دانشگاه اصفهان زیست شناسی میکروبی 3060-7647 9 33 2020 03 20 Biocontrol of Cucumber Damping-off by Streptomyces Strains Producing Siderophore and Cellulase under Extreme Condition کنترل زیستی گیاهچه‌میری خیار توسط سویه‌های استرپتومایسس تولیدکنندۀ سیدروفور و سلولاز در شرایط نامساعد (Extreme conditions) 1 13 24672 10.22108/bjm.2020.119404.1228 FA سکینه عباسی دانشجوی دکتری گروه بیماریشناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران اکرم صادقی استادیار بخش بیوتکنولوژی میکروبی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران ناصر صفایی دانشیار گروه بیماریشناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Journal Article 2019 10 13 Abstract Introduction: The purpose of this study was to select moderate extremophile antagonistic Streptomyces strains from the Microbial Collection of Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran to improve the growth and protection of cucumber against Phytophthora capsici, the causal agent of seedling damping-off disease in greenhouse conditions. Materials and methods: First, the antagonistic activity of eight strains of Streptomyces against three important cucumber pathogens including Pythium aphanidermatum, p . drechsleri and P. capsiciwas investigated in in vitro conditions. These strains were examined for physiological characteristics, plant growth promoting traits and siderophore and cellulase production in the presence of different amount of NaCl (0%, 6%, 10%, and 12%) and temperatures of 29, 37 and 42 °C. Three strains with a similar potential for auxin production including IT25 (salinity tolerant), IT20 (thermophilic) and SS14 with the highest growth inhibition percentage of P. capsici for further studies including SA production and the ability to induce plant growth and biocontrol of cucumber seedling under greenhouse conditions were selected. Results: The strains were able to produce siderophore at temperatures above 29 °C and siderophore production increased in SS14 and IT20 strains. Conversely, increasing the NaCl concentrations decreased siderophore production by Streptomyces. The increase in the cellulase activity at elevated temperatures was strain-dependent and was observed only for IT20. However, the increase in salinity did not change the activity of this enzyme. The treatment of soil with SS14 and IT20 increased shoot fresh and dry weights in all treatments. IT20 treatment reduced seedling damping-offby 83% compared to the infected control. Discussion and conclusion: The two SS14 and IT20 strains, which had a good ability to control the disease and enhance plant growth, had common characteristics such as growth in the presence of 6% NaCl, siderophore production and cellulase activity under different temperatures and salinity conditions. The better performance of the IT20 and the poor performance of the IT25 may be related to their high temperature (42 °C) tolerance and intolerance, respectively, as well as their increased cellular activity and inactivity at this temperature. چکیده مقدمه: هدف پژوهش حاضر، انتخاب سویه‌های استرپتومایسس آنتاگونیست نسبتاً اکسترموفیل از مجموعۀ میکروبی پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران برای بهبود رشد و محافظت خیار در برابر بیمارگر Phytophthora capsici عامل ایجادکنندۀ بیماری مرگ گیاهچه در شرایط گلخانه بود. مواد و روش‏‏ها: ابتدا فعالیت آنتاگونیستی هشت سویۀ استرپتومایسس در برابر سه عامل بیمارگر مهم خیار شامل Pythium aphanidermatum، p . drechsleri و P. capsici در شرایط آزمایشگاه بررسی شد. سویه‌ها از نظر ویژگی‌های فیزیولوژیکی، صفت‌های محرک رشد گیاهی و تولید سیدروفور و سلولاز در حضور مقادیر مختلف NaCl (صفر، 6، 10 و 12 درصد) و در دماهای 29، 37 و 42 درجۀ سانتی‌گراد بررسی شدند. سه سویه با توان مشابه برای تولید اکسین شامل IT25 (متحمل به شوری)، IT20 (نسبتاً گرمادوست) و SS14 با بیشترین درصد ممانعت از رشد P. capsici برای بررسی‌های بیشتر شامل تولید SA و توانایی القای رشد گیاه و کنترل زیستی گیاهچه‌میری خیار در شرایط گلخانه‌ای انتخاب شدند. نتایج: سویه‌ها قادر بودند سیدروفور را در دماهای بیش از 29 درجۀ سانتی‌گراد تولید کنند و تولید سیدروفور در سویه‌های SS14 و IT20 افزایش یافت؛ برعکس، افزایش درصد نمک موجب کاهش تولید سیدروفور به‌واسطۀ استرپتومایسس‌ها شد. افزایش فعالیت آنزیم سلولاز در دماهای زیاد به سویه وابسته بود و تنها در IT20 مشاهده شد؛ درحالی‌که افزایش شوری تغییری در میزان فعالیت این آنزیم ایجاد نکرد. تیمار خاک با SS14 و IT20 موجب افزایش وزن تر و خشک اندام‌های هوایی در تمام تیمارها شد. تیمار IT20 مرگ گیاهچه را به میزان 83 درصد نسبت به شاهد آلوده کاهش داد. بحث و نتیجه‏گیری: دو سویۀ SS14 وIT20 که دارای قابلیت خوبی در کنترل بیماری و افزایش رشد گیاه بودند، ویژگی‌های مشترکی مانند رشد در حضور نمک 6 درصد، تولید سیدروفور و فعالیت سلولازی در شرایط دمایی و شوری مختلف داشتند. عملکرد بهتر سویۀ IT20 و عملکرد ضعیف سویۀ IT25 را می‌توان به‌ترتیب با تحمل‌کردن و تحمل‌نکردن دمای زیاد (42 درجۀ سانتی‌گراد) و همچنین به‌ترتیب با افزایش فعالیت و نداشتن فعالیت سلولازی آنها در این دما مرتبط دانست.

https://bjm.ui.ac.ir/article_24672_226f8a76be19145526a8a4725c09d3eb.pdf