه قطعه شدند و چند قطره آب مقطر سترون به آنها اضافه شد. پس از ۱۵ دقيقه، يك لوپ از هر يك از سوسپانسيون‌هاي باكتريايي برداشته شد و روي محيط كشت آگار غذايي پنج درصد سوکروز (NAS) مخطـط و بـه مـدت ۴۸ ساعـت در دماي ۲۷ درجۀ سلسـیوس نـگهداري شدند. تـك پرگنه‌هـا به رنگ كـرم، سـفيد و محدب انتخـاب و مجـدداً روي مـحـيط آگار غذايي خالص گرديدنـد (Rademaker et al., 2000). از باكتـري‌هاي تازه كـشـت شـده (۲۴ ساعته) سـوسـپانسيون غـلـيـظي در ميكروتيوپ‌هاي حاوي آب مقطر سترون تهيه و در دماي چهار درجه سلسیوس نگهـداري شدند (Mirsalehian et al., 2010). تشخیص باکتری بر اساس آزمون بیوشیمیایی صورت گرفت.
آزمون‌هاي فيزیولوژیکي، بيوشيميایي و تغذیه‌اي
كلیه جدایه‌ها در آزمون‌های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و تغذیه‌ای بررسی شدند، که عبارت بودند از تعیین واكنش گرم، تولید رنگدانه فلورسنت، فعالیت كاتالاز، تولید اوره‌آز، احیای نیترات، توانایی رشد در دماهای 35 و 31 درجه سلسیوس، هیدرولیز نشاسته و توئین80، آزمون توانایی استفاده از برخی منابع هیدروكربنی، آزمون (LOPAT)، تولید لوان، اكسیداز، فعالیت پکتولتیکی، تولید آرژنین دی‌هیدرولاز و واكنش فوق حساسیت روی شمعدانی)، آزمون (GATTa) ذوب ژلاتین، هیدرولیز اسکولین، فعالیت تیروزیناز و استفاده از تارتارات، رشد هوازی/ بی‌هوازی، تحمل رشد در نمک طعام. سایر آزمون‌های رایج با استفاده از روش های متداول در باكتری‌شناسی گیاهی انجام شد (Schaad et al., 2001).
آزمون بیماری‌زایی
آزمون بیماری‌زایی به روش تزریق سوسپانسیون در بافت گیاهی انجام شد (Thomidis et al., 2005). برای این منظور درخـت بادام (رقـم مـامایی سـه ساله) مورد استفاده قرار گرفت. از کشت‌های یک الی دو روزه جدایه‌های باکتریایی با غلظت 107 سلول در میلی‌لیتر تهیه شد و با استفاده از سرنگ انسولین۱۰ میکرولیتر از سوسپانسیون به زیر پوست شاخه جوان بادام تزریق گردید. برای اثبات بیماری‌زایی روی برگ، سرشاخه‌های دارای برگ‌های سالم انتخاب شد و سطح برگ‌ها با پنبه آغشته به الکل اتانول ۷۰ درصد ضد‌عفونی شد، سپس روی برگ‌ها با سوزن، زخم‌هایی ایجاد و مقدار۵۰ میکرولیتر از سوسپانسیون باکتری با غلظت 107 سلول در میلی‌لیتر روی سطح برگ‌ها، به وسیلۀ سمپاش دستی یک لیتری، پاشیده شد و روی نهال‌ها با کیسه‌های پلاستیکی شفاف پوشانده شد. جهت تأمين رطوبت کافي، سرشاخه‌ها با آبپاش حاوی آب مقطر سترون خيس شده و پوشش نايلوني روي آنها قرار گرفت. روي نهال‌هاي شاهد نيز به همان مقدار آب مقطر سترون پاشيده شد. گلدان‌ها در شرايط گلخانه با دمای ۲۵ درجه سلسیوس نگهداری شد.
آزمون آزمایشگاهی
از كشت‌هاي 24 ساعته باكتري‌ها سوسپانسيوني با غلظت 107 الی 108 سلول باكتري در ميلي‌ليتر تهيه شد. غلظت سوسپانسيون با استفاده از روش اسپكتوفتومتري اندازه‌گيري شد. 1/0 ميلي‌ليتر از سوسپانسيون روي محيط كشت حاوی 23 گرم آگار مغذی، گلوکز پنج گرم و آب مقطر یک لیتر پخش شد. مدتی بعد از خشک شدن سطح تشتکها (قطر10 سانتی‌متر) چاهک‌هایی به قطر سه میلیمتر در وسط هر تشتک ایجاد و حدود 12 میکرولیتر از هر یک از غلظتهای فسفیت پتاسیم و ترکیب بردو درون هر چاهک ریخته شد. برای تیمار شاهد از آب مقطر سترون استفاده شد. برای هر تیمار سه تکرار در نظر گرفته شد. درب تشتک با پارافیلم بسته و بهطور وارونه در دمای 25 درجۀ سلسیوس نگهداری شد. بعد از گذشت 48 ساعت قطر هاله بازدارندۀ رشد اطراف چاهک اندازهگیری و ثبت شد. در این آزمون از غلظتهای دو، سه و پنج در هزار فسفیتپتاسیم و ترکیب بردو جهت کنترل باکتری عامل شانکر در آزمایشگاه استفاده شد. طرح آزمایشی مورد استفاده در این مطالعه کاملاً تصادفی بود. درصد بازدارندگی بعد از اندازهگیری قطر هالۀ بازدارندگی از فرمول زیر محاسبه شد:
آزمون میدانی (باغ)
نهال‌های رقم مامایی بادام سه ساله گواهی شده از نهالستان کبیری واقع در شهرستان سامان، استان چهارمحال و بختیاری تهیه گردید. خاک مورد استفاده از سه قسمت مساوی کود حیوانی، خاک زراعی و خاکبرگ هر کدام 10 کیلوگرم بود که در کیسه‌های نشاء با دستگاه اتوکلاو موجود در آزمایشگاه گیاه‌شناسی دانشکده کشاورزی و منابع‌طبیعی چهار بار با فشار بخار آب، سترون گردید و به مدت سه هفته برای بازسازی بافت خاک، در گلخانه نگهداری شد. تمام نهال‌ها در گلدان‌های هم‌شکل و هم‌اندازه ۱۰ کیلوگرمی کاشته و به مدت یک ماه در شرایط گلخانه نگهداری و هر دو روز یکبار آبیاری شدند. به منظور بررسی اثر غلظت فسفیت پتاسیم و ترکیب بردو در کنترل بیماری شانکر باکتریایی، برگ‌های نهال بادام از گلخانه به آزمایشگاه منتقل شدند. مایهزنی برگ‌ها در شرایط سترون با سوسپانسیون کشت تازه باکتری با غلظتcfu/ml 107 و به روش سوزن‌زنی (pin-prick method) انجام گردید (Samavi et al., 2009). قبل از مایهزنی غلظت فسفیت پتاسیم و ترکیب بردو و در تیمار شاهد آب سترون اسپری به برگ گردید. برگ‌های نهال مایهزنی شده در اتاقک رشد با دمای ۲۵-۲۸ درجه سلیسوس، رطوبت 90-70 درصد و ۱۲ ساعت روشنایی و ۱۲ ساعت تاریکی نگهداری شدند (Lin et al., 2008). بعد از دو هفته تعداد لکهها شمارش گردید. درصد بازدارندگی بعد از اندازه گیری قطر هالۀ بازدارندگی از فرمول زیر محاسبه شد:
تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها
داده‌هـای حـاصـل در آزمـایش به کـمـک نـرم‌افـزار آمـاری SAS مورد بررسی قرار گرفـتند. اثر تیـمارها با تجزیه واریانس(ANOVA) انجام و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از روش دانکن در سطح احتمال 1% انجام پذیرفت. آزمایش‌ها در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد.
نتایج
تأثیر بازدارندگی فسفیت پتاسیم بر روی باکتری Pseudomonas syringae pv. syringae در شرایط آزمایشگاه
در شرایط آزمایشگاه تیمار فسفیت پتاسیم (در غلظتهای 20، 30 و 40 میلیگرم در لیتر) مورد بررسی قرار گرفته روی باکتری Pseudomonas syringae pv. syringae اثر بازدارندگی داشت (جدول 1). در این پژوهش تأثیر فسفیت پتاسیم با غلظت 40 میلیگرم در لیتر با میانگین بازدارندگی 93/52 درصد عملکرد بهتری نسبت به فسفیت پتاسیم با غلظت 30 میلیگرم در لیتر با میانگین بازدارندگی 78/47 درصد داشت (p<0/01).
جدول 1- جدول تجزیه واریانس اثر غلظتهای مختلف ترکیب بردو و فسفیت پتاسیم بر درصد بازدارندگی از رشد باکتری Pseudomonas syringae pv. syringae در محیط کشت NA
Table 1. Variance analysis of the effect of different concentrations of Bordeaux compound and potassium phosphite on the inhibition percentage of the growth of Pseudomonas syringae pv. syringae in NA medium
F | میانگین مربعات (MS) | درجه آزادی (df) | منبع تغییرات (S.O.V) |
22.48** | 68.12 | 5 | تیمار Treatment |
| 2.65 | 12 | خطای آزمایش Error |
|
| 17 | کل Total |
**به احتمال 99 درصد (01/0p≤) اختلاف معنی دار است.
**There is a significant difference with a probability of 99% (p≤0.01).
هر سه غلظت فسفیت پتاسیم اثر بازدارندگی روی باکتری داشتند. غلظت 40 میلیگرم در لیتر فسفیت پتاسیم در مقایسه با قارچکش مخلوط بردو با میانگین بازدارندگی46/61 درصد اثر بازدارندگی کمتری داشت (جدول 2)؛ اما همین اثر بازدارندگی از یک ترکیب مغذی گیاهی نیز قابل قبول است.
جدول 2- جدول مقایسه میانگین درصد بازدارندگی مربوط به اثر غلظتهای مختلف ترکیب بردو و فسفیتپتاسیم بر بازدارندگی از رشد باکتری Pseudomonas syringae pv. syringae در محیط کشت NA
Table 2. The comparison table of the average percentage of inhibition related to the effect of different concentrations of Bordo compound and potassium phosphite on the inhibition of the growth of Pseudomonas syringae pv. syringae in NA medium
میانگین بازدارندگی (درصد) Mean of inhibition (%) | تیمارها Treatment | ردیف Row | |
57.06bc | Bordeaux 20 | بردو 20 | 1 |
60.12b | Bordeaux 30 | بردو 30 | 2 |
67.22a | Bordeaux 40 | بردو 40 | 3 |
40.88f | Potassium phosphite 20 | فسفیت پتاسیم 20 | 4 |
47.78e | Potassium phosphite 30 | فسفیت پتاسیم 30 | 5 |
52.92cd | Potassium phosphite 40 | فسفیت پتاسیم 40 | 6 |
حروف مختلف نشان دهندۀ اختلاف معنیدار در سطح یک درصد بین تیمارهای مورد مطالعه است.
Different letters indicate significant differences at the one percent level between the studied treatments.
اثر تیمارهای شیمیایی بر شدت بیماری در شرایط باغ
همه غلظتهای ترکیبات فسفیت پتاسیم و ترکیب بردو مورد استفاده سبب کاهش تعداد لکه نکروز در برگ مایهزنی بادام شدند (جدول 3). کمترین تعداد لکه و متعاقب آن کاهش بیماری‌زایی مربوط به مخلوط بردو با غلظتهای سه و پنج در هزار و بردو با غلظت پنج در هزار، سپس مربوط به فسفیتپتاسیم با غلظت سه و پنج در هزار به ترتیب با مقادیر 19 و 14 لکه بود. در مورد هر دو ترکیب با افزایش غلظت کاهش میزان لکه مشاهده شد. بیشترین میزان لکه هم مربوط به شاهد به میزان 38 لکه بود (جدول 4).
جدول 3- تجزیه واریانس اثر غلظتهای مختلف مخلوط بردو و فسفیتپتاسیم بر کاهش تعداد لکه برگیهای بادام ناشی از باکتری Pseudomonas syringae pv. syringae
Table 3. Variance analysis of the effect of different concentrations of Bordeaux and potassium phosphite on reducing the number of almond leaf spots caused by Pseudomonas syringae pv. syringae bacteria
F | میانگین مربعات (MS) | درجه آزادی (df) | منبع تغییرات (S.O.V) |
25.36** | 49.12 | 6 | تیمار Treatment |
| 4.66 | 14 | خطای آزمایش Error |
|
| 20 | کل Total |
** به احتمال 99 درصد (01/0p≤) اختلاف معنی دار است.
**There is a significant difference with a probability of 99% (p≤0.01).
جدول 4- مقایسه میانگین مربوط به اثر غلظتهای مختلف ترکیب بردو و فسفیتپتاسیم روی تعداد لکه برگیهای بادام ناشی از باکتری Pseudomonas syringae-pv.syringae
میانگین بازدارندگی (%) Mean of inhibition (%) | تیمارها Treatment | ردیف Row | |
15cd | Bordeaux 2000 ppm | بردو 2 در هزار | 1 |
12de | Bordeaux 3000 ppm | بردو 3 در هزار | 2 |
10e | Bordeaux 5000 ppm | بردو 5 در هزار | 3 |
23b | Potassium phosphite 2000 ppm | فسفیت پتاسیم 2 در هزار | 4 |
19bc | Potassium phosphite 3000 ppm | فسفیت پتاسیم 3 در هزار | 5 |
14cde | Potassium phosphite 5000 ppm | فسفیت پتاسیم 5 در هزار | 6 |
38a | Control | شاهد | 7 |
Table 4. Comparison of the mean effect of different concentrations of Bordeaux and potassium phosphite on the number of almond leaf spots caused by Pseudomonas syringae pv. syringae bacteria
حروف مختلف نشان دهندۀ اختلاف معنیدار در سطح یک درصد بین تیمارهای مورد مطالعه است.
Different letters indicate significant differences at the one percent level between the studied treatments.
بحث
استفاده از ترکیبات شیمیایی نظیر فسفیتپتاسیم که خاصیت ضدباکتریایی و ضد‌قارچی دارد و همچنین باعث افزایش مقاومت درختان در برابر بیماری‌های مختلف، استرس‌های محیطی و افزایش سیستم ایمنی درختان می‌شود، میتواند جایگزین مناسبی برای قارچکش مسی با خاصیت گیاه‌سوزی و خطرات زیست‌محیطی، شود. در پژوهش حاضر، مشخص گردید که فسفیتپتاسیم دارای اثر بازدارندگی و مهار‌کنندگی برعلیه باکتری Pseudomonas syringae pv. syringaeاست. یافته‌ها نشان داد فسفیت پتاسیم با غلظت40 میلیگرم در لیتر بیشترین اثر بازدارندگی برعلیه باکتری Pseudomonas syringae و با غلظت 20 میلیگرم در لیتر کمترین اثر بازدارندگی علیه باکتری Pseudomonas syringaeرا در شرایط آزمایشگاه دارد. همچنین فسفیت پتاسیم با غلظت پنج در هزار بیشترین مهار‌کنندگی را برعلیه باکتری Pseudomonas syringae و با غلظت دو در هزار کمترین مهار‌کنندگی را برعلیه باکتری Pseudomonas syringaeدر شرایط گلخانه دارد.
اثر ضدباکتریایی مسلماً در مورد فسفیت پتاسیم در ارتباط با عنصر فسفر به کار رفته در این ترکیب می باشد. فسفیت پتاسیم درون بافت گیاهی به اسید فسفریک تبدیل می‌شود که روی قارچ‌های اامیست اثر قارچکشی دارد؛ علاوه بر این باعث تحریک تولید فیتوآلکسین‌ها می‌شود. فیتوآلکسین‌ها ترکیباتی هستند که در گیاه وجود دارند و یا در هنگام حمله مقدار آنها در گیاه افزایش می‌یابد و از گسترش میسلیوم قارچ‌ها و همچنین تکثیر باکتری‌ها جلوگیری می‌کنند. این ترکیبات معمولاً در گیاهان و در واکنش به تنش‌های مختلف زنده (مانند بیمارگرها و حشرات) و یا غیر‌زنده (مانند خشکی و سرما) تولید می‌شوند. فیتوآلکسین‌ها با فعال کردن چرخۀ‌های متابولیسمی خاص در گیاه می‌توانند باعث افزایش دفاع خودکار گیاهان در مقابل بیمارگرها شوند (Gholamnezhad, 2019). انواع مختلفی از فیتوآلکسین‌ها در افزایش قدرت دفاع گیاه نقش دارند، مانند فلاونوئید‌ها، سزکوئی‌ترپن‌ها، فورانوترپنوئیدها، پلی‌استیلن‌ها، دی‌هیدروفنانترن‌ها. سنتز و تجمع فیتوآلکسین‌ها در گیاه میتواند بهوسیله برخی ترکیبات نظیر فسفیت پتاسیم تحریک شود. مطالعاتی نشان داد که فسفیت پتاسیم نیز نقش مهمی در عقیمسازی به‌ویژه برای سیاه‌زخم، شانکرهای باکتریایی و قارچی دارد (Gholamnezhad et al., 2016).
مطالعات مختلف نشان داد که دو ترکیب فسفر و همچنین پتاسیم خاصیت فعالسازی مکانیسم‌های دفاعی گیاهی را در برابر بیمارگرها دارد. کمبود پتاسیم باعث ایجاد نشتی در دیوارۀ سلولی و در نتیجه ورود قند فراوان و آمینواسید به فضای آپوپلاست برگ شود (Ercolin and Reinhardt, 2011). نیتروژن بهعنوان عنصر اصلی تشکیل دهندۀ اسید آمینه‌ها در سلول، ارتباط مستقیمی با فراوانی اسیدهای آمینه داشته و لذا باعث ایجاد مقدار زیادی آمینو اسید و دیگر ترکیبات نیتروژن‌دار در بافت گیاه می‌شود. این عدم تعادل عناصر غذایی باعث فراهم آمدن شرایط نامساعد برای بیمارگرهای قارچی و در نتیجه باعث کاهش مقاومت گیاه به بیمارگرهای گیاهی می‌شود.
رابـطۀ بـیماری‌های گیاهی با پتاسـیم بسـیار واضح و البته معکوس است، با بررسی مطالعات زیاد نشان داده شده است که پتاسیم باعث کاهش 70 درصدی خـسارت بـاکـتـری‌ها و قـارچ‌هـا و 60 درصـدی خسارت حشرات و کـنه‌هـا شـده اسـت (Kamble et al., 2009).
پاسخ گیاهان چند ساله به کاربرد خاکی منابع فسفیت تا حدودی ناشناخته مانده است؛ اما اطلاعات در این باره در حال گسترش است. هنگامی که نمک فسفونات آلومینیوم با نام فوزتیل آلومینیوم بهعنوان محصولی تجاری عرضه شد، دوباره توجهات به فسفیت‌ها جلب شد. فوزتیل آلومینیوم از راه آوندهای آبکشی و به شکل فسفیت، از برگ‌ها به ریشه انتقال یافته و برخی از بیماری‌های قارچی را مهار می‌کند. تحقیقات بیانگر آن است که فسفـیت رشد قارچ‌های Phytophthora در ریشه را بهطور مستقـیم مـحـدود نـمـوده، علاوه بـرآن سـبـب تـحریـک سیستـم دفـاعـی گـیاه در برابر عوامـل بیـماری‌زا می‌گردد (Shamshiri and Fattahi, 2014). با اینکه فسفیت برخی از قارچ‌های اوومیست را بهخوبی کنترل می‌کند، بر اغلب قارچ‌های خاکزی تأثیر ناچیز دارد. فسفیت به دلیل برخورداری از اثر قارچکشی اختصاصی، توأم با قابلیت تحریک گیاهان برای تولید دامنه گسترده‌ای از متابولیت‌های فعال بیولوژیکی، ترکیباتی ایمن برای مصرف و کم‌خطر برای محیط زیست محسوب می‌شوند (Gholamnezhad, 2017).
بوته‌های گندم فقیر از لحاظ فسفر بهطور فیزیولوژیکی تحت فشار بوده و مستعد ابتلا به بیماری‌هایی مانند پوسیدگی ریشه‌ها هستند. جذب فسفر بهوسیلۀ گیاه به شکل فسفر اکسید شده صورت می‌گیرد و بهترین شکل فسفر محلول خاک است که شامل یون‌هایH2PO4- و HPO42- است (Mostajeran and Rahimi-Eichi, 2009). بیشترین توانایی دسترسی فسفر برای گیاهان زراعی در دامنۀ pH متعادل 5/6-5/7 روی می‌دهد. تحقیقات نشان داده‌اند که مفیدترین عنصر غذایی در افزایش مقاومت در گیاهچه فسفر است؛ زیرا با تولید ریشه‌های قوی و متعدد در گیاهچه باعث فرار گیاه از بیماری‌های قارچی می‌شود (Dordas, 2008). به نظر می‌رسد که نقش فسفر در افزایش مقاومت گیاه به علت بـهبـود بـخـشیدن به فرایند رسیدن محصول است که باعث می‌شود بیمارگرهایی که بافت‌های جوان را ترجـیح می‌دهنـد فـرصت آلوده کردن گیاه را نداشته باشند (Agrios, 2005).
کارآیی قارچ‌هاي مایکوریزي در افزایش جذب فسفر توسط Gerdemann (1968) گزارش شد. تحقیقات زیادي در خصوص نقش قارچ‌هاي مایکوریزي در افزایش رشد رویشی و زایشی گیاه و تأثیر آنها بر روي جذب آب و عناصر غذائی بالاخص پتاسیم و فسفر و به تعادل رساندن آنها در گیاهان، تولید مختلف هورمون‌هاي رشد، کاهش اثرات تنش‌هاي محیطی از جمله مقاومت در برابر شوري و خشکی، افزایش مقاومت به عوامل بیماریزاي گیاهى مانند ورتیسیلیوم، فیتوفترا و فوزاریوم، پایداري ساختمان خاك و کاهش 18٪ صد‌مات ناشی از انتقال یا جابجایی نهال‌ها انجام شده است (De Gara et al., 2003).
پتاسیم مهمترین عنصر در محلول‌های غیرآلی گیاه است و نقش مهمی در کاهش پتانسیل اسمزی در مغز ریشه دارد که لازمه فشار تورگر برای سلول، انتقال شیره خام در آوند چوبی و متعادل ساختن آب گیاه است (Liang et al., 2005). در شرایط شوری سدیمی نه تنها مقادیر زیاد سدیم در جذب پتاسیم بهوسیلۀ ریشه مزاحمت ایجاد می‌کند، بلکه به غشا سلولی نیز آسیب می‌زند (Flowers and Dalmond, 1992).
عنصر نیتروژن به همراه فسفر و پتاسیم عناصر اولیه مورد نیاز گیاه هستند. مقدار نیتروژن مورد نیاز گیاه بسته به گونه گیاه، مرحله رشد و اندام مورد نظر، بین دو تا پنج درصد وزن خشک است (قاضیزاده هاشمی و همکاران، 1398). با کاهش نیتروژن، رشد گیاه کاهش یافته، این عنصر از برگ‌های بالغ به برگ‌های جدید و جوان منتقل می‌شود. بنابراین علایم کمبود نیتروژن در برگ‌های مسن ظاهر می‌شود. افزودن نیتروژن به محیط نه تنها ریزش برگ‌ها را به تأخیر می‌اندازد، شکل ظاهری گیاه را نیز تغییر داده و باعـث افـزایـش سـبزیـنـه در برگ‌ها می‌شود. افزایش نیتروژن سبب بالا رفتن نسبت وزن خشک شاخسـار به ریشه می‌شـود. این امر سـبب کـاهش جـذب آب و عناصـر غـذایی از خاک در مراحل آخر رشـد گـیـاه می شود (Chaves and Oliveira, 2004).
در بسياري از خـاکها و مـحيط كـشـت گـيـاهـان، عـوامل بيـماري‌زا يافـت مي‌شوند. در چنيـن شرايطـي، گياهاني كه از كمـبود عناصر غـذايي رنج مي‌بـرند مـقـاومت كمتري داشـته و به انـواع مخـتـلف عـوامـل بـيـمـاري‌زا حـسـاس‌تـر هستند (Gholamnezhad et al., 2016).
از اينرو تمام عناصر غذايي قادرند بروز بيماري در گياهان را تحت تأثير قرار دهند. برخي از عناصر غذايي اثر بيشتر و مستقيمي بر بروز بيماري‌هاي گياهي دارند. در گياهان، مقاومت به بيماري در مرحلۀ اول، واكنشي ژنتيكي است. بنابراين توانايي گياه براي بيان اين پتانسيل ژنتيكي يعني مقاومت به بيماري مي‌تواند تحت تأثير عناصر غذايي قرار گيرد. گونه‌ها يا ارقامي كه مقاومت ژنتيكي بالايي به بيماري دارند، ممكن است نسبت به گياهان متحمل به بيماري با تغيير عناصر غذايي، كمتر تحت تأثير قرار گيرند (Cherif et al., 1992).
نتیجهگیری کلی
بیماری شانکر باکتریایی بادام باعث کاهش شاخص‌های رشدی و نامناسب شدن شرایط فیزیولوژیکی گیاه می‌شود. استفاده از فسفیت پتاسیم باعث بهتر شدن شاخص‌های رشدی و شرایط فیزیولوژیک گیاه می‌شود. استفاده از ترکیبات غذایی در محیط کشت باعث کاهش رشد بیمارگر بود و این کاهش نشان دهندۀ تأثیر مثبت ترکیبات غذایی در کاهش این بیماری می‌باشد. این ترکیب غذایی علاوه بر افزایش رشد در گیاه باعث افزایش میزان فعالیت آنزیم‌های آنتیاکسیدان می‌شود. فسفر و پتاسیم دو عنصر مورد نیاز گیاه هستند و از طرف دیگر بر‌اساس نتایج این پژوهش هم اثر قارچکشی و باکتری‌کشی که دارد و هم اثر فعال‌کنندۀ سیستم دفاعی گیاه، که باعث افزایش بیان ژن‌های دفاعی می‌گردد (Gholamnezhad, 2016). اثرات مثبت این ترکیب بر روی شاخص‌های رشدی مانند وزن تر و خشک و ژن‌های دفاعی گیاه، هم در اثر بهبود شرایط گیاه و هم در اثر خاصیت مستقیم ضدباکتریایی است.
منابع References
اطمینانی، ف. و اطمینانی، ا. 1399. فعالیت ضدباکتریایی عصارههای هیدروالکلی گیاه آویشن و بهلیمو بر باکتری Pseudomonas syringae در شرایط آزمایشگاهی. پژوهشهای سلولی و مولکولی 33(2): 136-143.
باباعلی، ا.، کشورزی، م.، بوذری، ن.، شکیب، ع.م. و حسین آوا، س. 1392. مقاومت نسبی برخی ژنوتیپهای بومی و تجاری گیلاس و آلبالو به Pseudomonas syringae. مجله به نژادی نهال و بذر 29(2): 295-310.
رسولی، م. 1395. اثر سطوح مختلف فسفیت پتاسیم و اسید بوریک روی درصـد تـشـکـیـل مـیوه ارقام مختلف انگور (.Vitis vinifera L). پژوهشهای میوهکاری 1(1): 56-69.
رنجبری، ش.، کشاورزی، م.، بوذری، ن.، کاکوان، ن. و صالحی، ز. ۱۴۰۰. بررسی سطوح نسبی مقاومت به شانکر باکتریایی در ژرم پلاسم ایرانی آلبالو. پژوهشهای کاربردی در گیاهپزشکی (دانش کشاورزی) 10(4): 25-35.
قاضیزاده هاشمی، س.ع.، اصغرزاده، ا. و تاتاری، م. 1398. اثر سطوح مختلف نیتروژن و تراکم کاشت بر جذب عـناصر غذایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم و کارآیی مصرف و جذب نیتروژن در میوه گیاه بالنگو. هفتمین کنفرانس ملی پژوهشهای کاربردی در علوم کشاورزی غذای سالم از مزرعه تا سفره.
ملکوتی، م.ج.، شهابی، ع.ا. و بازرگان، ک. 1395. پتاسیم در کشاورزی، نقش پتاسیم در تولید محصولات کشاورزی سالم. انتشارات آثار علمی اهدایی، چاپ دوم. 720 صفحه.
Achary, V.M.M., Ram, B., Manna, M., Datta, D., Bhatt, A., Reddy, M.K. and Agrawal, P.K. 2017. Phosphite: a novel P fertilizer for sweed management and pathogen control. Plant Biotechnology Journal 15(12): 1493-1508.
Agrios, G.N. 2005. Plant pathology 5th edition: Elsevier academic press. Burlington, Ma. USA.
Amtmann, A., Troufflard, S. and Armengaud, P. 2008. The effect of potassium nutrition on pest and disease resistance in plants. Physiologia Plantarum 133(4): 682-691.
Casas-Agustench, P., Salas-Huetos, A. and Salas-Salvadó, J. 2011. Mediterranean nuts: origins, ancient medicinal benefits and symbolism. Public Health Nutrition 14(12A): 2301-2296.
Cacique, A., Barbosa, E., de Pinho, GP. and Silverio, F.O. 2019. Maceration extraction conditions for determining the phenolic compounds and the antioxidant activity of Catharanthus roseus (L.) G.Don. Ciencia e Agrotecnologia 44(2), http://dx.doi.org/10.1590/1413-7054202044017420.
Chaves, M.M. and Oliveira, M.M. 2004. Mechanisms underlying plant resilience to water deficits: prospects for water–saving agriculture. Journal of Experimental Botany 55(407): 2365-2384.
Cherif, M., Menzies, J.G., Benhamou N. and Bélanger, R.R. 1992. Studies of silicon distribution in wounded and Pythium ultimum infected cucumber plants. Physiological and Molecular Plant Pathology 41: 371-385.
Costa, B.H.G., de Resende, M.L.V., Monteiro, A.C.A., Ribeiro Júnior, P.M., Botelho, D.M.D.S. and Silva, B.M.D. 2018. Potassium phosphites in the protection of common bean plants against anthracnose and biochemical defense responses. Journal of Phytopathology 166(2): 95-102.
De Gara, L., de Pinto, M.C. and Tommasi, F. 2003. The antioxidant systems vis-a-vis reactive oxygen species during plant–pathogen interaction. Plant Physiology and Biochemistry 41: 863-870.
Deliopoulos, T., Kettlewell, P.S. and Hare, M.C. 2010. Fungal disease suppression by inorganic salts: a review. Crop Protection 29(10): 1059-1075.
Dordas, C. 2008. Role of nutrients in controlling plant diseases in sustainable agriculture. A review. Agronomy for Sustainable Development 28(1): 33-46.
Ercolin, F. and Reinhardt, D. 2011. Successful joint ventures of plant: Arbuscular mycorrhiza and beyond. Trends Plant Science 16: 356-362.
Eshraghi, L.E., Anderson, J., Aryamanesh, N., Shearer, B., McComb, J., Hardy, G.S. and O’Brien, P.A. 2011. Phosphite primed defence responses and enhanced expression of defense genes in Arabidopsis thaliana infected with Phytophthora cinnamomi. Plant Pathology 60(6): 1086-1095.
Flowers, T.J. and Dalmond, D. 1992. Protein synthesis in halophytes: the influence of potassium, sodium and magnesium in vitro. Plant and Soil 146: 153-161.
Gašić, K., Prokić, A., Ivanović, M., Kuzmanović, N., and Obradović, A. 2012. Differentiation of Pseudomonas syringae pathovars originating from stone fruits. Pesticidi i fitomedicina, 27(3): 219-229.
Gerdemann, J.W. 1968. Vesicular-arbuscular mycorrhiza on plant growth. Annual Review of Phytopathology 6: 397-418.
Gholamnezhad, J. 2016. Transcriptomics and useful techniques of defense gene expression evaluation of plant. Applied Biology 6(4): 21-42.
Gholamnezhad, J. 2017. Effect of plant extracts against apple gray mold caused by Botrytis cinerea. Applied Microbiology in Food Industries 3(1): 53-66.
Gholamnezhad, J. 2019. Effect of plant extracts on activity of some defense enzymes of apple fruit in interaction with Botrytis cinerea. Journal of Integrative Agriculture 18(1): 115-123.
Gholamnezhad, J., Sanjarian F., Mohammadi Goltapeh, E., Safaei, N. and Razavi, Kh. 2016. Effect of salicylic acid on enzyme activity in wheat in immediate early time after infection with Mycosphaerella graminicola. Scientia Agriculturae Bohemica, 47(1): 1-8.
Goellner, K. and Conrath, U. 2008. Priming: it’s all the world to induced disease resistance. Pp: 233-242. In: Collinge, D.B., Munk, L., Cooke, B.M. (eds). Sustainable Disease Management in a European context. Springer.
Kamble, S.R., Navale A.M. and Sonawane. R.B. 2009. Response of mango seedlings to VA-mycorrhizal inoculation. International Journal of Plant Protection 2(2): 161-164.
Kennelly, M.M., Cazorla, F.M., de Vicente, A., Ramos, C. and Sundin, G.W. 2007. Pseudomonas syringae diseases of fruit trees: progress toward understanding and control. Plant Disease 91(1): 4-17.
Liang, Y.C., Wong, J.W.C. and Long, W. 2005. Silicon-mediated enhancement of cadmium tolerance in maize (Zea mays L.) grown in cadmium contaminated soil. Chemosphere 58: 475-483.
Liljeroth, E., Lankinen, A., Wiik, L., Burra, D.D., Alexandersson, E. and Andreasson, E. 2016. Potassium phosphite combined with reduced doses of fungicides provides efficient protection against potato late blight in large-scale field trials. Crop Protection 86: 42-55.
Lim, S., Borza, T., Peters, R.D., Coffin, R.H., Al-Mughrabi, K.I., Pinto, D.M. and Wang-Pruski, G. 2013. Proteomics analysis suggests broad functional changes in potato leaves triggered by phosphites and a complex indirect mode of action against Phytophthora infestans. Journal of Proteomics 93: 207-223.
Lin, H.C., Chang, H. and Tzeng, K.C. 2008. Characterization of novel strains of citrus canker bacterium from citrus in Taiwan. Journal of Taiwan Agricultural Researches 57: 265-278.
Lobato, M.C., Machinandiarena, M.F., Tambascio, C., Dosio, G.A., Caldiz, D.O., Daleo, G.R. and Olivieri, F.P. 2011. Effect of foliar applications of phosphite on post-harvest potato tubers. European Journal of Plant Pathology 130: 155-163.
Mirsalehian, A., Feizabadi, M., Nakhjavani, F.A., Jabalameli, F., Goli, H. and Kalantari, N. 2010. Detection of VEB-1, OXA-10 and PER-1 genotypes in extended-spectrum β-lactamase-producing Pseudomonas aeruginosa strains isolated from burn patients. Burns 36(1): 70-74.
Moayedi, A., Rezaei, K., Moini, S. and Keshavarz, B. 2011. Chemical compositions of oils from several wild almond species. Journal of the American Oil Chemists' Society 88(4): 503-508.
Mostajeran, A. and Rahimi-Eichi, V. 2009. Effects of drought stress on growth and yield of rice Oryza sativa L.) cultivars and accumulation of proline and soluble sugars in sheath and blades of their different ages leaves. American-Eurasian Journal of Agriculture and Environmental Sciences 5(2): 264-272.
Rademaker, J.L., Hoste, B., Louws, F.J., Kersters, K., Swings, J., Vauterin, L. and de Bruijn, F.J. 2000. Comparison of AFLP and rep-PCR genomic fingerprinting with DNA-DNA homology studies: Xanthomonas as a model system. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 2: 665-677.
Samavi, S., Hassanzadeh, N., Faghihi, M.M. and Danesh, Y.R. 2009. Effects of thyme (zaatar) essential oil and some chemical compounds in the control of citrus bacterial canker in Iran. Journal of Plant Pathology 91: 691-696.
Schaad, N.W., Jones, J.B. and Chun, W. 2001. Laboratory Guide for Identification of Plant, third edition. Phytopathological Society Press. USA.
Shamshiri, M.H. and Fattahi, H. 2014. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on photosystem II activity of three pistachio rootstocks under salt stress as srobed. Russian Journal of Plant Physiology 63(1): 101–110.
Silva, O.C., Santos, H.A.A., Dalla Pria, M. and May-De Mio, L.L. 2011. Potassium phosphite for control of downy mildew of soybean. Crop Protection 30(6): 598-604.
Sulikowska, M. and Sobiczewski, P. 2008. Pseudomonas spp. isolated from stone fruit trees in Poland. Zemdirbyste-Agriculture 95(3): 166-170.
Thomidis, T., Tsipouridis, C., Exadaktylou, E. and Drogoudi, P. 2005. Comparison of three laboratory methods to evaluate the pathogenicity and virulence of ten Pseudomonas syringae pv. syringae strains on apple, pear, cherry and peach trees. Phytopathology 33: 137-140.