جداسازي و شناسايي مولكولي باكتري‌هاي اندوفيت نعناع فلفلي، بابونه، مارچوبه و بررسي تأثير جدايه‌ها در بازدارندگي فعاليت قارچ‌هاي بيماري‌زاي گياهي

Isolation and molecular characterization of endophytic bacteria from peppermint, chamomile, asparagus and antagonistic effect of isolates on fungal plant pathogens

مقدمه: باكتري‌هاي اندوفيت از ميكروارگانيسم‌هاي غيربيماري‌زاي ساكن بافت‌هاي گياهي‌اند كه با توليد فاكتورهاي رشد باعث افزايش متابوليسم، رشد و مقاومت گياه در برابر عوامل بيماري‌زا و تنش‌هاي محيطي مي‌شوند. اين مطالعه به‌منظور جداسازي و شناسايي مولكولي باكتري‌هاي اندوفيت گياهان دارويي نعناع فلفلي، بابونه و مارچوبه و بررسي فعاليت ضدميكروبي جدايه‌ها عليه چندين پاتوژن گياهي (آسپرژيلوس نايجر، آلترناريا آلترناتا، فوزاريوم اكسي پوروم و موكور هايماليس) و نيز بررسي تأثير جدايه‌هاي اندوفيت بر عملكرد رشد گياهان، انجام گرفت. مواد و روش‌ها: باكتري‌هاي اندوفيت از بافت ريشۀ نعناع فلفلي، بابونه و مارچوبه جداسازي شد. فعاليت ضدقارچي جدايه‌هاي اندوفيت روي پاتوژن‌هاي قارچي آسپرژيلوس نايجر، آلترناريا آلترناتا، فوزاريوم اكسي پوروم و موكور هايماليس با استفادهاز روش ايجاد چاهك در محيط مولر هينتون آگار بررسي شد. هر بذر گياه به سوسپانسيون جدايه‌هاي اندوفيت تلقيح و در گلدان‌هاي حاوي 300 گرم خاك كاشته شد. تأثير جدايه‌هاي تلقيح‌شده روي پارامترهاي رويشي گياهان بررسي و با نرم‌افزار آماري SAS 9.2 تحليل شد. نتايج: در مجموع 6 جدايۀ اندوفيت متعلق به جنس باسيلوس از ريشۀ گياهان موردمطالعه جدا شد. بررسي‌هاي آماري و نتايج حاصل از تجزيۀ واريانس داده‌ها نشان داد كه جدايه‌ها تأثير معني‌داري را در فعاليت بازدارندگي پاتوژن‌هاي قارچي و نيز در رشد گياهان آزمايش‌شده داشتند. رشد سه گياه نعناع فلفلي، بابونه، و مارچوبه نشان داد كه نمونه‌هاي گياهي تيمارشده با باكتري‌هاي اندوفيت در مقايسه با نمونه‌هاي فاقد تيمار باكتري، طول بيشتر داشت. ‌ بحث و نتيجه‌گيري: در اين مطالعه، باكتري‌هاي اندوفيت از سه گياه نعناع فلفلي، بابونه، و مارچوبه جدا شد و تأثير فعاليت بازدارندگي جدايه‌ها روي پاتوژن‌هاي قارچي رايج و نيز در بهبود رشد گياهان تأييد شد. با توجه به پتانسيل بالقوۀ اندوفيت‌ها، اين ميكروارگانيسم‌ها به‌عنوان عوامل بيوكنترل در كشاورزي، جهت افزايش مقاومت گياهان در برابر بيماري‌زاهاي قارچي و تنش‌هاي محيطي و نيز در بهبود رشد و باروري گياهان مي‌توانند استفاده شوند.

Introduction:The endophytic bacteria are nonpathogenic organisms residing plant tissues which produced growth factors to increase metabolism, growth and resistance of plants to the pathogens and environmental tensions. The present study was aimed (i) to isolate and molecular characterization of endophytic bacteria from peppermint, chamomile, and asparagus (ii) to investigate antagonistic effect of isolates on fungal pathogens including Aspergillus niger, Alternaria alternata, Fusarium oxysporum and Mucor hiemalis (iii) to survey of isolates effect on plant growth characters. Materials and methods: The endophytic bacteria were isolated from root tissue of peppermint, chamomile, and asparagus. The antagonistic effect of endophytic isolates were investigated on fungal pathogens including Alternaria alternata, Fusarium oxysporum and Mucor hiemalis using agar well diffusion assay testing on MuellerHinton agar. The seeds of plants inoculated to the bacterial suspension and then were cultured in vases containing 300 g soil. The isolates effect was studied on plant growth parameters and analyzed by statistical software SAS 9.2. Results: A total of 6 endophytic bacteria (E1E6) belonging Bacillus sp. were isolated from the plant root. The statistical and variance analysis indicated significance effect of isolates on fungal pathogens inhibition and plant growth improvement. The growth of peppermint, chamomile, and asparagus were showed high length of the plants which had been treated with the endophytic bacteria rather than the nontreatment of plants. Discussion and conclusion: In this study, the endophytic bacteria were isolated from peppermint, chamomile, and asparagus, then verified antagonistic effect of isolates on current fungal pathogens, also on plant growth improvement. Regarding the potential of endophytic bacteria, the organisms can be used as biocontrols in agriculture, increasing resistance of plants against fungal pathogens, environmental stresses and improving growth of plants.