بررسي قابليت بقا رورستي Pseudomonas syringae pv. syringaeعامل بيماري نوار قرمز نيشكر روي علف‌هاي هرز مزارع نيشكر در شرايط گلخانه

Epiphytic survival of Pseudomonas syringae pv. syringae strains causing sugarcane red streak on weed hosts under greenhouse conditions

Pseudomonas syringae pv. syringae (Pss) عامل بيماري نوار قرمز نيشكر (sugarcane red streak) در مازندران است. بيماري در اوايل و اواخر دوره رويشي نيشكر به صورت نوارها يا لكه‌هاي كشيده قرمز رنگ كه اغلب داراي يك خط يا بخش مياني زرد تا سفيد رنگ است، روي برگ‌ها ظاهر مي‌شود. به نظر مي‌رسد باكتري عامل مانند جدايه‌هاي ديگر Pss در غياب نيشكر به صورت رورست روي علف‌هاي هرز زمستان يا تابستان گذراني نمايد. در يك بررسي قبلي علف هاي هرز مزارع نيشكر بابل، قايمشهر و حومه آنها كه از مناطق عمده نيشكر كاري مازندران هستند، شناسايي گرديده و جمعيت جدايه‌هاي Pss رورست آنها تخمين زده شد (خاني، رحيميان و خداكرميان 1386. مجله علوم كشاورزي و منابع طبيعي. سال چهاردهم، شماره2). در بررسي حاضر بقاي رورستي دو جدايه عامل بيماري نوار قرمز روي علف‌هاي هرز در شرايط گلخانه نيز روي علف‌هاي هرز بررسي گرديد تا توانايي يا قابليت گونه‌هاي علف‌ها در حفظ يا افزايش جمعيت باكتري درشرايط كنترل شده نيز تعيين و همخواني آن با نتايج كسب شده از نمونه‌هاي مزرعه‌اي ارزيابي گردد. بذور گياهان و علف‌هاي هرز در گلدان هاي پلاستيكي در شرايط گلخانه(C ? 25 -15) كاشته شد. جمعيت باكتريهاي واجد كلوني شبه Pss روي برگ گياهچه‌ها در مرحله 10-8 برگي قبل از اعمال تيمارها تعيين گرديد. سپس دو جدايه Pss بيماريزا در نيشكر روي محيط آگار غذايي حاوي سوكروز ((NAS به مدت 24 ساعت كشت و از هر يك سوسپانسيوني در آب مقطر سترون با جمعيت 108‍×1 سلول زنده در ميلي ليتر تهيه گرديد. سوسپانسيون‌ها روي بوته‌هاي گياهان آزمون به وسيله محلولپاش دستي پاشيده شدند تا سطوح رويي و زيري برگ‌ها به طور كامل خيس (شسته) شود. روي گياهان شاهد آب مقطر سترون پاشيده شد. گلدان‌ها در شرايط گلخانه (C ? 25-15 با رطوبت نسبي?75-65) نگهداري شده و جمعيت رورستي جدايه‌ها يك و 30 روز پس از پاشيدن سوسپانسيون‌ها تعيين گرديد. تعيين جمعيت جدايه‌هاي باكتري به روش ليندمن و همكاران (Lindmman et al. 1984. Phytopathology, 74: 1329-33) روي محيط NAS حاوي سفالكسين ( 80)، پني سيلين ( 60) و ونكومايسين ( 20) انجام شد. آزمايش در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با دو تكرار و هر تكرار 10 بوته انجام و نتايج به صورت فاكتوريل مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. از نرم افزار MSTAT (2.1 version ) براي تجزيه داده‌ها استفاده شد. در سطح هيچ يك از گياهان مورد آزمايش، قبل از پاشيدن سوسپانسيون جدايه‌ها، جمعيت قابل شمارشي از Pss وجود نداشت. همه گونه‌هاي علف هرز در شرايط گلخانه يك روز بعد از محلول پاشي ، جمعيت اپي‌فيتي قابل توجهي از جدايه Pss را در سطح برگ‌هاي خود داشتند. در مقايسه ميانگين سطح جمعيت اپي‌فيتي Pss روي گياهان در يك روز بعد از محلول‌پاشي، گياه مرغ (Cynodon dactylon) بالاترين سطح را دارا بوده و با ديگر گياهان اختلاف معني‌داري داشت. ساير گياهان اختلاف معني‌داري نداشتند و در يك گروه آماري قرار گرفتند. اغلب گونه‌هاي علف هرز در گلخانه سي روز بعد از سوسپانسيون‌پاشي، جمعيت اپي‌فيتي بالايي از Pss را در سطح برگ‌هاي خود داشتند. بر‌اساس ميزان جمعيت اپي‌فيتي Pss روي علف‌هاي هرز سي روز بعد از محلول پاشي ، گونه‌هاي بررسي شده در نه گروه مختلف قرار گرفتند و بين بيشتر آنها اختلاف معني‌دار وجود داشت، بالاترين ميانگين جمعيت روي مرغ و ارزن (Panicum repens) و كمترين سطح جمعيت روي سلمك (Chenopodium album) و تاجريزي (Solanum nigrum) ديده شد. يك روز بعد از محلول پاشي همه گياهان جمعيتي در حد 102 تا 104 سلول باكتري را در هر گرم بافت تازه خود داشتند. بعد از مدتي جمعيت نوسان پيدا كرده و در بعضي گياهان كاهش و در بعضي ديگر افزايش يافت. سي روز بعد از محلول‌پاشي، بيشترين جمعيت روي مرغ، ارزن، برم (Bromus tectorum)، خوني‌واش (Phalaris minor)، قياق (Sorghum halepense) و تاج‌خروس ( retroflexus Amaranthus) ديده شد. اين نشانگر پايداري و افزايش جمعيت اپي‌فيتي Pss روي اين گياهان بود ولي روي سلمك و تاج‌ريزي جمعيت كاهش يافته بود. اين نوسان جمعيت مي‌تواند منعكس كننده مناسب يا نامناسب بودن گونه‌هاي گياهي مختلف براي تكثير و بقاي جدايه‌هاي عامل نوار قرمز نيشكر باشد.

Pseudomonas syringae pv. syringae (Pss) causes red streak disease of sugarcane in Mazandaran. Affected plants display short to long red streak, predominantly with straw-colored centers on leaves, early and late in the growing season. Pss strains causing red streak , similar to those inciting leaf spots, blight and canker on other crops, appear to overseason on weed species. In a previous study, the population dynamics of sugarcane Pss strains on several weed species growing in or around sugarcane fields were determined ( Khani, Rahimian and Khodakaramian, 2007. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources,14(2)). In the present study the epiphytic survival of Pss strains from sugarcare following spray application of Pss strains on predominant weed species occurring in sugarcane fields, were determined under greenhouse conditions. This was attempted to obtain supporting evidence for the ability of the selected weed species in maintaining populations of Pss over seasons . Weed species were grown from seeds sown in plastic pots in the greenhouse (15-25?C). Two red streak inciting strains of Pss were inoculated on sucrose nutrient agar (NAS) , incubated at 25-27 ?C for 24h and suspended in sterile distilled water at a cell density of 1×108 colony forming units (cfu) per milliliter. The suspension were sprayed separately on weed seedlings at 8-10 leaf-stage until run off .Control plants were sprayed with distilled water . The treated plants were kept in the greenhouse (15-25 ?C , 65-75% RH). A completely randomized block design with two replications ,each consisting of 10 plants was used . The population of Pss was determined by dilution plating of the washates on NAS medium containing cephalexin (80 ), penicillin(60 ) and vancomycin(20 ) at one day before and one and 30 days after application of the suspensions as described by Lindmann et al (Lindmman et al. 1984. Phytopathology,74: 1329-33 ). Statistical analysis of the data were performed with the MSTAT ( version 2.1 ) package. All weed species sprayed with the suspensions of strains harbored a high populations of Pss one day following inoculation (102-104cfu/g leaf ), however ,a significantly ( P > 0.5%) higher population of Pss present on Bermudagrass (Cynodon dactylon ) leaves . Most of the weed species used maintained a high population of Pss ( > 105 cfu / g leaf ) , 30 days post–treatment. The highest levels were recorded on Bermudagrass (Cynodon dactylon) and millet (Panicum repens) and the lowest on nightshade (Solanum nigrum) and goosefoot (Chenopodium album). Pss population was also high (104 cfu /g leaf ) on Bromus tectorum , Phalaris minor , Sorghum halepense and Amaranthus retroflexus plants in corcodance with the previous finding (Khani, Rahimian and Khodakaramian, 2007, Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources,14(2)) that several weed species growing in or adjacent to sugarcane fields harbored large population sizes of Pss strains causing red streak, most of the assayed species supported growth and maintenance of Pss under controlled (greenhouse) conditions, as well. Upon colonization of these epiphytic hosts, Pss could overseason on them and initiate infection on sugarcane in the next growing season.