مطالعه كنترل بيولوژيك سرمازدگي درختان پسته با استفاده از باكتري هاي ضد هسته يخ

Study of the possibility of biological control of frostbite of pistachio plants using epiphytic antifreeze bacteria

تنش سرمازدگي يكي از مهمترين عوامل محدود كننده توليد محصولات كشاورزي بويژه محصولات باغي و درمنطقه كرمان، گياه پسته است. با توجه به ارزش اقتصادي پسته، مطالعه مديريت سرمازدگي اين محصول بسيار ضروري است. يكي از روش هاي جديد مديريت سرمازدگي، به كارگيري باكتري هاي ضدهسته يخ ساكن سطح گياهان، ازجمله پسته است. برخي از اين باكتري هاي اپيفيت مي توانند توليد پروتئينهاي ضدهسته يخ نموده كه با مولكول هاي آب در كريستال يخ تركيب شده و از ايجاد كريستال هاي يخ بزرگتر جلوگيري كند. در اين مطالعه توان ضديخي 100جدايه باكتري اپيفيت درختان پسته، بررسي شد كه از اين تعداد، چهار جدايه مانع از يخ زدگي، درون لوله آزمايش در آزمون هسته يخ شدند. همچنين اين جدايه ها مانع از سرمازدگي گياهچههاي گندم تيمار شده با جدايه هسته يخ در شرايط سرما شدند. اين جدايه ها براساس نتايج آزمونهاي بيوشيميايي و مولكولي شناسايي شدند. با استفاده از جفت آغازگرهاي 63f و 1387r در واكنش زنجيره اي پليمراز، بخشي از ناحيه 16SrDNA، تكثير و توالييابي شد. توالي هاي بهدست آمده با استفاده از نرم افزار بلاست در بانك ژن، با توالي هاي موجود در اين پايگاه مقايسه و ميزان شباهت تعيين گرديد. نتايج نشان داد جدايه هاي ضد هسته يخ متعلق به چهار جنس بودند. بر اساس مقايسه بخشي از توالي 16S rDNA، اين جدايه ها شباهت بالاي 99 درصد به گونههاي,Pseudomonas sp., Escherichia fergusonii Erwinia iniectaوSerratia sp. نشان دادند. تواليهاي مزبور در بانك ژن به ترتيب با كدهاي شاخص MH703535،MH703583،MH704263ثبت شد. بديهي است اين مطالعه مي تواند افق جديدي را در امر مديريت خسارت سرمازدگي روي محصولات كشاورزي پديد آورد.

Abstract Frost stress is one of the most important factors limiting the crop production, especially horticultural products and pistachio plant in Kerman region. Because of the economic value of pistachios, the frost management of this product is very necessary. One of the novel methods is the use of anti-ice nucleating bacteria on the surface of plants, including pistachios. Some of these epiphytic bacteria can produce antifreeze proteins that bind to water molecules in order to suppress crystal formation in the target sites. In this study, 100 epiphytic pistachio bacteria were assessed in anti-freeze activity, out of which, four isolates were effective both in vitro and wheat seedling bioassays. These were identified by biochemical and molecular tests. PCR primers 63f and 1387r were used for amplification of 16SrDNA genes sequencing. Sequences were then compared with other isolates in NCBI GenBank using blast methods. With 99% sequence similarity, the bacteria were identified as Serratia sp, Pseudomonas sp., Erwinia iniecta and Escherichia fergusonii. Sequences recorded at GenBank under the accession numbers MH704448, MH704263, MH703583 and MH703535 respectively. Obviously this study could open up a new horizon in the management of frost damage of agricultural products.