بررسی تنوع فنوتیپی استرین‌های عامل جرب معمولی سیب‌زمینی (Streptomyces sp.) در استان چهارمحال و بختیاری

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 5، دوره 30، شماره 1، خرداد 1395، صفحه 31-41   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v30i1.27633

نویسندگان

علی اکبر فدایی تهرانی^* ؛ عبداله جعفری

دانشگاه شهرکرد

چکیده

جرب معمولی یکی از بیماری های مهم در اکثر مزارع سیب زمینی محسوب می شود که توسط چندین گونه باکتری از جنس Streptomyces ایجاد می شود. از حدود ٥٠٠ نمونه غده و ریشه با علائم جرب معمولی سیب‌زمینی که طی سال‌های 1388 و 1389 از مناطق مختلف استان چهار محال و بختیاری جمع اوری شده بود 55 جدایه باکتری بدست آمد که با آزمون‌های فنوتیپی اعضای جنس Streptomyces تشخیص داده شدند. نتایج آزمون‌های فنوتیپی و آنالیز عددی داده های حاصل از آنها، جدایه‌های مذکور را در شش گروه فنوتیپی متمایز کرد. جدایه های گروه اول به گونه های S. stelliscabies و S. europaeiscabies شبیه بود. جدایه‌های گروه دوم با کمترین تنوع، گونه S. scabies تشخیص داده شدند. جدایه-های گروه سوم علیرغم واکنش متفاوت در تعدادی از آزمون‌ها، با گونه S. acidiscabies تشابه داشتند. جدایه های گروه چهارم نیز با وجود مشابهت به گونه‌هایS. turgidiscabies و S. aurofaciens در تعدادی از آزمون ها متفاوت عمل کردند. جدایه های گروه پنجم کاملاً متنوع بوده و به هیچکدام از گونه‌های معمول و شناخته شده باکتری عامل جرب شباهت نداشتند. جدایه‌های گروه ششم به گونه S. griseus شباهت داشتند ولی در تعدادی از خصوصیات متفاوت عمل کردند. از 55 جدایه بدست آمده، 46 جدایه بر روی گیاهچه تربچه بیماری زا بودند. آزمون بیماری زایی 26 جدایه انتخابی، ٢٢ جدایه قادر به ایجاد بیماری روی سیب‌زمینی در گلخانه بودند. بررسی نقوش الکتروفورز پروتئین‌های سلولی، از 14 جدایه انتخابی ازگروه های مختلف فنوتیپی، آنها را در پنج گروه تفکیک کرد. جدایه‌های گروه های فنوتیپی اول، دوم و سوم، در بررسی نقوش الکتروفورزی نیز مشابه گروه بندی فنوتیپی عمل نموده و در سه گروه مجزا قرار گرفتند. اما جدایه های سایر گروه های فنوتیپی، در مواردی مشابه و در مواردی هم متفاوت عمل کردند.

کلیدواژه‌ها

الکتروفورز پروتئین؛ جرب معمولی سیب‌زمینی؛ خصوصیات فنوتیپی؛ Streptomyces

مراجع

1- Archuleta J.G., and Easton G.D. 1981. The cause of deep-pitted scab of potatoes, American Potato Journal, 58:385-392.

2- Cummings T. F., and Johnson D. A. 2014.Epidemiology and management of powdery and common scab in the Columbia Basin,Proceedings of the Washington - Oregon Potato Conference.

3- Doering-Saad C., Kampfer P., Manulis S., Kritzrnan G., Schneider J., Zakrzewska-Czerwinska J., Schrempfand H., and Barash I. 1992.Diversity among Streptomycesstrains causing potato scab, Applied and Environmental Microbiology, 58:3932-3940.

4- Eini O., Khodakaramian Gh.R., and Rahimian H. 2003. Phenotypic characteristics and host range of Streptomyces strains causing potato scab disease, Iranian Journal of Plant Pathology, 39:85-101.

5- FAO. 2009. Production yearbook. Home page on internet. Available on the: http://www.FAO.org

6- Faucher E., Otrysko B., Paradis E., Hodge N.C., Stall R.E., and Beaulieu C. 1993. Characterization of Streptomycescausing russet scab in Quebec, Plant Disease, 77:1217-1220.

7- Flores- Gonzales R., Velasco I., and Montes F. 2008. Detection and characterization of Streptomyces causing potato common scab in Western Europe, Plant pathology, 57:162-167.

8- Goto M. 1992.Fundamentals of bacterial plant pathology, Academic press Inc. Shizuoka, Japan. 342p.

9- Goyer C., and Beaulieu C. 1997. Host range of Streptomyces strains causing common scab, Plant Disease, 81:901-904

10- Hasani S., and Taghavi M. 2010. Phenotypic and genotypic characteristics of Streptomyces strains the causal agent of common scab in Fars and Hamedan provinces, Proceeding of 19th Iranian Plant Protection Congress, Tehran, Iran. (Abst.). 478.

11- Hiltunen L.H., Weckman A., Ylhainen A., Rita H., Richter E., and Valkonen J.P.T. 2005. Responses of potato cultivars to the common scab pathogens, Streptomyces scabies and S. turgidiscabies, Annals of Applied Biology, 146:395-403.

12- Hao J. J., and Mengo Q. X. 2009. Characterzation of a new Streptomyces strain, DS3024, that causes potato common scab, Plant disease, 93 (12): 1329-1334.

13- Hasani S., and Taghavi S. M. 2014. Phenotype and genotype diversity of Iranian streptomyces isolates that cause potato common scab, Journal of plant pathology, 86(3): 459-469.

14- Hugh R., and Leifson E. 1953. The taxonomic significance of fermentative versus oxidative metabolism of carbohydrates by various gram negative bacteria, Journal of Bacteriology, 66:24-26.

15- Kampfer P., Kroppenstedt R. M., and Dott W. 1991. A numerical classification of the genera Streptomyces and Streptoverticillium using miniaturized physiological tests Journal General Microbiology, 137:1831-1891.

16- Khodakaramian GH., Eini O., and Rahimian H. 2003. Protein electerophoretic and fatty acid patterns of the strains of Streptomyces causing potato scab in Iran. Iran, J. Agric. Sci. 34:837-844

17- Khodakaramian Gh.R., Zafari D., and Solaimani J. 2011. Diversity of Streptomyces strains causing potato scab disease in Hamedan province and their thaxtomin production potential, Pests and plant diseases, 79 (1): 53-70

18- King R.R., and Lawrence C.H. 1996. Characterization of new thaxtomin A analogues generated in vitro by Streptomyces scabies, Journal of Agricultural Food Chemistry, 44:1108-1110.

19- Kreuze J.F., Suomalainen S., Paulin L., and Valkonen J.P.T. 1999. Phylogenetic analysis of 16S rRNA genes and PCR analysis of the necl gene from Streptomyces spp. causing common scab; pitted scab in Finland, Phytopathology, 89:462-469.

20- Kuster E. 1972. Simple working key for the classification and identification of named taxa included in the International Streptomyces project, International Journal of Systematic Bacteriology, 22:139-148.

21- Kutzner H.J. 1981. The family of Streptomycetaceae. In: The Prokaryotes: A Handbook of Habitats, Isolation and Identification of bacteria. Vol. II, Starr S. Balows T. & Legal S. (eds). Springer- Verlag. Berlin, PP.2028-2090.

22- Laemmli U.K. 1970. Cleavage of structural protein during the assembly of the head of bacteriophage, Nature 227:680-685.

23- Lambert D.H., and Loria R. 1989. Streptomycesacidi scabies. Sp. nov. nom, International Journal of Systematic Bacteriology, 39:393-396.

24- Lehtonen M.J., Rantala H., Kreuze J.F., Bang H., Kuisma L., Koski P., Virtanen E., Vihlman K., and Valkonen J.P.T. 2004. Occurrence and survival of potato scab pathogens (Streptomyces scabies) on tuber lesions: quick diagnosis based on a PCR-based assay, Plant pathology, 53:280-287.

25- Loria R., Bukhalid R.A., Fry B.A., and King R.R. 1997.Plant Pathogenicity in the Genus Streptomyces. Pant Disease, 81(8):836-846.

26- Maleki1 K., Khodakaramian Gh.R., Zafari D., and Bagheri A. 2010. Biological control of Streptomyces scabies the causal agent of potato scab disease in Hamedan province. Proceeding of 19th Iranian Plant Protection Congress, Tehran, Iran. (Abst.). 464.

27- Miyajima K., Tanaka F., Takeuchi T., and Kuninaga S. 1998. Streptomyces turgidiscabies sp. Nov, International Journal of Systematic Bacteriology, 48:495-502.

28- Ommati F., Ghasemi A., Mohammdi-pour M., Baradaran Gh., and Soheili B. 2006. Identification of Streptomyces species the cause of potato common scab, Proceeding of 17th Iranian Plant Protection Congress, Karaj, Iran. (Abst.). 173

29- Paradis E., Goyer, C., Hodge N.C., Houge R., Robert E.S., and Beaulieu C. 1994. Fatty acid and protein profiles of Streptomyces scabies strains isolated in eastern Canada, International Journal of Systematic Bacteriology, 44:561-564.

30- Schaad N.W., Jones J.B., and Chun W.(eds). 2001. Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria, 3nd ed. APS Press. 373p.

31- Shirling E.B., and Gottlieb D. 1966. Method for characterization of Streptomyces species, International Journal of Systematic Bacteriology, 16:313-340.

32- Stackebrandt E., Rainey F.A. and Ward-Rainey N.L. 1997. Proposal for a new hierarchic classification system; Actinobacteria class is Nov, International Journal of Systematic Bacteriology, 47:479-491.

33- Stevenson W.R., Loria R., Franc G. and Weingartner D.P. 2001. Compendium of potato diseases, American Phytopathological Society, St. Paul. MN.

34- Suslow T.V., Schorth M.N., and Saka M. 1982. Application of rapid method for gram differentiation of plant pathogenic and saprophytic bacteria without staining., Phytopathology, 72:917-918.

35- Szabo I.M., Marton M., Buti I., and Fernandez C. 1975. A diagnostic key for the identification of species of Streptomyces and Streptoverticillium included in the International Streptomyces project. Acta Botanica Academiae Scientiarum Hungaricae 21:387-418.

36- Taghavi M., and Faghihi M. 2006. Distribution and identification of Streptomyces species the cause of potato common scab in Fars province, Iranian Journal of Plant Pathology, 42: 85-115.

37- Wanner L.A. 2006. A survey of genetic variation in Streptomyces isolates causing potato common scab in the United States, Phytopathology, 96:1363-1371.

38- Wanner L.A. 2007. A new strain of Streptomyces causing potato common scab in Potato plant disease, 91:352(Abstr.).

39- Weber K., and Osborn M. 1969. The realiability of molecular weight determination by dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, Journal of Biology and Chemistry, 244:4406-4412.

40- Williams S.T., Goodfellow M., Alderson G., Wellington E.M.H., Sneath P.H.A., and Sackin M.J. 1983. Numerical classification of Streptomyces and related genera, Journal of General Microbiology, 129:1743-1813.