شناسايي مولكولي باكتري Streptomyces scabies عامل جرب معمولي سيب‌زميني در استان‌هاي آذربايجان شرقي و كردستان

Molecular Identification of Streptomyces scabies Causal Agent of Potato Common Scab in East Azerbaijan and Kurdistan Provinces

مقدمه: جنسStreptomycesاز بزرگ‌ترين و مهم‌ترين جنس‌هاي باكتريايي است كه بعضي از اعضاي آن بيمارگر گياهان و محصولات كشاورزي محسوب مي‌شوند. بيماري جرب معمولي از بيماري‌هاي مهم گياهي است كه به‌وسيلۀ باكتري Streptomyces scabies و برخي ديگر از گونه‌هاي مشابه عمدتاً روي سيب‌زميني و ندرتاً روي برخي ديگر از محصولات غده‌اي نظير چغندر، تربچه، شلغم و غيره ايجاد مي‌شود. با توجه به جايگاه استراتژيك كشت سيب‌زميني در منطقۀ شمال غرب كشور و علي‌رغم انتشار گستردۀ اين بيماري در استان‌هاي آذربايجان و كردستان، هنوز گزارش دقيقي از عامل اصلي بيماري، ميزان پراكنش و نژادهاي مختلف اين بيماري در دسترس نيست. هدف اين پژوهش شناسايي مولكولي عامل اصلي اسكب سيب‌زميني در استان‌هاي آذربايجان شرقي و كردستان و بررسي ارتباط بين بيماري‌زايي اين باكتري و وجود ژن تاكستومين Aبود مواد و روش‌ها: در فصل برداشت سال‌هاي 1391-1389 از غده‌هاي داراي علائم جرب در مزارع سيب‌زميني نمونه‌برداري و به آزمايشگاه منتقل شدند. پس از جداسازي و خالص‌سازي باكتري، جدايه‌هاي باكتريايي براساس ويژگي‌هاي مورفولوژيكي، تست‌هاي بيوشيميايي و نيز با استفاده از آزمون PCR توسط آغازگر عمومي جنسStreptomyces  و آغازگر اختصاصي گونۀ S. scabies ارزيابي شدند. همچنين قدرت بيماري‌زايي جدايه‌ها روي غدۀ سيب‌زميني و تربچه و نيز حضور ژن توليدكنندۀ توكسين تاكستومين A در نمونه‌ها بررسي شد. نتايج: از بين جدايه‌ها، براساس صفات مورفولوژيك و تست‌هاي بيوشيميايي و آزمون PCR ، 32 جدايه متعلق به جنس Streptomyces شناسايي شد. در تست بيماري‌زايي روي غدۀ سيب‌زميني و تربچه 26 جدايه از 32 جدايه واكنش مثبت نشان دادند. نتيجۀ آزمون PCR با آغازگر اختصاصي گونۀ S. scabies به‌صورت مولكولي نيز اثبات كرد كه اين 26 جدايه به گونۀ S. scabies متعلق هستند. ضمناً نتايج آزمون PCR با آغازگر اختصاصي ژن بيماري‌زايي تاكستومين A (txt A) نشان داد اين ژن در تمام 26 جدايه با قدرت بيماري‌زاي وجود دارد كه بيانگر همبستگي كامل قدرت بيماري‌زايي اين باكتري در گياهان و وجود اين ژن در باكتري است. ‌ بحث و نتيجه‌گيري: اين اولين گزارش علمي است كه وجود اين بيمارگر را به‌صورت مولكولي در منطقه اثبات مي‌كند. نتايج به‌دست‌آمده و وجود جدايه‌هاي مثبت فراوان در داخل نمونه‌ها، حاكي از آلودگي گستردۀ مزارع سيب‌زميني استان‌هاي آذربايجان و كردستان به بيماري جرب معمولي است.

Introduction:Common scab which caused by Streptomyces scabies and other closely related species is a serious disease of potato and other tuber crops such as beet, radish, and turnip and etc. Although, potato is one of the most important food crops in Northwest of Iran and common scab disease is prevalent in these areas, there is no accurate information about the exact causal agent of potato common scab and also their strains distribution in the area. Materials and methods: During 20102012 harvesting seasons, potato tubers with common scab symptoms were collected from different fields in East Azerbaijan and Kurdistan provinces. Collected isolates were characterized based on morphological and physiological and biochemical assays. Also PCR assay was performed using universal primer for Streptomyces genus and specific primer for S. scabies species. Pathogenicity assay was performed on potato slices and radish seedlings too. Results: Based on morphological and physiological characteristics and biochemical test, 32 bacterial strains were identified as Streptomyces. Pathogenicity assay were positive in 26 isolates. All selected 32 isolates were amplified a 1027bp fragment with using universal primer for Streptomyces genus and 26 isolates were amplified a 475bp fragment using a pair of primers which is specific for S. scabies and its closely related plant pathogenic species. The PCR assay for detection of taxtomine (txtA) showed that all selected 26 pathogenic isolates could produce expected 522bp band which indicated a significant correlation between pathogenicity capability of isolates on potato slices and radish seedlings and existing of txtA gene. Discussion and conclusion: This is the first report of molecular identification of S. scabies in Northwest of Iran. The results demonstrated that there is significant distribution of this pathogen in the potato farms of Azerbaijan and Kurdistan provinces.