تأثیر میدان الکترومغناطیس روی تولید اسید سالیسیلیک و فنیل آلانین آمونیالیاز در توتون آلوده به ویروس ایکس سیب‌زمینی (Potato virus X; (PVX))

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 8، دوره 31، شماره 4 - شماره پیاپی 38، دی 1396، صفحه 653-661   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v31i4.60067

نویسندگان

امین رادمرد تیتکانلو^{* 1}؛ سعید نصرالله نژاد²؛ رحیم احمدوند³؛ عباس رضایی اصل¹؛ فروه السادات مصطفوی⁴

¹دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

²دانشیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

³سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج

⁴دانشگاه زابل

چکیده

ویروس ایکس سیب‌زمینی (Potato virus X; (PVX)) یکی از مخرب‌ترین ویروس‌های توتون در مزارع می‌باشد، که با توجه به تلاش‌های صورت گرفته برای کنترل این ویروس، تاکنون روش مناسبی برای کنترل این ویروس ارائه نشده است. در مطالعه حاضر به‌منظور بررسی اثر میدان الکترومغناطیسی روی کنترل این ویروس، آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی در یازده تیمار (10، 50 و 90 میلی‌تسلا در مدت زمان‌های 60، 90 و 120 دقیقه روی گیاهچه‌های توتون آلوده به ویروس و دو تیمار شاهد، یکی آلوده و دیگری عاری از آلوگی به ویروس) و در شش تکرار بر روی نهال توتون به اجرا درآمد. پس از مایه‌زنی گیاهچه‌ها در مرحله چهار برگی، آنالیز نتایج حاصل از آزمون الایزا دوطرفه با آنتی‌سرم چندهمسانه‌ای PVX نمونه‌ها بررسی شد. همچنین میزان اسیدسالیسیلیک و آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز که در مقاومت سیستمیک اکتسابی و مکانیسم دفاعی گیاه دخالت دارند، در تیمارهای مورد بررسی اندازه‌گیری شد، به‌طوری‌که برای ارزیابی اسید سالیسیلیک از HPLC و برای سنجش فنیل آلانین آمونیالیاز براساس تشکیل ترانس سینامیک اسید استفاده گردید. نتایج نشان داد که میدان الکترومغناطیس میزان کدورت سنجی ویروس را در گیاه توتون کاهش داده و میزان اسید سالیسیلیک و آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز را افزایش می‌دهد. بر این اساس، برای میزان کدورت سنجی ویروس تیمار 8 (100 میلی‌تسلا و 120 دقیقه) و برای فعال کردن مکانسیم دفاعی گیاه تیمار 7 (50 میلی‌تسلا و 60 دقیقه) بهترین تیمار تشخیص داده شد. با توجه به نتایج می‌توان استفاده از الکترومغناطیس را بعنوان یک روش مناسب و جدید برای کنترل PVX در نهال‌های توتون در خزانه پیشنهاد کرد.

کلیدواژه‌ها

کنترل ویروس؛ مقاومت اکتسابی سیستمیک؛ میدان‌های ضعیف مغناطیسی

مراجع

1- Abdollahi F., Niknam V., Ghanati F., Masroor F., and Noorbakhsh S. N. 2012. Biological effects of weak electromagnetic field on healthy and infected lime (Citrus aurantifolia) trees with Phytoplasma. The Scientific World Journal, 2012.

2- Abdkhani S., Sloki M., Shiri Y., and Yaos A. 2015. The effect of hormone gibberellic acid, jasmonic acid and salicylic acid on gene expression Fnylalanynamvnyalyaz (PAL) at different growth stages. Ocimum basilicum L. Journal of biotech crops, 21: 4-30.

3- Agrios GN. 2005. Plant Pathology (fifth edition). San Diego, California: Elsevier Academic Press. p 237–242.

4- Baure´us Koch CLM., Sommarin M., Persson BRR., Salford LG., and Eberhardt JL. 2003. Interaction between low frequency magnetic fields and cell membranes. Bioelectromagnetics 24:395–402.

5- Bowles D. J. 1990. Defense-related proteins in higher plants. Annual review of biochemistry. 59:873-907.

6- Campbell M.W., and Ellis B.E. 1992. Fungal-elicitor mediated responses in pine cell culture.1.Induction of phenyl propanoid pathway. Plantae 186:409- 417.

7- Cheng G. W., and Breen P. J. 1991. Activity of phenylalanine ammonia-lyase (PAL) and concentrations of anthocyanins and phenolics in developing strawberry fruit. Journal of the American Society for Horticultural Science. 116:865-869.

8- Chandra A., Saxena R., Dubey A., and Saxena P. 2007. Change in phenylalanine ammonia lyase activity and isozyme patterns of polyphenol oxidase and peroxidase by salicylic acid leading to enhance resistance in cowpea against Rhizoctonia solani. Acta Physiologiae Plantarum. 29:361-367.

9- Clark M. F., and Adam A. 1977. Characteristics of the microplate method of enzyme-linked immunosorbent assay for the detection of plant viruses. Journal of general virology. 34:475-483.

10- Davis MS. 1996. Effects of 60 Hz electromagnetic fields on early growth in three plant species and a replication of previous results. Bioelectromagnetics 17:154–161.

11- De Souza A., Garci D., Sueiro L., Gilart F., Porras E., and Licea L. 2006. Pre-sowing magnetic treatments of tomato seeds increase the growth and yield of plants, Bioelectromagnetics, 27:247-257.

12- Durrant WE., and Dong X. 2004. Systemic acquired resistance. Annu Rev Phytopathol 42:185–209.

13- Fischer G., Tausz M., Kock M., and Grill D. 2004. Effects of weak 16.23 Hz magnetic fields on growth parameters of young sunflower and wheat seedlings. Bioelectromagnetics 25:638–641.

14- Galland P., and Pazur A. 2005. Magnetoreception in plants. J Plant Res 118:371–389.

15- Gonzalez-Lamothe R., El Oirdi M., El Rahman T. A., Sansregret R., Bathily H., Bouarab K., and Daayf F. 2009. Cross talk between induced plant immune systems. Molecular Plant-Microbe Interactions, 163.

16- Ghanati F., Morita A., and Yokota H. 2005. Effects of aluminum on the growth of tea plant and activation of antioxidant system. Plant and soil, 276(1-2), 133-141.

17- Grazia T., Francesco B., Lisa L., Patrizia T., G. Lorenzo C., and Lucietta B. 2007. Extremely Low Frequency Weak Magnetic Fields Enhance Resistance of NN Tobacco Plants to Tobacco Mosaic Virus and Elicit Stress-Related Biochemical Activities. Bioelectromagnetics 28: 214-223.

18- Hamidzade S., Kahriz J. S. and Ebadi A. 2014. How to change the content of carbohydrates, total protein Nzym‌Hay planned oxidant effect of salicylic acid in cell death in two wheat cultivars. Crop production, 2: 97-112. (in Persian with English abstract)

19- Hi-Ping L., Rainer F., and Yu C. L. 2001. Molecular evidence for induction of phenylalanine ammonia lyase during Puccinia graminis infection and elicitation in wheat. Can. J. Plant Phatol. 23:286-291.

20- Khosh sokhan M. M., Ghanati F., Zare M. H., Abdolmaleki P., Khorami S. K., Eteadi B., and Vaez zade M. 2004. Effect of Static Magnetic Field on the metabolism of some phenolic compounds in red cabbage plants. Research and development, 70:63-69. (in Persian with English abstract)

21- Kobayashi M., Soda N., Miyo T., and Ueda Y. 2004. Effects of combined DC and AC magnetic fields on germination of hornwort seeds. Bioelectromagnetics 25:552–559.

22- Mardani H., Bayat H., and Azizi M. 2011. Effect of foliar application of salicylic acid on morphological characteristics of cucumber seedlings under drought stress. Journal of Horticultural Science, 25(3): 320-326. (in Persian with English abstract)

23- Mauch F., Mauch‐Mani B., Gaille C., Kull B., Haas D., and Reimmann C. 2001. Manipulation of salicylate content in Arabidopsis thaliana by the expression of an engineered bacterial salicylate synthase. The Plant Journal. 25:67-77.

24- Nagy P. 2003. The effect of light and low frequency magnetic fields on microscopic fungi (Doctoral dissertation, Hungarian Academy of Sciences).

25- Nagy P. 2005. The effect of low inductivity static magnetic field on some plant pathogen fungi. Journal of Central European Agriculture, 6(2): 167-172.

26- Paxton J. 1981. Phytoalexins—a working redefinition. Journal of phytopathology. 101:106-109.

27- Piacentini MP., Piatti E., Fraternale D., Ricci D., Albertini MC., and Accorsi A. 2004. Phospholipase C-dependent phosphoinositide breakdown induced by ELF-EMF in Peganum harmala calli. Biochimie 86:343–349.

28- Piatti E., Albertini M. C., Baffone W., Fraternale D., Citterio B., Piacentini M. P., and Accorsi A. 2002. Antibacterial effect of a magnetic field on Serratia marcescens and related virulence to Hordeum vulgare and Rubus fruticosus callus cells. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 132(2): 359-365.

29- Ruzic R., Berden M., and Jerman I. 1998. The effects of oscillating electromagnetic fields on plants. Summary Report, Proc. First World Congress on the Bioeffects of Electricity and Magnetism on the Natural World, Madeira, UK. pp. 1-6.

30- Ruzic R., and Jerman I. 2002.Weak magnetic field decreases heat stress in cress seedlings. Electromagnetic Biol Med 21:69–80.

31- Seo S., Okamotoc M., Iwaia T., Iwanod M., Fukuie K., Isogaid A., Nakajimaf N., and Ohashiet Y. 2000. Reduced levels of chloroplast FtsH protein in tobacco mosaic virus-infected tobacco leaves accelerate the hypersensitive response. Plant Cell 12:917–932.

32- Singh Gill S., and Tuteja N. 2010. Reactive Oxygen Species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiol. Biochem. 48: 909-930.

33- Stange B. C., Rowland R. E., Rapley B. I., and Podd J. V. 2002. ELF magnetic field increase amino acid uptake into Vicia Faba L. roots and alter ion movement across the plasma membrane. Bioelectromagnetics 23:347–354.

34- Takahashi Y., Berberich T., Miyazaki A., Seo S., Ohashi Y., and Kusano T. 2003. Spermine signalling in tobacco: Activation of 222 Trebbi et al. mitogen-activated protein kinases by spermine is mediated through mitocondrial dysfunction. Plant J 36: 820–829.

35- Toiu A., Vlase L., Oniga I., and Tamas M. 2008. HPLC analysis of salicylic acid derivatives from Viola species. Chemistry of Natural Compounds. 44:357-358.

36- Toiu A., Vlase L., Oniga I., Benedec D., and Tãmaş M. 2011. HPLC analysis of salicylic derivatives from natural products. Farmacia. 59:106-112.

37- Walker J. 2005. Fusarium wilt of tomato. The American phytopathological society. Iranian, J. Agric. Sci. 36.

38- Wang J. W., Zheng L. P., Wu J. Y., and Tan R. X. 2006. Involvement of nitric oxide in oxidative burst, phenylalanine ammonia-lyase activation and Taxol production induced by low-energy ultrasound in Taxus yunnanensis cell suspension cultures. Nitric Oxide, 15(4), 351-358.

39- Zacheo G., Bleve-Zacheo T., Pacoda D., Orlando C., and Durbin R. 1995. The association between heat-induced susceptibility of tomato to Meloidogyne incognita and peroxidase activity. Physiological and molecular plant pathology. 46:491-507.

40- Zeighami nejad R., and Sharifi S. G. 2013. Related gene expression and enzyme activity of the pathogen in the induction of resistance to powdery mildew pumpkin by salicylic acid. Journal of Agricultural Biotechnology, 5(1): 97-110. (in Persian with English abstract)