به زراعی کشاورزی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

داوران

عضویت و راهنمای پابلونز

دستورالعمل حذف نام داور از روی کامنت ها در برنامه Word

تأثیر ریزوباکتری‏های محرک رشد بر مهار زیستی و فعالیت برخی آنزیم‏های آنتی‏اکسیدانی دو ژنوتیپ مقاوم و حساس گندم (Triticum aestivum L.) آلوده به قارچ Fusarium graminearum

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران.

2 گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.

چکیده

هدف: گیاه گندم هر ساله تحت تأثیر بیماری‏های قارچی مختلف از جمله بلایت فوزاریومی سنبله گندم قرار می گیرد. تلقیح بذور با ریزوباکتری‏های بومی افزاینده رشد گیاه (PGPR)، رویکردی مناسب در مدیریت سلامت، بهبود تولید و کیفیت محصولات کشاورزی می‏باشد.
روش پژوهش: برای ارزیابی توانایی مهار زیستی و فعالیت آنزیم‏های آنتی‏اکسیدانتی پراکسیداز و کاتالاز توسط باکتری‏های اندوفیت در ژنوتیپ‏های مقاوم و حساس گندم آلوده به بیماری بلایت فوزاریومی سنبله، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در بهار 1401 در دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار جدایه باکتری Pseudomonas brassicacearum،Pseudomonas sp.، Exiguobacterium sp.،  Acinetobacter calcoaceticus و مخلوط آن‌ها بود.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که در توانایی مهار زیستی بین چهار جدایه، بیش‌ترین درصد بازدارندگی از رشد پرگنه قارچ بیمارگر مربوط به جدایة P. brassicacearum با مقدار 33/49 درصد بود. فعالیت آنزیم‏های آنتی‏اکسیدانی (پراکسیداز و کاتالاز) هم در رقم مقاوم آلوده و هم در رقم حساس آلوده در زمان‏های مختلف بعد از مایه‏زنی با قارچ، نسبت به شاهد افزایش چشم‏گیری داشت. تیمار مخلوط باکتری+رقم مقاوم+ آلوده با میانگین 41/12 بیش‌ترین و تیمار B3+ حساس+ شاهد با میانگین 59/3 کم‌ترین میانگین فعالیت آنزیم کاتالاز را نشان دادند. هم‏چنین تیمار مخلوط باکتری+رقم مقاوم+ آلوده با میانگین 93/1 بیش‌ترین و تیمار B3+ حساس+ شاهد با میانگین 58/0 کم‌ترین میانگین فعالیت آنزیم پراکسیداز را نشان دادند.
نتیجه‌گیری: با توجه به کارایی بالای سویه‏های باکتریایی مورداستفاده در افزایش فعالیت آنزیم‏های آنتی‏اکسیدانتی و هم‏چنین توانایی فعالیت ضدقارچی آن‌ها می‏توانند به‌عنوان یک گزینه مناسب در تولید گیاهان سالم موردبررسی قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of PGPR on Biological Inhibition and the Activity of Some Antioxidant Enzymes of Two Resistant and Sensitive Genotypes of Wheat (Triticum aestivum L.) Infected with Fusarium graminearum Fungus

نویسندگان [English]

  • Ehsan Hasanvand 1
  • Mostafa Darvishnia 2
  • Hosein Mirzaei najafgholi 2
  • Samira Pakbaz 2

1 Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khoramabad, Iran.

2 Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khoramabad, Iran.

چکیده [English]

Objective: Every year, wheat is affected by various fungal diseases, including Fusarium blight. Seed inoculation with native PGPR is a suitable approach in health management, improving productions and their quality. Methods: To evaluate the bioinhibition ability and activity of antioxidant enzymes peroxidase and catalase by endophytic bacteria in resistant and sensitive genotypes of wheat infected with FHB, a factorial experiment in the form of a completely randomized design was conducted in spring, 2022 at the Faculty of Agriculture of Lorestan University. The experimental treatments included four strains of Pseudomonas brassicacearum, Pseudomonas sp., Exiguobacterium sp., Acinetobacter calcoaceticus and their combination.
Results: Results showed that among the four isolates the highest percentage of growth inhibition of fungi was related to the P. brassicacearum isolate with a value of 49.33%. The activity of antioxidant enzymes both in the infected resistant and susceptible cultivars at different times after inoculation with fungus increased significantly compared to the control. The combined treatment of bacteria+ resistant cultivar+ infected showed the highest average activity of catalase with an average of 12.41 and the treatment B3+ sensitive cultivar+ control showed the lowest average catalase activity with an average of 3.59. Also, the combined treatment of bacteria+ resistant cultivar+ infected showed the highest average of 1.93 and the B3+ sensitive cultivar+ control treatment showed the lowest average of peroxidase enzyme activity with an average of 0.58.
Conclusion: Considering the high efficiency of the bacterial strains used in increasing the activity antioxidant enzymes and also their antifungal activity, they can be considered as a suitable option in producing healthy plants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biological control
  • Enzyme
  • Growth promoting bacteria
  • Wheat blight disease
مراجع

منابع

احمدی، کریم؛ عبادزاده، حمیدرضا؛ حاتمی، فرشاد؛ محمدنیا، شهریار؛ اسفندیاری‏پور، الهام و عباس‏طاقانی، رضا (1400). آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1399-1398. تهران: انتشارات وزارت جهاد کشاورزی.
آقاجانی، محمدعلی؛ فروتن، عبدالرضا و کاظمی، همایون (1395). دستورالعمل اجرایی مدیریت بیماری بادزردگی فوزاریومی سنبله گندم. تهران: مؤسسه تحقیقات گیاه‏پزشکی کشور.
حبیبی، معصومه؛ میرآخورلی، ندا و مردی، محسن (1392). بررسی الگوی بیان ژن کدکننده آنزیم S-Like RNase در مقابله با برخی بیماری‌های قارچی در گندم نان. فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی، 5 (3)، 85-93.
سبزعلی، فهیمه؛ کاظمی، همایون و عسکری، امید (1400). دستورالعمل اجرایی مدیریت بیماری فوزاریومی سنبله گندم. تهران: سازمان حفظ نباتات کشور، دفتر پیش‏آگاهی و کنترل عوامل خسارت‏زا.
مرشدی، ابراهیم؛ قرینه، محمدحسین؛ کوچک زاده، احمد و بخشنده، عبدالمهدی (1402). تأثیر باکتری‌های باسیلوس و سودوموناس بر عملکرد کمی و کیفی و راندمان مالت‌سازی ارقام مختلف جو در شرایط دیم. به زراعی کشاورزی، 25 (2)، 313-330. doi: 10.22059/jci.2022.333633.2638
 
 References
Afridi, M. S., Mahmood, T., Salam, A., Mukhtar, T., Mehmood, S., Ali, J., Khatoon, Z., Bibi, M., Javed, M. T., & Sultan, T. (2019). Induction of tolerance to salinity in wheat genotypes by plant growth promoting endophytes: Involvement of ACC deaminase and antioxidant enzymes. Plant Physiology and Biochemistry, 139, 569-577.
Aghajani, M. A., Forotan, A. R., & Kazemi, H. (2016). Executive guidelines for the management of Fusarium head blight disease of wheat. Tehran: The country's herbal medicine research institute. (In Persian).  
Ahmadi, K., Qolizadeh, H., Ebadzadeh, H., Hosseinpour, R., Abdshah, H., Kazemian, A., & Rafiee, M. (2021). Agricultural products statistics. Tehran: Publications of the Ministry of Agricultural Jihad. (In Persian).
Alisaac, E., & Mahlein, A. K. (2023). Fusarium head blight on wheat: Biology, modern detection and diagnosis and integrated disease management. Toxins, 15(3), 192.
Anahid, F., Zaeifizadeh, M., Shahbazi, H., & Ghasemi, M. (2013). Changes in activity of antioxidative enzymes in wheat cultivars seedling against stripe rust. International Journal of Agronomy and Plant Production, 4(10), 2606-2611.
Asada, K. (1999). The water-water cycle in chloroplasts: scavenging of active oxygens and dissipation of excess photons. Annual Review of Plant Biology, 50(1), 601-639.
Ashrafi, J., Rahnama, K., Babaeizad, V., Ramezanpour, S. S., & Keel, C. (2020). The effect of Pseudomonas protegens CHA0 and an endophyte fungus Serendipita indica on resistance induction with defense genes expression of wheat against Septoria leaf blotch disease. Iranian Journal of Plant Pathology, 56(3), 275-301.
Ashrafi, J., Rahnama, K., Babaeizad, V., Ramezanpour, S. S., & Keel, C. (2021). Induction of Wheat Resistance to STB by the Endophytic Fungus Serendipita indica and Pseudomonas protegens. Iranian Journal of Biotechnology, 19(2), e2762.
Azpilicueta, C. E., Benavides, M. P., Tomaro, M. L., & Gallego, S. M. (2007). Mechanism of CATA3 induction by cadmium in sunflower leaves. Plant Physiology and Biochemistry, 45(8), 589-595.
Bagheri, N., Ahmadzadeh, M., & Salehi Jouzani, G. (2019). Interaction of Bacillus amyloliquefaciens and Azospirillum oryzae on wheat growth promotion and Fusarium graminearum disease inhibition. Crop Biotechnology, 9(25), 19-33.
Barceló, A. R. (1997). Lignification in plant cell walls. International Review of Cytology, 176, 87-132.
Blokhina, O., Virolainen, E., & Fagerstedt, K. V. (2003). Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Annals of Botany, 91(2), 179-194.
Bolanos-Carriel, C., Wegulo, S. N., Hallen-Adams, H. E., Funnell-Harris, D. L., & Baenziger, P. S. (2016). Effects of fungicide application timing and cultivar resistance on Fusarium head blight and deoxynivalenol in winter wheat. United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service, University of Nebraska, Lincoln: Faculty Publications.
Bowler, C., Montagu, M. van, & Inze, D. (1992). Superoxide dismutase and stress tolerance. Annual Review of Plant Biology, 43(1), 83-116.
Brader, G., Compant, S., Mitter, B., Trognitz, F., & Sessitsch, A. (2014). Metabolic potential of endophytic bacteria. Current Opinion in Biotechnology, 27, 30-37.
Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72(1–2), 248-254.
Dehghanpour Farashah, S., & Salehzadeh, M. (2021). Situation of Fusarium root and crown rot disease of wheat in Iran. University of Yasouj Plant Pathology Science, 10(1), 97-106.
Durner, J., Shah, J., & Klessig, D. F. (1997). Salicylic acid and disease resistance in plants. Trends in Plant Science, 2(7), 266-274.
Food and Agriculture Organization. (2021). STATISTICS STATISTICAL YEARBOOK.
Glick B. R. (2012). Plant growth-promoting bacteria: mechanisms and applications. Scientifica, 2012, 963401. https://doi.org/10.6064/2012/963401.
Gomes, M. P., Kitamura, R. S. A., Marques, R. Z., Barbato, M. L., & Zámocký, M. (2022). The role of H2O2-scavenging enzymes (ascorbate peroxidase and catalase) in the tolerance of Lemna minor to antibiotics: implications for phytoremediation. Antioxidants, 11(1), 151.
Gong, M., Li, Y. J., Dai, X., Tian, M., & Li, Z. G. (1997). Involvement of calcium and calmodulin in the acquisition of heat-shock induced thermotolerance in maize seedlings. Journal of Plant Physiology, 150(5), 615-621.
Grosu, A. I., Sicuia, O.-A., Dobre, A., Voaideş, C., & Cornea, C. P. (2015). Evaluation of some Bacillus spp. strains for the biocontrol of Fusarium graminearum and F. culmorum in wheat. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 6, 559-566.
Habibi, M., Mirakhorlo, N., & Mardi, M. (2014). Study of Expression Pattern of S-Like RNase Gene to Several Fungal Diseases in Bread Wheat. Scientific Quarterly Journal of Crop Plant Biotechnology, 5(3), 85-93. (In Persian).
Hasanvand, E., Darvishnia, M., Mirzaei Najafgholi, H., & Pakbaz, S. (2022). Isolation and identification of plant growth-promoting bacteria from the rhizosphere of wheat and evaluation of their growth-promoting and biocontrol properties. Genetic Engineering and Biosafety Journal, 11(2), 230-242.
Hasanvand, E., Darvishnia, M., Mirzaei Najafgholi, H., & Pakbaz, S. (2023). Evaluation of the response of 25 commonly cultivated wheat genotypes to Fusarium head blight disease under greenhouse conditions. Journal of Applied Research in Plant Protection, 12(2), 213-224.
Igrejas, G., & Branlard, G. (2020). The importance of wheat. Wheat Quality for Improving Processing and Human Health. Switzerland: Springer Cham.
Janmohammadi, M., Abbasi, A., & Sabaghnia, N. (2012). Influence of NaCl treatments on growth and biochemical parameters of castor bean (Ricinus communis L.). Acta Agriculturae Slovenica, 99(1), 31-40.
Johns, L. E., Bebber, D. P., Gurr, S. J., & Brown, N. A. (2022). Emerging health threat and cost of Fusarium mycotoxins in European wheat. Nature Food, 3(12), 1014-1019.
Larrigaudière, C., Vilaplana, R., Soria, Y., & Recasens, I. (2004). Oxidative behaviour of Blanquilla pears treated with 1‐methylcyclopropene during cold storage. Journal of the Science of Food and Agriculture, 84(14), 1871-1877.
Levy, A. A., & Feldman, M. (2022). Evolution and origin of bread wheat. The Plant Cell, 34(7), 2549-2567.
Malihipour, A., Dehgan, M. A., Shahbazi, K., & Barati, A. (2018). Reaction of Iranian wheat landraces to Fusarium head blight (FHB) under field and greenhouse conditions. Journal of Applied Research in Plant Protection, 6(4), 53-66.
Milone, M. T., Sgherri, C., Clijsters, H., & Navari-Izzo, F. (2003). Antioxidative responses of wheat treated with realistic concentration of cadmium. Environmental and Experimental Botany, 50(3), 265-276.
Molitor, A., & Kogel, K.-H. (2009). Induced resistance triggered by Piriformospora indica. Plant Signaling & Behavior, 4(3), 215-216.
Morshedi, E., Qareineh, M. H., Kouchakizadeh, A., & Bakhshandeh, A. (2022). Effect of Bacillus and Pseudomonas Bacteria on Quantitative and Qualitative Yield and Malting Efficiency of Different Barley Cultivars in Rainfed Conditions. Journal of Crops Improvement, 25(2), 313-330. (In Persian).
Nayak, T., & Patangray, A. J. (2015). Asian Journal of Multidisciplinary Studies. Asian Journal of Multidisciplinary Studies, 3(2), 190.
Powell, A. J., & Vujanovic, V. (2021). Evolution of fusarium head blight management in wheat: scientific perspectives on biological control agents and crop genotypes protocooperation. Applied Sciences, 11(19), 8960.
Reuveni, R. (1995). Biochemical marker of disease resistance. In Molecular Methods in Plant Pathology. United States: CRC Press.
Sabzali, F., Kazemi, H., & Askari, H. (2021). Executive guidelines for the management of Fusarium head of wheat. Tehran: The country's plant protection organization, Office of early awareness and control of damaging factors. (In Persian).
Selote, D. S., & Khanna-Chopra, R. (2010). Antioxidant response of wheat roots to drought acclimation. Protoplasma, 245, 153-163.
Sorahinobar, M., Safaie, N., & Moradi, B. (2022). Salicylic Acid Seed Priming Enhanced Resistance in Wheat Against Fusarium graminearum Seedling Blight. Journal of Plant Biology, 15, 1-12.
Thammasittirong, S. N.-R. (2016). In vitro inhibitory effect of Bacillus subtilis BAS114 against Curvularia lunata. Advances in Environmental Biology, 10(1), 176-183.
Tommasi, S., Pilato, B., Pinto, R., Monaco, A., Bruno, M., Campana, M., Digennaro, M., Schittulli, F., Lacalamita, R., & Paradiso, A. (2008). Molecular and in silico analysis of BRCA1 and BRCA2 variants. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 644(1-2), 64-70.
Vanissa, T. T. G., Berger, B., Patz, S., Becker, M., Turečková, V., Novák, O., Tarkowská, D., Henri, F., & Ruppel, S. (2020). The response of maize to inoculation with Arthrobacter sp. and Bacillus sp. in phosphorus-deficient, salinity-affected soil. Microorganisms, 8(7), 1005.
Waller, F., Achatz, B., & Kogel, K.-H. (2007). Analysis of the plant protective potential of the root endophytic fungus Piriformospora indica in cereals. Advanced Techniques in Soil Microbiology, 25, 343-354.
Wang, J. W., Zheng, L. P., Wu, J. Y., & Tan, R. X. (2006). Involvement of nitric oxide in oxidative burst, phenylalanine ammonia-lyase activation and Taxol production induced by low-energy ultrasound in Taxus yunnanensis cell suspension cultures. Nitric Oxide, 15(4), 351-358.
Wojtaszek, P. (1997). Oxidative burst: an early plant response to pathogen infection. Biochemical Journal, 322(3), 681-692.
Zortea, R. B., Maciel, V. G., & Passuello, A. (2018). Sustainability assessment of soybean production in Southern Brazil: A life cycle approach. Sustainable Production and Consumption, 13, 102-112.
 
به زراعی کشاورزی
دوره 26، شماره 3
مهر 1403
صفحه 563-579
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار