مقایسه عملکرد اسانس‌ها و عصاره‌های گیاهی با یک پپتید نوترکیب در کنترل عوامل مهم بیماری‌زای قارچ خوراکی تکمه‌ای سفید

علوم باغبانی

مقاله 11، دوره 32، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 615-628   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v32i4.72136

نویسندگان

فرج اله شهریاری^{* 1}؛ عباس تنهائیان²؛ مهدی اخلاقی²؛ نرگس نظیفی¹

¹فردوسی

²فردوسی مشهد

چکیده

در پژوهش حاضر اسانس گیاهان‌ زیره سبز (Cuminum cyminum)، آویشن شیرازی (Zataria multiflora) و دو عصاره‌ی اِتانولی گیاهان کندل (Dorema ammoniacum) و چویل (Ferulago angulata) در مقایسه با یک پپتید نوترکیب کایمری (لاکتوفرسین-لاکتوفرامپین) که از مهمترین اجزا ضد میکروبی شیر شتر می‌باشد جهت مهار عوامل بیماریزای قارچ خوراکی تکمه‌ای سفید، شامل باکتری Pseudomonas tolaasii و قارچ Trichoderma harzianum مورد ارزیابی قرار گرفتند. اسانس‌گیری با استفاده از کلونجر و عصاره‌ها با استفاده حلال متانول 80 درصد و با روش خیساندن بدست آمد. پپتید نوترکیب کایمری از سلول‌های کلیه جنین انسان (HEK 293) استحصال شد. خصوصیات ضد باکتریایی و قارچی ترکیبات مورد آزمایش به ترتیب با استفاده از روش دیسک و اختلاط با محیط کشت بررسی گردید. حداقل غلظت بازداندگی (MIC) و حداقل غلظت کُشندگی برای باکتری (MBC) و قارچ (MFC) محاسبه شد. تمام آزمایش‌ها با سه تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام پذیرفت. نتایج ارزیابی‌های ضد باکتریایی نشان داد که پپتید کایمری، در غلظت 20 میکروگرم بر میلی‌لیتر بیشترین‌ عملکرد را با میانگین قطر هاله بازدارنده 2/32 میلی‌متر در بین ترکیبات مورد بررسی داشت و بعد از آن اسانس زیره سبز و عصاره کندل به ترتیب با هفت و شش میلی‌متر دارای بیشترین اثر ضد باکتریایی بودند. نتیجه اثرات ضد قارچی ترکیبات مورد آزمایش در مدت زمان هفت روز نشان داد که اسانس‌های گیاهان زیره سبز و آویشن شیرازی بطور کامل از رشد قارچ T. harzianum جلوگیری کردند و بعد از آن عصاره گیاهان کندل و چویل با میانگین رشد کُلنی قارچ به میزان 26 و 66/60 میلی‌متر بیشترین اثر ضد قارچی را دارا بودند. کمترین اثر ضد قارچی در مورد پپتید نوترکیب کایمری بدست آمد. با توجه به نتایج این پژوهش، پپتید کایمری اثرات ضد باکتریایی بیشتری در مقایسه با اسانس‌ها و عصاره‌های گیاهی دارا بود و در مقابل اسانس‌ها و عصاره‌ها در مقایسه با پپتید مورد آزمایش از توان ضد قارچی بیشتری برخوردار بودند.

کلیدواژه‌ها

اسانس گیاهی؛ اثرضد میکروبی؛ پپتید کایمری؛ عصاره گیاهی؛ قارچ تکمه‌ای سفید

مراجع

1- Ali G.S., and Reddy A. 2000. Inhibition of fungal and bacterial plant pathogens by synthetic peptides: in vitro growth inhibition, interaction between peptides and inhibition of disease progression. Molecular Plant-microbe Interactions, 13(8): 847-859.

2- Akhlaghi M., Tarighi S., Farsi M., and Taheri P. 2015. Identification and investigation of some virulence factors of Pseudomonas tolaasii isolated from mushroom in Iran. Iranian Journal of Plant Pathology, 51(4): 399-412. (In Persian)

3- Akhlaghi M., Tanhaiyan A., Shahriari F., and Tarighi S. 2016. Evaluating the Antibacterial Effect of the Lactoferrin-lactoferricin Chimeric Protein Obtained from the Domestic Livestock’s Milk on Pathogenic Bactria of Pseudomonas tolaasii. Proceedings of 22nd Iranian Plant Protection Congress, 27- 30 August, 2016. (In Persian with English abstract)

4- Amini J., Farhang V., Javadi T., and Nazemi J. 2016. Antifungal effect of plant essential oils on controlling Phytophthora species. Plant Pathology Journal, 32(1): 16. (In Persian with English abstract)

5- Andersson H., Tago D., and Treich N. 2014. Pesticides and health: A review of evidence on health effects, valuation of risks, and benefit‐cost analysis. Preference Measurement in Health, 1-61.

6- Azizi Bargini K. 2013. Evaluation of antimicrobial activity of Cecropin-Melittin Cimmer peptide alone and with common antibiotics against common bacterial infections in hospitals. MC thesis degree, University of Mohaghegh Ardabili, 2013.

7- Bradshaw J.P. 2003. Cationic antimicrobial peptides. Bio Drugs, 17(4): 233-240.

8- Bruni N., Capucchio M.T., Biasibetti E., Pessione E., Cirrincione S., Giraudo L., Corona A., and Dosio F. 2016 Antimicrobial activity of Lactoferrin-related peptides and applications in human and veterinary medicine. Molecules 21(6): 752.

9- Clinical and Laboratory Standards Institute. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Test for Bacteria that Grow Aerobically: Approved Standard 8th Edition; CLSI Document M07-A8; Clinical and Laboratory Standards Institute: Wayne, PA, USA, 2009.

10- Charles D.J., and Simon J.E. 1990. Comparison of extraction methods for the rapid determination of essential oil content and composition of basil. Journal of the American Society for Horticultural Science, 115: 458-462.

11- Damalas C.A., and Eleftherohorinos I.G. 2011. Pesticide exposure, safety issues, and risk assessment indicators. International Journal of Environmental Research and Public Health, 8(5): 1402-1419.

12- Datta A., Bhattacharyya D., Singh S., Ghosh A., Schmidtchen A., and Malmsten M. 2016. Role of aromatic amino acids in lipopolysaccharide and membrane interactions of antimicrobial peptides for use in plant disease control. Journal of Biological Chemistry, 291(25): 13301-17.

13- Dayan F.E., Cantrell C.L., and Duke S.O. 2009. Natural products in crop protection. Bioorganic and Medicinal Chemistry, 17(12): 4022-34.

14- Dehghan G.R., Zarini G.R., and Hajizadeh M. 2013. Phytochemical investigation and antimicrobial, antifungal and synergistic activities of chloroform fractions of the root of Ferula szovitsiana. Journal of Shahrekord University of Medical Sciences, 15(6): 10-17. (In Persian with English abstract)

15- Embleton N.D., Berrington J.E., McGuire W., Stewart C.J., and Cummings S.P. 2013. Lactoferrin: Antimicrobial activity and therapeutic potential. Seminars in Fetal and Neonatal Medicine, 18(3): 143-9.

16- Eslahi N., Niazi A., Aram F., Afsharifar A., and Taghavi S.M. 2015. Overexpression of Camel lactoferricin recombinant peptide in tobacco hairy roots and study of its antimicrobial activity. Iranian Journal of Plant Pathology, 51(4): 431-444.

17- Farag R., Daw Z., Hewedi F., and El-Baroty G. 1989. Antimicrobial activity of some Egyptian spice essential oils. Journal of Food Protection, 52(9): 665-7.

18- Fayaz F., Rahmati Roodsari S., Gachkar L., Pourkaveh B., and Ghasemian Safaei H. 2016. The Antimicrobial activity of Ferula gummosa on bacterial strains isolated from patients with gastroenteritis. Iranian Journal of Clinical Infectious Diseases, 6: 20-4. (In Persian with English abstract)

19- Fukuta S., Kawamoto K.I., Mizukami Y., Yoshimura Y., Ueda J.I., and Kanbe M. 2012. Transgenic tobacco plants expressing antimicrobial peptide bovine lactoferricin show enhanced resistance to phytopathogens. Plant Biotechnology, 29: 383-389.

20- Garcia-Montoya I.A., Cendon T.S., Arevalo-Gallegos S., and Rascon-Cruz Q. 2012. Lactoferrin a multiple bioactive protein: an overview. Biochemical et Biophysical Acta (BBA)-General Subjects, 1820(3): 226-36.

21- Gea F.J., Navarro M.J., and Tello J.C. 2005. Reduced sensitivity of the mushroom pathogen Verticillium fungicola to prochloraz-manganese in vitro. Mycological Research, 109(6): 741-5.

22- Gurjar M.S., Ali S., Akhtar M., and Singh K.S. 2012. Efficacy of plant extracts in plant disease management. Agricultural Science, 3(3): 425.

23- Hamidi M., Mousavi Nasab S.D., Ahmadi N., Basati G.h., Aolad G.R., Salimian J., and Zargar M. 2013. Synthesis of antimicrobial peptides in bacteria. Scientific Journal of Ilam University of Medical Sciences, 20(4).

24- Hassani A., Jalili Marndi R., and Qusta Y. 2010. Use of essential oils for controlling mildew (Botrytis cinerea) disease Pear fruit. Iranian Journal of Horticultural Science, 40-1(85-94). (In Persian with English abstract)

25- Iacobellis N.S., Lo Cantore P., Capasso F., and Senatore F. 2005. Antibacterial activity of Cuminum cyminum L. and Carum carvi L. essential oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(1): 57-61.

26- Iglesias-Figueroa B., Valdiviezo-Godina N., Siqueiros-Cendon T., Sinagawa-Garcia S., Arevalo-Gallegos S., and Rascon-Cruz Q. 2016. High-level expression of recombinant bovine lactoferrin in Pichia pastoris with antimicrobial activity. International Journal of Molecular Sciences, 17(6): 902.

27- Kakon A., Choudhury M.B.K., and Saha S. 2012. Mushroom is an ideal food supplement. Journal of Dhaka National Medical College & Hospital, 18(1): 58-62.

28- Kumar R., Saha A., and Saha D. 2012. A new antifungal coumarin from Clausena excavata Fitoterapia, 83(1):

230-3.

29- Li Y. 2011. Recombinant production of antimicrobial peptides in Escherichia coli: a review. Protein Expression and Purification, 80(2): 260-7.

30- Lopez P., Sanchez C., Batlle R., and Nerin C. 2005 . Solid-and vapor-phase antimicrobial activities of six essential oils: susceptibility of selected foodborne bacterial and fungal strains. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(17): 6939-46.

31- Mattila P., Suonpä K., and Piironen V. 2000. Functional properties of edible mushrooms. Nutrition, 16(7–8): 694–6.

32- Mzida M., Ben Khedira S., Ben Salemb M., Regaiegb W., and Rebaia T. 2016. Antioxidant and antimicrobial activities of ethanol and aqueous extracts from Urtica urens. Pharmaceutical Biology, 55(1): 775–781.

33- Mosch J., Zeller W., Rieck M., Ullrich W., and Bonn W.G. Further studies on plant extracts with a resistance induction effect against Erwinia amylovora. International workshop on fire blight, Acta hort, 411: 361 - 6.

34- Plodpai P., Chuenchitt S., Petcharat V., Chakthong S., and Voravuthikunchai S.P. 2013. Anti-Rhizoctonia solani activity by Desmos chinensis extracts and its mechanism of action. Crop Prot. 43: 65–71.

35- Potočnik I., Vukojević J., Stajić M., Rekanović E., Milijašević S., and Stepanović M. 2009. Toxicity of fungicides with different modes of action to Cladobotryum dendroides and Agaricus bisporus. Journal of Environmental Science and Health Part B., 44(8): 823-7.

36- Sadeghi M., and Hojati Z. 2016. Evaluation of anticancer peptide VEGF111b secretion in HEK293 human Cells. Feyz Journal of Kashan University of Medical Sciences, 21(1): 28-34

37- Sadler M. 2003. Nutritional properties of edible fungi. Nutrition Bulletin, 28(3): 305-308.

38- Samuelsen A.B. 2007. The traditional uses, chemical constituents and biological activities of Plantago major L. A review. Journal of Ethnopharmacology, 71(1): 1-21.

39- Singh G., Kapoor I., Pandey S., Singh U., and Singh R. 2002. Studies on essential oils: part 10; antibacterial activity of volatile oils of some spices. Phytotherapy Research, 16(7): 680-2.

40- Sinha M., Kaushik S., Kaur P., Sharma S., and Singh T.P. 2013. Antimicrobial Lactoferrin peptides: The hidden players in the protective function of a multifunctional protein. International Journal of Peptides, 2013: 12.

41- Sokovic M., and Van Griensven L. 2006. Antimicrobial activity of essential oils and their components against the three major pathogens of the cultivated button mushroom, Agaricus bisporus. European Journal of Plant Pathology, 116: 211–224.

42- Wang W.Y., Wong J.H., Ip D.T.M., Wan D.C.C., Cheung R.C., and Ng T.B. 2016. Bovine Lactoferrampin, Human Lactoferricin, and Lactoferrin 1-11 Inhibit Nuclear Translocation of HIV Integrase. Applied Biochemistry and Biotechnology, 179(7): 1202-12.