تهیه جهش یافته های مقاوم به آنتی بیوتیک باکتریPseudomonas fluorescens و بررسی فعالیت و مکانیسمهای آنتاگونیستی آنها بر علیه قارچ Rhizoctonia solani عامل بیماری مرگ گیاهچه پنبه

محورهای موضوعی : دو فصلنامه تحقیقات بیماریهای گیاهی

هانیه جهانی فر ¹ (کارشناس ارشد بیماری شناسی گیاهی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.)
اصغر حیدری ² (استادیارمؤسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور.)
نادر حسن زاده ³ (دانشیارگروه بیماری شناسی گیاهی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.)
لاله نراقی ⁴ (مربی پژوهش مؤسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور.)

تاریخ دریافت : 1392/08/14 تاریخ پذیرش : 1392/08/14 تاریخ انتشار : 1392/07/01

کلید واژه: باکتریهای آنتاگونیست, جهش یافته های مقاوم به آنتی بیوتیک, مکانیسمهای بازدار ندگی, بیماری مرگ گیاهچه پنبه, - .Rhizoctonia solani,

چکیده مقاله :

در این تحقیق با استفاده از پدیده جهش خود به خودی(Spontaneous mutation) سه جهش یافته مقاوم به دو آنتی بیوتیک (Nalidixic acid (Nal  و Rifampicin (Rif)  از شش جدایه باکتری Pseudomonas fluorescens ،تهیه گردید و در مقایسه با انواع وحشی آنها در شرایط آزمایشگاه بر علیه قارچ بیماریزایRhizoctonia solaniعامل بیماری مرگ گیاهچه پنبه از طریق روش آزمون کشت متقابل (Dual culture)مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دو جدایه از سه جدایه جهش یافته خصوصیات آنتاگونیستی بهتری نسبت به انواع وحشی خود نشان دادند . همچنین جدایه های جهش یافته از نظر مکانیسمهای بازدارندگی بر علیه قارچ مذکور مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاکی از آن بود که هر سه باکتری جهش یافته ازنظر تولید مواد فرار بهتر از انواع وحشی ، از نظر تولید مواد غیرفرار تقریبا مشابه و از نظر تولید سیدروفور برخی جدایه های جهش یافته در برخی غلظت ها نسبت به انواع وحشی آنها توانستند سیدروفور بیشتری تولید کنند . نتایج این تحقیق نشان دهنده این است که پدیده جهش خودجوش ممکن است بر خواص آنتاگونیستی باکتریهای آنتاگونیست تاثیر گذاشته و آن را افزایش دهد.

چکیده انگلیسی:

In this study, antibiotic resistant mutants of antagonistic bacteria to Rifampicin and Nalidixic acid using spontaneous mutation were obtained. Antagonistic activity of three isolates belonging to Pseudomonas fluorescens were tested in vitro against a virulent isolate of Rhizoctonia solani, the causal agent of cotton seedling damping-off, using dual culture method. It was shown that two isolates had better antagonistic traits against fungus in comparison with their wild types. The above isolates were also evaluated for their inhibitory mechanisms against fungal pathogen and the results showed that all three mutants were different than their wild types in volatile metabolites production. There were no differences between the mutants and wild types in production of non-volatile metabolites. However, some mutants (Pf-C-1, Pf-W-2) produced more siderophores than their wild types. Results of this study suggest that spontaneous mutation may affect and enhance the activity and performance of antagonistic bacteria.

منابع و مأخذ:

1. Asaka O. and Shoda M. 1993. Biocontrol of Rhizoctonia solani damping-off of tomato with Bacillus subtilis RB14. Applied and Environmental Microbiology 62: 4081-4085.


2. Ashraf S, Soudi M R and Sadeghizadeh M. 2008. Isolation of a mutant strain of Xanthamonas campestris using cheese juice as the only substrate. Iranian Journal of Biology 21 (2): 184-193.


3. Blazquez J. 2003. Hypermutation as a factor contributing to the acquisition of antimicrobial resistance. Clinical Infectious Disease 37: 1201-1209.


4. Brannen P M and Kenney D S. 1997. Kodiak- A successful biological-control product for suppression of soil-borne plant pathogens of cotton. Industrial Microbiology Biotechnology 19: 169-171.


5. Défago G, Berling C H, Burger U, Haas D, Kahr G, Keel C, Voisard C, Wirthner P and Wurthrich, B. 1990. Suppression of black root rot of tobacco and other root diseases by strains of Pseudomonas fluorescens: Potential applications and mechanisms. pp. 93-108, In D. Hornby (ed) Biological Control of Soil-Borne Plant Pathogens. Wallingford, UK: CAB International.


6. Delany I, Sheehan M M, Fenton A, Bardin S, Aarons S and O’Gara F. 2000. Regulation of production of the antifungal metabolite 2,4-diacetylphloroglucinol in Pseudomonas fluorescens F113: genetic analysis of ph1F as a transcriptional repressor. Microbiology 146: 537-546.


7. Drake J W. 1991. Spontaneous Mutation. Annual Review of Genetics 25: 125-146.


8. Ganeshan G and Kumar A M. 2005. Pseudomonas fluorescens, a potential bacterial antagonist to control plant diseases. Plant Interactions 1: 123-134.


9. Heydari A, Fattahi H, Zamanizadeh H R, Hassanzadeh N and Naraghi L. 2005. Investigation on the possibility of using bacterial antagonists for biological control of cotton seedling damping-off in greenhouse. Applied Entomology and Phytopathology 72: 51-69.


10. Heydari A and Misaghi I J. 1998. Biocontrol activity of Burkholderia cepacia against Rhizoctonia solani in herbicide-treated soils. Plant and Soil 202: 109-110.


11. Heydari A, Misaghi I J and McCloskey W B. 1997. Effects of three soil-applied herbicides on populations of plant disease suppressing bacteria in the cotton rhizosphere. Plant and soil 195: 75-81.


12. Howell C R, DeVay J E, Garber R H and Batson W E. 1997. Field control of cotton seedling diseases with Trichoderma virens in combination with fungicide seed treatments. Cotton Science. 1: 15-20.


13. Howell C R and Stipanovic R D. 1979. Control of Rhizoctonia solani on cotton seedlings with Pseudomonas fluorescens and with an antibiotic produced by the bacterium. Phytopathology 69: 480-482.


14. Kraus J and Loper J E. 1990. Characterization of a genomic region required for production of the antibiotic pyoluteorin by the biological control agent Pseudomonas fluorescens Pf-5. Applied and Environmental Microbiology 61: 849-854.


15. Maki H, 2002. Origins of Spontaneous Mutation: Specificity and Directionality of Base Substitution, Frameshift, and Sequence-Substitution Mutageneses. Annual Review of Genetics 36: 279-303.


16. Mariano R L R and McCarter S M. 1993. Epiphytic survival of Pseudomonas viridiflava on tomato and some selected weed species. Microbial Ecology 26: 47-58.


17. Mousavi M R. 2001. Biological Control. Mashhad, Iran: Mashhad University Press. 486 p.


18. Naraghi L, Zareh-Maivan H, Heydari A and Afshari-Azad H. 2007. Investigation of the effect of heating Vesicular Arbuscular Mycorrhiza and thermophillic fungus on cotton wilt disease. Pakistan Journal of Biological Sciences 10: 1596-1603.


19. O’Sullivan D B and O’Gara F. 1992. Traits of fluorescent Pseudomonas spp. involved in suppression of plant root pathogens. Microbiological Reviews 56: 662-676.


20. Ownley B H and Windham M T. 2003. Biological control of plant pathogens. pp: 323-332, In RN Trigiano, MT Windham and AS Windham (eds). Plant Pathology Concepts and Laboratory Exercises. 2ed., London, UK: CRC Press.


21. Salari M, Kadkhoda Z, Behnaz M, Khoshreza M, Pourtaher M, and Vahabzadeh A. 2002. Comparison of the sensitivity of pathogenic periodento capnofile bacteria to bacteriocide and bacteriostatic antibiotics. Journal of Dental school 2:213-219.


22. Steddom K and Menge J A. 2001. Evaluation of continuous application technology for delivery of the biocontrol agent Pseudomonas putida 06909-rif/nal. Plant Disease 85: 387-392.


23. Weller D M and Cook R J. 1983. Suppression of take-all of wheat by seed treatments with fluorescent pseudomonads. Phytopathology 73: 463-469.


24. Zaki K, Misaghi I J, Heydari A and Shatla M N. 1998. Control of cotton seedling damping-off in the field by Burkholderia cepacia. Plant Disease 82: 291-293.


25. Zhao X and Drlica K. 2002. Restricting the selection of antibiotic-resistant mutant bacteria: Measurement and potential use of the mutant selection window. Infectious Diseases 185: 561-565.