بررسی ارتباط مکانیزم‌های آنزیمی و متابولیت‌های ثانویه با مقاومت به بیماری پژمردگی فوزاریومی(Fusarium oxysporum f.sp. melonis race1) در توده‌های خربزه و طالبی

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• اسمعیل مددخواه ¹
• مصطفی ناصرترابی ²
• ماریه شوروئی ²
• اسحاق مقبلی ³
• محمود لطفی ⁴
• ضیاءالدین بنی هاشمی ⁵

¹ دانشگاه تبریز

² دانشگاه تهران

³ دانشگاه فردوسی مشهد

⁴ پردیس ابوریحان

⁵ شیراز

10.22067/jpp.v28i4.45302

چکیده

تولیدات اقتصادی خربزه و طالبی در جهان به مقدار زیادی تحت تأثیر پژمردگی فوزاریومی است. پاتوژنFusarium oxysporum f. sp. melonis race 1(Fom1) یکی از مهم ترین عوامل بیماری زای این محصول است که در ایران خسارت اقتصادی زیادی به تولید وارد می کند. برای یافتن منابع مقاومت در خربزه و طالبی نسبت به نژاد یک این قارچ تعداد 45 توده و لاین اصلاح شده از مناطق مختلف ایران جمع آوری گردیده و در برابر نژاد یک این قارچ غربال شدند. در مرحله یک برگ حقیقی دانهال ها با سوسپانسیون 106 اسپور در هر میلی‌لیتر آب مقطر استریل تلقیح شدند. ارزیابی مقاومت این گیاهان تا 25 روز پس از تلقیح با سیستم نمره دهی 4-0 انجام گرفت. نتایج تجزیه و تحلیل داده ها اختلاف معنی داری را در بین توده ها نشان داد. 5 نمونه از مقاوم ترین و 5 نمونه از حساس ترین توده ها با عامل بیماری تلقیح شدند و نمونه ریشه آن‌ها به مدت 8 روز جمع آوری گردیدند. فعالیت آنزیم پلی‌فنل‌اکسیداز، مقدار ترکیبات فنلی و کوکوربیتاسین نمونه‌ها اندازه گیری و امکان ارتباط بین مقاومت به بیماری و این ترکیبات مورد بررسی قرار گرفتند. در گروه مقاوم فعالیت پلی‌فنل‌اکسیداز و مقدار ترکیبات فنلی در پاسخ به تلقیح پاتوژن به طور معنی داری افزایش یافت اما در گروه حساس تغییرات معنی داری وجود نداشت. نتایج تجزیه آماری داده ها نشان داد که ارتباط مستقیمی بین کوکوربیتاسین D با مقاومت به این بیماری وجود دارد، در حالی‌که ارتباطی بین کوکوربیتاسین E و مقاومت به این بیماری دیده نشد.

کلیدواژه‌ها

• پژمردگی فوزاریومی
• مکانیزم‌های مقاومت
• کوکوربیتاسین
• پلی‌فنل‌اکسیداز
• ترکیبات فنلی

20.1001.1.20084749.1393.28.4.4.6

---

عنوان مقاله [English]

Enzymatic Activities and Secondary Metabolite Contents in Roots of Melon Genotypes Infected with Fusariumoxysporum f. sp. melonisRace 1

نویسندگان [English]

• E. Madadkhah ¹
• M. Nasertorabi ²
• M. Shoorooei ²
• E. Moghbeli ³
• M. Lotfi ⁴
• Ziaeddin Banihashemi ⁵

¹ University of Tabriz

² University of Tehran

³ Ferdowsi University of Mashhad

⁴ College of Aboureihan

⁵ Shiraz University

چکیده [English]

Melon (Cucumismelo) production is significantly affected by Fusarium wilt worldwide. The pathogen, Fusariumoxysporum f. sp. melonis race 1 (Fom1) causes serious economic losses in Iran. To find resistance sources of melon, 45 local genotypes and breeding lines, collected from different parts of Iran, were screened against race 1 of Fom. Seedlings were inoculated with a suspension of 1×106 conidia/ml at first true leaf stage. The severity of the disease was assessed on leaves using a rating scale from 0 to 4. Analysis of variance demonstrated highly significant differences between the genotypes. Five susceptible and five resistant genotypes were inoculated with the causal agent and root samples were taken for 8 days. The activity of polyphenoloxidase (PPO)enzyme, phenolic compounds (PCs) and cucurbitacins content of the samples were analyzed to identifypossible relations between resistance and enzymatic activities. PPO activity and PCs content inresistantgenotypes significantincreased in response to infection by the pathogen, but there were not significant differences in susceptible genotypes. Analysis of variance showed that there was a direct relation between cucurbitacins D with resistance to the disease, while there was no clear relation between the content of cucurbitacins E with disease resistance.

کلیدواژه‌ها [English]

• Fusarium wilt
• Resistance mechanism
• Cucurbitacin
• Polyphenoloxidase
• Phenolic compounds

مراجع

1- بنی هاشمی ض. 1368. وجود نژاد یک Fusarium oxysporumSchlecht f.sp. melonis عامل پژمردگی آوندی خربزه در گرمسار و عکس العمل ارقام خربزه و طالبی به آن. نهمین کنگره گیاهپزشکی ایران، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، صفحه 91.

2- Balkema-Boomstra A., Zijlstra S., Verstappen F., Inggamer H., mercke P., Jongsma M., and BouwmeesterH. 2003. Role of cucurbitacin C in resistance to spider mite (Tetranychusurticae) in cucumber. Jornal of chemical ecology, 29 (1).

3- Bradford M.M., 1976. A rapid and susceptible method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein–dye binding. Anal. Biochem, 72: 248–254.

4- Cavalcanti F.R., ResendeM.L., LimaS.P., Silveira J.A., and OliveiraJ.T. 2007. Activities of antioxidantenzymes and photosynthetic responses in tomato pre-treated by plant activators and inoculated by Xanthomonasvesicatoria. Physiol Mol Plant Pathol, 68: 198-208.

5- Chao Chen J., Hua Chiu M., Lin Nie R., cordell G.A., and Qiu S.X. 2005. Ccurbitacins and cucurbitan glycosides, structures and biological activities, The Royal Society of Chemistry, 22:386-399.

6- Chen C., Belanger R.R., Benhamou N., Paullitz T.C. 2000. Defense enzymes induced in cucumber roots by treatment with plant-growth promoting rhizobacteria (PGPR). Physiol. Mol. Plant Pathol, 56: 13–23.

7- Chik-Rouhou H., Alvarez J.M., Gonzalez Torres R. 2007. Differential interaction among melon cultivars and race 1.2 of Fusariumoxysporum f.sp. melonis. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences, 72:11-21.

8- Gordon T.R., and Martyn R.D. 1997. The evolutionary biology of Fusariumoxysporum. Annu Rev Phytopathol, 35: 111-128.

9- Goodman R.N., Kiraly Z., and Wood K.P. 1986. Biochemical and physiological aspects of plant disease. University of Missouri Press. 433pp.

10- Janda T., Szalai G., Rios-Gonzales K., Veisa O., Paldi E. 2003. Comparative study of frost tolerance and antioxidant activity in cereals. Plant Science, 164:301–306.

11- Kosuge T. 1969. The role of phenolics in response to infection, Ann. Rev, Phytopathol, 7:195-222.

12- Kushwaha K.P.S., and Narain U. 2005. Biochemical changes to pigeon pea leaves infected with Alternaria tenuissinia. Annals of Plant Protection Sciences, 13: 415–417.

13- Li L., Steffens J.C. 2002. Over expression of PPO in transgenic tomato plants results in enhanced bacterial disease resistance. Planta, 215: 239–247.

14- Moretti A., Belisario A., Tafuri A., Ritieni A., Corazza L., Logrieco A. 2002. Production of beauvericin by different races of Fusariumoxysporum f. sp. melonis, the Fusarium wilt agent of muskmelon. European Journal of Plant Pathology, 108: 661–666.

15- Namiki F., Shiomi T., Nishi K., Kayamura T., Tsuge T. 1998.Pathogenic and genetic variation in the Japanese strains ofFusariumoxysporum f.sp melonis. Phytopathology, 88: 804–10.

16- Nes W.D., and Patterson G.W. 1981. Effects of tetracyclic and pentacyclic triterpenoids on growth of Phytophthoracactorum. Journal of Natural Products, 44: 215-220.

17- Retig N. 1974. Changes in peroxidase and polyphenoloxidase associated with natural and induced resistance of tomato to Fusarium wilt. Physiol. Plant Pathology, 4: 145-150.

18- Risser G., Banihashemi Z., and Davis D.W. 1976. A proposed nomenclature of Fusariumoxysporum f. sp. melonis races and resistance genes in Cucumis melo. Phytopathology, 66:1105-1106.

19-Schroeder H.W., Christensen J.J. 1963. Factors affectingresistance of wheat to scab caused by Gibberellazeae. Phytopathology, 53: 831–838.

20- Snyder W.C., and Hansen H.N. 1949. The species concept in Fusarium. American Journal of Botany, 27:64-67.

21- Stadnik M.J., Buchenauer H. 2000. Inhibition of phenylalanine ammonia-lyase suppresses the resistance induced by benzothiadiazole in wheat to Blumeriagraminis f. sp. tritici. Physiol. Mol. Plant Pathology, 57: 25–34.

22- Swain T., and Hillis W.E. 1959. The phenolic constituents of Prunus domestica I, The quantitative analysis of phenolic constituents. Journal of the Science of Food and Agriculture, 10: 63–68.

23- Teuscher E., and Lindequist U. 1994. Triterpene. In: Biogene Gifte – Bio-logie, Chemie, Pharmakologie, 2. Auflage. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena, New York. pp 159-175.

24- Uritani I. 1965. Molecular pathology in the plant field with special regard to defence action of the host. Deut. Akad. Landwirtschaftswiss. Berlin DDR. Tagungsber, 74:201-218.

25- Zuniga T.L., Zitter T.A., Gordon T.R., Schroeder D.T., and Okamoto D. 1997. Characterization of pathogenic races of Fusariumoxysporum f. sp. melonis causing Fusarium wilt of melon in New York. Plant Disease Journal, 81:592-596.