كنترل زيستي قارچ‌هاي پيتيوم اولتيموم و فوزاريوم سولاني توسط سويه‌هاي بومي باسيلوس سوبتيليس

Biological control of Pythium ultimum and Fusarium solani by indigenous strains Bacillus subtilis

مقدمه: سويه‌هاي باسيلوس‌سوبتيليس به‌جهت داشتن قابليت كنترل بيماري‌هاي گياهي ازطريق توليد متابوليت‌هاي ثانويه به‌ويژه ليپوپپتيدهاي گروه ايتورين، مهم‌اند. هدف از اين پژوهش، بررسي فعاليت ضدقارچي سويه‌هاي بومي باسيلوس‌سوبتيليس عليه قارچ‌هاي بيماري‌زاي گياهي پيتيوم‌اولتيموم و فوزاريوم‌سولاني است.‏‏ مواد و روش‏‏ها: سويه‌هاي باسيلوس‌سوبتيليس از 7 نمونه خاك پارك‌هاي جنگلي تهران جداسازي و فعاليت ضدقارچي اين سويه‌ها طي روش چاهك‌گذاري بررسي شد. بهترين سويه‌هاي باكتريايي با روش 16SrDNA شناسايي شدند. محيط نوترينت براث ازنظر منابع كربن و نيتروژن، pH و دماي مناسب رشد جهت توليد بيشترين متابوليت ضدقارچي توسط سويه‌هاي بومي منتخب بهينه شد. سپس اين متابوليت‌ها از كشت 4روزۀ سويه‌هاي ذكرشده، تخليص و وجود آنتي‌بيوتيك ايتورين A با استفاده از روش كروماتوگرافي تأييد شد. نتايج: از مجموع 91 سويۀ باكتريايي جداشده از نمونه‌هاي خاك، 23 سويه مطابق خصوصيات مرفولوژيك و بيوشيميايي به‌عنوان باسيلوس‌سوبتيليس تعيين هويت شدند. در آزمايش‌هاي بعدي، 2 سويۀ 48 و 83 به‌ترتيب عليه قارچ‌هاي پيتيوم‌اولتيموم و فوزاريوم‌سولاني بيشترين فعاليت را نشان دادندكه نتايج حاصل از تطبيق توالي سويه‌هاي منتخب، 100درصد شباهت را به گونۀ باسيلوس‌سوبتيليس تأييد كرد. سپس سويه‌هاي منتخب در محيط نوترينت براث با منبع كربن گلوكز، منبع نيتروژن عصارۀ مخمر، pH خنثي و دماي گرماگذاري 30 درجه سانتيگراد، بيشترين فعاليت ضدقارچي را از خود بروز دادند. نتايج HPLC نيز ازطريق مطابقت زمان ظهور پيك ايتورين A استاندارد در سويه‌هاي بومي نشان داد كه هر 2 سويه توانستند در محدودۀ زماني مشابه با سويۀ استاندارد، ايتورين A را توليد كنند.‏ بحث و نتيجه‏گيري: سويه‌هاي بومي ايران نيز توانايي توليد متابوليت‌هاي ضدقارچي را دارند. از اين جهت اين سويه‌ها مي‌توانند كانديداي مناسبي جهت كنترل زيستي قارچ‌هاي بيماري‌زاي گياهي و جايگزيني براي قارچ‌كش‌هاي شيميايي باشند.

Introduction: Different Bacillus subtilis products of secondary metabolits include iturin lipopeptids, that may control plant disease effectively. The aim of this study was to investigate the antifungal activity of Indigenous strains Bacillus subtilis against plant pathogenic fungi Pythium ultimum and Fusarium solani. Materials and methods: Seven soil samples were collected and B. subtilis were isolated from each soil sample. The isolates were screened by antifungal activity. Best strains were identified by 16srDNA sequence. The culture conditions were optimized for the best production of antifungal metabolites. The bacterial metabolites were then obtained from 4 days grown isolates, purified and were confirmed iturin existence by chromatography method. The iturin A (Sigma) was used as standards. Results: Totaly, 91 strains were isolated from soil samples, 23 spp were confirmed as B. subtilis by morphological and biochemical features. In subsequent experiments, two strains 48 and 83 showed the greatest activity against the Pythium ultimum and Fusarium solani respectively. 16srDNA sequence analyses for selected isolates confirmed 100% similarity to B. subtilis. Then nutrient broth with carbon and nitrogen sources glucose, yeast extract, neutral pH and 30⁰c incubation temperature were optimized for best production. The HPLC results showed the best productivity of iturin A for two isolates B. subtilis by comparing peaks and retention times between iturin A (Sigma) and native strains. Discussion and conclusion: Iranian native strains also have the ability to produce antifungal metabolites. Therefore, this strain can be a good candidate for biological control of plant pathogenic fungi and an alternative for chemical fungicides.