شناسایی مولکولی قارچ‌های تولید کننده 8-کتو تریکوتسین همراه با بذر روناس و ردیابی ژن‌های سنتزکننده دی‌اکسی نیوالنول در آنها با استفاده از PCR

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 8، دوره 31، شماره 3 - شماره پیاپی 37، مهر 1396، صفحه 488-495   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v31i3.58227

نویسندگان

سید علیرضا اسمعیل زاده حسینی^{* 1}؛ محمود دهقانی اشکذری¹؛ مصطفی عابدی تیزکی²

¹مرکز تحقیقات زیست فناوری پزشکی، واحد اشکذر، دانشگاه آزاد اسلامی، اشکذر، یزد

²دانشگاه بوعلی سینا همدان

چکیده

روناس (Rubia tinctorum) یکی از محصولات مهم زراعی با مصارف دارویی و صنعتی در استان یزد می‌باشد. به منظور شناسایی قارچ‌های همراه با بذور روناس و تولید کننده توکسین، طی سال‌های زراعی 91 لغایت 93 از بذور روناس در مناطق مهم کاشت آن در استان یزد شامل اردکان و بافق نمونه‌برداری به عمل آمد. پس از کشت و خالص‌سازی جدایه‌های قارچی در محیط‌های کشت‌های سیب زمینی دکستروز آگار (PDA) و برگ میخک آگار (CLA)، شناسایی تکمیلی با آغازگرهای اختصاصی هر گونه با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز صورت گرفت. ردیابی قارچ‌های دارای پتانسیل تولید مایکوتوکسین 8-کتوتریکوتسین از جمله دی اکسی نیوالنول (DON) از طریق آغازگرهای اختصاصی ژن Tri13 انجام شد. جهت تأیید پتانسیل تولید مایکوتوکسین DON در جدایه‌های فوزاریوم از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) استفاده شد. در مجموع 249 جدایه قارچی از بذور روناس جداسازی شد که متعلق به شش جنس قارچی شامل فوزاریوم، آسپرژیلوس، پنیسلیوم، آلترناریا، رایزوکتونیا و رایزوپوس بودند که بیشترین فراوانی قارچ‌های جداسازی شده مربوط به فوزاریوم با 71 درصد کل جدایه‌ها بود. در بین قارچ‌های فوزاریوم، گونه‌های F.solani (55 جدایه) و F.oxysporum (41 جدایه) بیشترین فراوانی را داشتند. گونه‌های F. poae، F. semitectum و F. equiseti توانایی تولید دی اکسی نیوالنول را دارا بودند. ژن Tri13مؤثر در تولید دی اکسی نیوالنول نیز در این سه گونه ردیابی گردید و در آزمایش HPLCهمه قارچ‌های فوزاریوم مورد بررسی پتانسیل تولید مایکوتوکسین مورد نظر را داشتند.

کلیدواژه‌ها

Rubia tinctorum؛ مایکوتوکسین؛ یزد

مراجع

1- Abedi-Tizaki M., and Sabbagh S. K. 2013. Detection of 3-Acetyldeoxynivalenol, 15-Acetyldeoxynivalenol and Nivalenol-Chemotypes of Fusarium graminearum from Iran using specific PCR assays. Plant Knowledge Journal, 2(1): 38-42.

2- Abedi-Tizaki M., Sabbagh S. K., Mazaheri-Naeini M., and Sepehrikia S. 2013. Chemotyping of Fusarium graminearum using Tri13 trichothecene biosynthetic gene. Journal of Crop Protection, 2 (4): 487-500.

3- Brown D. W., McCormick S. P., Alexander N. J., Proctor R.H., and Desjardins A. E. 2002. Inactivation of a cytochrome p-450 is a determinant of trichothecene diversity in Fusarium species. Fungal Genetics and Biology, 36: 224-233.

4- Brown D.W., McCormick S.P., Alexander N. J., Proctor R. H., and Desjardins A. E. 2013. Genetic and biochemical approach to study trichothecene diversity in Fusarium sporotrichioides and Fusarium graminearum. Fungal Genetics and Biology, 2: 121-133.

5- Chandler E.A., Simpson D.R., Thomsett M. A., and Nicholson P. 2003. Development of PCR assays to Tri7 and Tri13 trichothecene biosynthetic genes and characterization of chemotypes of Fusarium graminearum, Fusarium culmorum and Fusarium cerealis. Physiological and Molecular Plant Pathology, 62: 355-367.

6- Charmley L.L., Trenholm H.L., Prelusky D.A., and Rosenberg A. 1995. Economic losses and decontamination. Natural Toxicology, 3:199-203.

7- Desjardins A.E., Manadhar H.K., Plattner R.D., Maragos C.M., Shrestha K., and McCormick S.P. 2000. Occurrence of Fusarium species and mycotoxins in Nepalese maize and wheat and the effect of traditional processing methods on mycotoxin levels. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48:1377-1383.

8- Eudes F., Comeau A., Rioux S., and Collin J. 2000. Phytotoxicite de huitmyco toxins associees à la fusariose de l’epi chez le ble. Canadian Journal of Plant Pathology, 22: 286-292.

9- Hosseininejad S.M., Abedi-Tizaki M., Esmailzadeh Hosseini S.A., Kargar F., and Sadeghi Khomartaji K. 2017. Detection of nivalenol synthesis gene in madder seeds infected by Fusarium species by Polymerase Chain Reaction (PCR). J. Shahid Sadoughi Univ Med Sci 24(12):952-962.

10- Jennings P., Coates M.E., Walsh K., Turner J.A., and Nicholson P. 2004. Determination of deoxynivalenol and nivalenol-producing chemotypes of Fusarium graminearum isolated from wheat crops in England and Wales. Plant Pathology, 53: 643-652.

11- Jose G., Macia-Vicente Hans-Börje Jansson Samir K., Abdullah Enric Descals Jesus Salinas Luis V., and Lopez-Llorca. 2008. Fungal root endophytes from natural vegetation in Mediterranean environments with special reference to Fusarium spp. FEMS Microbiology and Ecology 64 (1): 90-105.

12- Jurado M., Vazquez C., Patino B., and Gonzalez-Jaen M.T. 2005. PCR detection assays for the trichothecene-producing species Fusarium graminearum, Fusarium culmorum, Fusarium poae, Fusarium equiseti and Fusarium sporotrichioides. Systematic and Applied Microbiology, 28:562–568.

13- Kalaiselvi P., Rajashree K., Bharathi Priya L., and Padma V.V. 2013. Cytoprotective effect of epigallocatechin-3-gallate against deoxynivalenol-induced toxicity through anti-oxidative and anti-inflammatory mechanisms in HT-29 cells. Food Chemistry and Toxicology 56, 110–118.

14- Klich M.A., and Pitt J.I. 1998. A laboratory guide to the common Aspergillus species and their teleomorphs. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Division of Food Processing.

15- Kimura M., Tokai T., and Takahashi-Ando N. 2007. Molecular genetic studies of Fusarium trichothecene biosynthesis; pathways, genes and evolution. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 71:2102-2123.

16- Langseth W., Bernhoft A., Rundberget T.B., Kosiak T., and Gareis M. 1999. Mycotoxin production and cytotoxicity of Fusarium strains from Norwegian cereals. Mycopathologia, 144: 103-113.

17- Lee T., Han Y.K., Kim K.H., Yun S.H., and Lee Y.W. 2002. Tri13 and Tri7 determine deoxynivalenol-andnivalenol-producing chemotypes of Gibberellazeae. Applied and Environmental Microbiology, 68: 2148-2154.

18- Leslie J.F., and Summerell BA. 2006. The Fusarium Laboratory Manual. Ames, IA, USA. Blackwell Professional.

19- MacDonald J., Chan, D., Brereton P., Damant A., and Wood R. 2005.Determination of Deoxynivalenolin Cereals and Cereal Products by Immunoaffinity Column Chromatography with Liquid Chromatography. Journal of AOAC International, 88(4):1197-1204.

20- Mirabzadeh Ardakani M. 1991. Mader. Agricultural Extension press. 18p.

21- Mirocha C.J., Abbas H.K., Windels C.E., and Xie W. 1989. Variation in deoxynivalenol, 15-acetyldeoxynivalenol, 3-acetyldeoxynivalenol and zearalenone production by Fusarium graminearum isolates. Applied and Environmental Microbiology, 55: 1315-1316.

22- Nelson P.E., Toussoun T.A., and Marasa W.F. 1983. Fusarium Species: An Illustrated Manual for Identification. University Park, P.A., Pennsylvania State University Press.

23- Nicholson P., Rezanoor H.N., Simpson D.R., and Joyce D. 1997. Differentiation and quantification of the cereal eyespot fungi Tapesia yallundae and Tapesia acuformis using a PCR assay. Plant Pathology, 46: 842-856.

24- Parashurama T.R., and Shivanna MB. 2013. Occurrence of Cladosporium leaf blight on Rubia cordifolia in Bhadra Wildlife Sanctuary, South India. Indian Phytopathology 66 (3): 287-293.

25- Parry D.W., Jenkinson P., and MacLeod L. 1995. Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals, a review. Plant Pathology, 44: 207-238.

26- Ryu J., Ohtsubo K., Izumiyama N., Nakamura K., TanakaT., Yamamura H., and Ueno Y. 1988. The acute and chronic toxicities of nivalenol in mice. Fundamental and Applied Toxicology, 11: 38-47.

27- Safavi-Someeh S.A., and Shakeri M. 2001. A new report of Septoria rubiae-tinctorum in Iran. Rostaniha 2:20-21.

28- Shakeri M. 2000. Madder leaf spot in Yazd province. Procceding of 14th Iranian Plant Protection Congress, Vol. 2. p. 354.

29- Shakeri M. 2003. Isolation and identification of parasitic fungi and nematodes On Madder (Rubia tinctorum) in Yazd Province. Research project report no. 83.176. AREEO, Iran.

30- Waalwijk C., Kastelein P., Vries I., and et al. 2003. Major changes in Fusarium spp. in wheat in the Netherlands. European Journal of Plant Pathology, 109: 743-754.