c3518cb17d976b8

مطالعه پتانسیل کنترل بیولوژیک سفیدک پودری خیار به واسطه القای ترکیبات فنولی توسط فرمولاسیون‌های میکروبیBacillus subtilis B2 وTrichoderma harzianum K18

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش کنترل بیولوژیک، موسسه تحقیقات گیاهپزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 گروه کشاورزی، پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی، دانشگاه شهید بهشتی، اوین، تهران، ایران

چکیده

بیماری سفیدک پودری خیار (Podosphaera xanthii) به‌عنوان یکی از مخرب‌ترین تهدیدات خسارتزای خیار، کنترل شیمیایی را به‌دلیل بروز مقاومت قارچی با چالش مواجه کرده است. عوامل کنترل بیولوژیک به‌عنوان جایگزینی سازگار با محیط‌زیست از طریق مکانیسم‌های مختلف، از جمله افزایش تولید ترکیبات فنولی، در مهار بیماری مؤثر هستند. در این پژوهش دو فرمولاسیون بیوکنترلیBacillus subtilis B2 وTrichoderma harzianum K18 و قارچ‌کش دومارک به‌ترتیب شدت بیماری را به ۳۰٫۸۴٪ ، ۳۹٫۱۶٪ و ۳۱٫۴۹٪ در گلخانه کاهش دادند. ارزیابی بیوشیمیایی ترکیبات فنولی با روش‌های اسپکتروفتومتری و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) اختلاف معنی‌دار بین تیمارها را تأیید کرد: محتوای فنل کل در گیاهان شاهد سالم ۳۰٫۳۳ تا ۳۷٫۷ میلی‌گرم بر ۱۰۰ گرم وزن خشک بود که ۴۸ ساعت پس از آلودگی (اوج پاسخ) ۱۰۳٫۷٪ افزایش یافت و در تیمارهای B2،K18 و دومارک به‌ترتیب به ۱۵۹٫۱۲٪، ۱۲۹٫۱۸٪ و ۱۴۲٫۹۸٪ رسید. فلاونوئید کل نیز تحت تأثیر B2 و K18 به‌ترتیب ۳۷۳٫۵٪ و ۳۸۹٫۲٪ افزایش نشان داد. آنالیز HPLC در زمان اوج پاسخ شناسایی هفت ترکیب فنولی را ممکن ساخت که کافئیک اسید (غلظت پایه: ۲۳ میلی‌گرم/۱۰۰ گرم وزن خشک) و افزایش ۱۵۴٪ تحت K18 برجسته بود. فرولیک اسید (۲۰۵٪)، روتین (۱۰۳٪) و رزمارینیک اسید (۱۴۵٪) بیشترین افزایش را در حضور K18 داشت، ضمن‌آنکه روتین همبستگی منفی با شدت بیماری نشان داد. به نظر می‌رسد القای هدفمند ترکیبات فنولی ازجمله کافئیک اسید و روتین که به احتمال از مجرای فعال‌سازی مسیرهای مقاومت و القای بیان ژن‌هایی دفاعی محقق می‌شود در مهار بیماری موثر است .

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study on the potential of biological control of cucumber powdery mildew through induction of phenolic compounds by microbial formulations of Bacillus subtilis B2 and Trichoderma harzianum K18

نویسندگان [English]

  • lachin mokhtarnejad 1
  • shahram Naeimi 1
  • mohsen farzaneh 2
1 Department of biological control, Iranian Research Institute of Plant Protection, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
2 Department of Agriculture, Medicinal Plants and Drugs Research Institute, Shahid Beheshti University, Evin, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Cucumber powdery mildew (Podosphaera xanthii), as one of the most destructive threats to cucumber, has challenged chemical control due to the emergence of fungal resistance. Biological control agents serve as an environmentally friendly alternative and are effective in disease suppression through various mechanisms, including the enhancement of phenolic compound production. Two biocontrol formulations Bacillus subtilis B2 and Trichoderma harzianum K18, and the fungicide Domark, reduced disease severity in the greenhouse to 30.84%, 39.16%, and 31.49%, respectively.

The biochemical assessment of phenolic compounds through spectrophotometric techniques and high-performance liquid chromatography (HPLC) revealed notable variations among treatments: The total phenol content in healthy control plants ranged from 30.33 to 37.7 mg per 100 g of dry weight and increased by 103.7% after 48 hours post- infection, while reaching 159.12%, 129.18%, and 142.98% in the B2, K18, and Domark treatments, respectively. Additionally, total flavonoids exhibited increases of 373.5% and 389.2% due to the effects of B2 and K18, respectively.

The HPLC analysis identified seven phenolic compounds. Caffeic acid, which had a baseline concentration of 23 mg/100g DW, demonstrated a significant increase of 154% under K18 treatment. Additionally, ferulic acid (205%), rutin (103%), and rosmarinic acid (145%) displayed the most substantial increases when K18 was present. Moreover, rutin exhibited a negative correlation with disease severity.

It seems the deliberate induction of phenolic compounds, such as caffeic acid and rutin – likely accomplished through the activation of resistance pathways and the induction of defense gene expression – proves to be effective in suppressing disease.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cucumber powdery mildew, Defense mechanism
  • Microbial formulations, Phenolic and flavonoid compounds

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 09 مرداد 1404
  • تاریخ دریافت: 16 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری: 03 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 09 مرداد 1404