شناسايي و معرفي باكتري اندوفيت‌ Pseudomonas kilonensis KSHA11 به­عنوان يك سويه­ موثر در مهار زيستي بيماري شانكر باكتريايي گوجه­فرنگي

Identification and introduction of endophytic Pseudomonas kilonensis KSHA11 as an effective bacterial strain in biological control of tomato bacterial canker disease

بدليل مخاطرات سموم شيميايي، يافتن روش­هاي ايمن بـراي كنتـرل بيماري­هاي گياهي از جمله استفاده از باكتري­هاي اندوفيت كه به طور مستقيم يا غيرمستقيم رشد گياهان را بهبود مي­بخشند و عوامل بيماريزاي گياهي را محدود يا سركوب مي­نمايند، ضروري مي­باشد. بيماري شانكر باكتريايي گوجه‌فرنگي با عاملClavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) يكي از بيماري­هاي مهم گوجه‌فرنگي در دنيا بوده كه سبب خسارت در برخي مناطق گوجه­كاري ايران مي­شود. در اين پژوهش، پس از استخراج چندين باكتري اندوفيت از گياهان خانواده سولاناسه در استان ايلام، در مرحله اول تاثير سويه­هاي مختلف در مهار بيماري شانكر باكتريايي و همچنين تاثير آن­ها بر جوانه­زني و رشد بذور گوجه­فرنگي در شرايط آزمايشگاه بررسي شد. در مرحله دوم قابليت اين سويه­ها در بهبود شاخص­هاي رشدي گياهچه گوجه­فرنگي و همچنين كاهش شدت بيماري شانكر باكتريايي در شرايط گلخانه مورد سنجش قرار گرفت. در آزمايشگاه و در روش اختلاط پاتوژن با محيط­كشت مشخص شد كه سويه­ KSHA11 (جدا شده از گياه فيساليس) با ميانگين قطر هاله 1/2 سانتيمتر نسبت به بقيه سويه­ها بيشترين قدرت بازدارندگي از رشد عامل بيماري شانكر باكتريايي را دارد. بررسي تاثير باكتري­هاي استخراجي بر جوانه­زني بذور گوجه­فرنگي رقم 4129 نشان­دهنده عملكرد بهتر سويه KSHA11در افزايش رشد بذور گوجه­فرنگي بود. با ارزيابي شدت بيماري مشخص شد كه اين سويه فعاليت بسيار خوبي عليه Cmm در شرايط گلخانه­اي دارد، به­طوريكه شدت بيماري به كمتر از 50 درصد رسيده و در عين حال پارامترهاي رشدي شامل وزن تر و خشك و طول ريشه و ساقه در بوته­هاي تلقيح شده با اين باكتري به طور معني­داري در مقايسه با شاهد افزايش يافته­ بود. نتيجه توالي­يابي DNA باكتري­ منتخب به كمك آغازگرهاي 16SrRNA و همترازي توالي حاصل در بانك اطلاعات EzBioCloud نشان داد كه اين باكتري Pseudomonas kilonensis مي­باشد. در پايان اين سويه به عنوان يك عامل آنتاگونيستي و يك كود بيولوژيك در كشت گوجه­فرنگي معرفي گرديد.

Due to the dangers of chemical pesticides, it is necessary to find safe methods to control plant diseases, including using endophytic bacteria that directly or indirectly improve plant growth and limit or suppress plant pathogens. Tomato bacterial canker disease caused by Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) is one of the most important tomato diseases in the world, and it causes damage in some tomato growing areas of Iran. In this research, after isolating several endophytic bacteria from plants of the Solanaceae family in Ilam province, in the first stage, the effect of different strains in inhibiting bacterial canker disease and also their effect on the germination and growth of tomato seeds in laboratory conditions was investigated. In the second stage, the ability of these strains to improve the growth indices of tomato seedlings and also to reduce the severity of bacterial canker disease in greenhouse conditions was measured. In the laboratory and in the method of mixing the pathogen with the culture medium, it was found that the KSHA11 strain (isolated from Physalis alkekengi L. plant) with an average halo diameter of 2.1 cm compared to other strains has the highest inhibitory power against the growth of bacterial canker disease. Investigating the effect of isolated bacteria on the germination of tomato seeds (4129 variety) showed better performance related to strain KSHA11. Disease severity assessments revealed that this strain exhibited highly effective activity against Cmm under greenhouse conditions, reducing disease incidence to less than 50%. Concurrently, growth parameters such as fresh and dry weight, and root and shoot length were significantly enhanced in plants inoculated with this bacterium compared to the control. DNA sequencing of the selected bacterium using 16S rRNA primers and subsequent alignment of the sequence in the EzBioCloud database identified it as Pseudomonas kilonensis. Consequently, this strain was introduced as an antagonistic agent and biological fertilizer for tomato cultivation.