بررسی غلظت‌های زیر بازدارندگی برخی اسانس‌های گیاهی بر فاکتورهای پرآزاری بیمارگر Pseudomonas syringae pv. syringae

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

4 گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولیعصر رفسنجان، رفسنجان، ایران

چکیده

از بیماری‌های مهم باکتریایی درختان میوه، شانکر باکتریایی درختان هسته­دار با عامل Pseudomonas syringae pv. syringae (Pss) می‌باشد. در این پژوهش، خصوصیات ضدباکتریایی شش اسانس گیاهی علیه باکتری Pss براساس آزمون نشت در دیسک، تعیین حداقل غلظت بازدارنده و حداقل غلظت کشنده ارزیابی و گروه­بندی شد. تأثیر غلظت زیربازدارندگی اسانس‌های منتخب بر برخی عوامل پر آزاری بیمارگر و نیز اثرگذاری اسانس­های منتخب بر کاهش بیماری­زایی باکتری روی میوه نارس گیلاس بررسی و ترکیبات اسانس­ها مشخص گردید. براساس نتایج، اسانس مرزه خوزستانی و آویشن خراسانی اثر بازدارندگی قابل‌توجهی با حداقل غلظت بازدارندگی و کشندگی 16/1 و 32/2 گرم بر لیتر بر باکتری Pss، در مقایسه با سایر اسانس­ها و آنتی‍بیوتیک استرپتومایسین نشان دادند. اسانس­های منتخب در غلظت زیر بازدارندگی از رشد بیمارگر جلوگیری نکردند. قابلیت تحرک توده­ای سلول­های تحت تیمار اسانس­ها نسبت به شاهد 25 تا 55 درصد و قابلیت تحرک شناوری 42/18 تا 71/ 35 درصد کاهش یافت. آویشن خراسانی و مرزه خوزستانی با درصد بازدارندگی به­ترتیب 75 و 70 درصد قوی‌ترین اثر مهارکنندگی را بر میزان تشکیل بیوفیلم نشان دادند. همچنین، در آزمون تولید توکسین، دو اسانس آویشن خراسانی و مرزه خوزستانی درکاهش تولید سیرینگومایسین و افزایش رشد قارچ Geotrichum candidum به­ترتیب به میزان 76/1 و 5/1 برابر در مقایسه با شاهد (عدم تیمار با اسانس) مؤثر بودند. تیمار اسانس­ها در مقادیر حداقل غلظت بازدارنده سبب کاهش علائم بیماری شد. بر اساس آنالیز اسانس­ها به­ترتیب تیمول در اسانس آویشن خراسانی، کارواکرول در اسانس مرزه خوزستانی، پیپریتون در اسانس پونه کوهی و پولگون در اسانس کاکوتی به‌عنوان ترکیبات عمده تعیین شد. به‍طور کلی، نتایج این تحقیق نشان داد مواد مؤثره اصلی دو اسانس آویشن خراسانی و مرزه خوزستانی در کاهش فعالیت بیمارگر شانکر باکتریایی هسته­داران مؤثر هستند که می­توانند به­عنوان ساختار شیمیایی الگو در جهت سنتز مواد ضدمیکروبی مد نظر قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


©2023 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0), which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source.

  1. Adams, R.P. (2007). Identification of essential oil components by gas chromatography/mass spectrometry (Vol. 456, pp. 544-545). Carol Stream: Allured publishing corporation.

    1. Agrios, G.N. (2005). Plant Pathology Academic Press. San Diego, USA.
    2. Alymanesh, MR., & Mirzaei, H. (2013). Using some essential oils in the control of bacterial canker disease of stone fruit. Proceeding of the second National Congress on Medicinal Plants. 15-16 May, Tehran, Iran, 1135.
    3. Amiri, H. (2009). Influence of growth phase on the essential oil composition of Ziziphora clinopodioides Lam. Natural product research, 23(7), 601-606. https://doi.org/10.1080/14786410802113995
    4. Bahar, M., Mojtahedi, A., & Akhiani, A. (1985). Bacterial Canker Apricot trees in Esfahan. Iran. Plant Patho18, 58-68.
    5. Bassole, I.H.N., Lamien-Meda, A., Bayala, B.O.L.C., Obame, L.C., Ilboudo, A.J., Franz, C., & Dicko, M.H. (2011). Chemical composition and antimicrobial activity of Cymbopogon citratus and Cymbopogon giganteus essential oils alone and in combination. Phytomedicine18(12), 1070-1074. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2011.05.009
    6. Bender, C.L., & Scholz-Schroeder, B.K. (2004). New insights into the biosynthesis, mode of action, and regulation of syringomycin, syringopeptin, and coronatine. In Virulence and gene regulation(pp. 125-158). Springer, Boston, MA.
    7. Bultreys, A., & Kaluzna, M. (2010). Bacterial cankers caused by Pseudomonas syringae on stone fruit species with special emphasis on the pathovars syringae and morsprunorum race 1 and race 2. Journal of Plant Pathology, S21-S33.
    8. Carezzano, M.E., Sotelo, J.P., Primo, E., Reinoso, E.B., Paletti Rovey, M.F., Demo, M.S., & Oliva, M.D.L.M. (2017). Inhibitory effect of Thymus vulgaris and Origanum vulgare essential oils on virulence factors of phytopathogenic Pseudomonas syringae strains. Plant Biology, 19(4), 599-607. https://doi.org/10.1111/plb.12572
    9. Chouhan, S., Sharma, K., & Guleria, S. (2017). Antimicrobial activity of some essential oils—present status and future perspectives. Medicines, 4(3), 58. https://doi.org/10.3390/medicines4030058
    10. Clinical and Laboratory Standards Institute. (2018). Performance standards for antimicrobial disk susceptibility tests; approved standard—12th ed. M02-A13. Clinical and Laboratory Standards Institute, Wayne, PA. https://clsi.org
    11. Ebrahimi, S.N., Hadian, J., Mirjalili, M.H., Sonboli, A., & Yousefzadi, M. (2008). Essential oil composition and antibacterial activity of Thymus caramanicus at different phenological stages. Food Chemistry110(4), 927-931. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.02.083
    12. Farhadfar, S., Keshavarzi, M., Bouzari, N., Moghadam, L., & Soleimani, A. (2016). Susceptibility of cherries to bacterial canker (Pseudomonas syringae pv. syringae) in field and laboratory. International journal of Agriculture and Forestry6(1), 20-7. https://doi.org/10.5923/j.ijaf.20160601.04
    13. Farzaneh, M., Kiani, H., Sharifi, R., Reisi, M., & Hadian, J. (2015). Chemical composition and antifungal effects of three species of Satureja (S. hortensis, S. spicigera, and S. khuzistanica) essential oils on the main pathogens of strawberry fruit. Postharvest Biology and Technology109, 145-151. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2015.06.014
    14. Gasic, K., Prokic, A., Ivanovic, M., Kuzmanovic, N., & Obradovic, A. (2012). Differentiation of Pseudomonas syringae pathovars originating from stone fruits. Pesticidi i fitomedicina, 27(3), 219-229. https://doi.org/102298/PIF1203219G
    15. Golparvar, A.R., Hadipanah, A., & Mehrabi, A.M. (2015). Diversity in Chemical composition from two ecotypes of (Mentha longifolia L.) and (Mentha spicata L.) in Iran climatic conditions. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences6(4), 26-33.
    16. Hajian-Maleki, H., Baghaee-Ravari, S., & Moghaddam, M. (2019). Efficiency of essential oils against Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum causing potato soft rot and their possible application as coatings in storage. Postharvest Biology and Technology156, 110928. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2019.06.002
    17. Hwang, M.S., Morgan, R.L., Sarkar, S.F., Wang, P.W., & Guttman, D.S. (2005). Phylogenetic characterization of virulence and resistance phenotypes of Pseudomonas syringaeApplied and Environmental Microbiology71(9), 5182-5191. https://doi.org/10.1128/AEM.71.9.5182-5191.2005
    18. Ichinose, Y., Taguchi, F., & Mukaihara, T. (2013). Pathogenicity and virulence factors of Pseudomonas syringae. Journal of General Plant Pathology79(5), 285-296. https://doi.org/10.1007/s10327-013-0452-8
    19. Jaymand, K., & Rezaee, M. (2007). Essential oil, Distillations Apparatuses, test Method of essential oil and Retention Indices in Essential oil Analysis. Iranian Society of Medicinal Plants. Tehran12, 106-108.
    20. Kavanaugh, N.L., & Ribbeck, K. (2012). Selected antimicrobial essential oils eradicate Pseudomonas spp. and Staphylococcus aureus biofilms. Applied and Environmental Microbiology78(11), 4057-4061. https://doi.org/10.1128/AEM.07499-11
    21. Kennelly, M.M., Cazorla, F.M., de Vicente, A., Ramos, C., & Sundin, G.W. (2007). Pseudomonas syringae diseases of fruit trees: progress toward understanding and control. Plant Disease91(1), 4-17.https://doi.org/ 10.1094/PD-91-0004
    22. Khodaygan, P., Sedaghati, A., Hosseinipour, A., & Baghaee-Ravari, S. (2012). Study on canker disease of stone friuts and antibacterial effects of some essential oils on its causal agent in Kerman province. Iranian Journal of Plant Pathology, 48(3), 303-317.
    23. López Belchí, M.D., Cantó-Tejero, M., & Pascual-Villalobos, M.J. (2021). New insights into Biopesticides: Solid and liquid formulations of essential oils and derivatives. Frontiers in Agronomy, 3, 763530. https://doi.org/10.3389/fagro.2021.763530
    24. Matas, I.M., Lambertsen, L., Rodríguez‐Moreno, L., & Ramos, C. (2012). Identification of novel virulence genes and metabolic pathways required for full fitness of Pseudomonas savastanoi pv. savastanoi in olive (Olea europaea) knots. New Phytologist196(4), 1182-1196. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2012.04357.x
    25. Myszka, K., Schmidt, M.T., Majcher, M., Juzwa, W., Olkowicz, M., & Czaczyk, K. (2016). Inhibition of quorum sensing-related biofilm of Pseudomonas fluorescens KM121 by Thymus vulgare essential oil and its major bioactive compounds. International Biodeterioration & Biodegradation, 114, 252-259. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2016.07.006
    26. Oliva, M.D.L.M., Carezzano, M.E., Giuliano, M., Daghero, J., Zygadlo, J., Bogino, P., & Demo, M. (2015). Antimicrobial activity of essential oils of Thymus vulgaris and Origanum vulgare on phytopathogenic strains isolated from soybean. Plant Biology17(3), 758-765. https://doi.org/10.1111/plb.12282
    27. O'May, C., & Tufenkji, N. (2011). The swarming motility of Pseudomonas aeruginosa is blocked by cranberry proanthocyanidins and other tannin-containing materials. Applied and Environmental Microbiology77(9), 3061-3067. https://doi.org/10.1128/AEM.02677-10
    28. Pavela, R., & Benelli, G. (2016). Essential oils as ecofriendly biopesticides? Challenges and constraints. Trends in Plant Science21(12), 1000-1007. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2016.10.005
    29. Ramezanian, A., Azadi, M., Mostowfizadeh-Ghalamfarsa, R., & Saharkhiz, M.J. (2016). Effect of Zataria multiflora Boiss and Thymus vulgaris L. essential oils on black rot of ‘Washington Navel’orange fruit. Postharvest Biology and Technology112, 152-158. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2015.10.011
    30. Rasoolzadegan, Y. (1997). Temperate Zone Fruits. Esfahan University pub. 759 pp.
    31. Romero, C.M., Vivacqua, C.G., Abdulhamid, M.B., Baigori, M.D., Slanis, A.C., Allori, M.C.G.D., & Tereschuk, M. . (2016). Biofilm inhibition activity of traditional medicinal plants from Northwestern Argentina against native pathogen and environmental microorganisms. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical49, 703-712. https://doi.org/10.1590/0037-8682-0452-2016
    32. Santos, C.A., Almeida, F.A., Quecán, B.X., Pereira, P.A., Gandra, K., Cunha, L.R., & Pinto, U.M. (2020). Bioactive properties of Syzygium cumini (L.) skeels pulp and seed phenolic extracts. Frontiers in Microbiology11, 990. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00990
    33. Shabani, B., Rezaei, R., Charehgani, H., & Salehi, A. (2019). Study on antibacterial effect of essential oils of six plant species against Pseudomonas syringae pv. syringae Van Hall 1902 and Pseudomonas fluorescens Migula 1894. Journal of Plant Pathology101(3), 671-675. https://doi.org/10.1007/s42161-019-00266-x
    34. Singh, A., Gupta, R., Tandon, S., & Pandey, R. (2017). Thyme oil reduces biofilm formation and impairs virulence of Xanthomonas oryzaeFrontiers in Microbiology8, 1074. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01074
    35. Spotts, R.A., Wallis, K.M., Serdani, M., & Azarenko, A.N. (2010). Bacterial canker of sweet cherry in Oregon-Infection of horticultural and natural wounds, and resistance of cultivar and rootstock combinations. Plant Disease94(3), 345-350. https://doi.org/10.1094/PDIS-94-3-0345
CAPTCHA Image