بررسی فعالیت آنزیمی پروتئاز و لیپاز چند گونه قارچ تریکودرما (Trichoderma spp.) و تأثیر آن بر کنترل بیولوژیک نماتد ریشه‌گرهی گوجه فرنگی (Meloidogyne javanica)

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 1، دوره 33، شماره 4 - شماره پیاپی 46، اسفند 1398، صفحه 363-374   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v33i4.35150

نویسندگان

مجتبی کواری¹؛ عصمت مهدیخانی مقدم^{* 1}؛ حمید روحانی²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه فردیوسی مشهد

چکیده

نماتدهای ریشه گرهی یکی از مهم‌ترین عوامل خسارت‌زای گوجه فرنگی می‌باشند. پوسته‌ی تخم نماتد ریشه گرهی شامل 50 درصد پروتئین، 30 درصد کیتین و 20 درصد لیپید می‌باشد. گونه‌های قارچ تریکودرما(Trichoderma spp.)  با تولید مقادیر قابل توجهی آنزیم‌های هیدرولیتیک، به یکی از عوامل مورد استفاده جهت کنترل بیمارگرهای گیاهی تبدیل شده است. در این پژوهش میزان فعالیت آنزیمی پروتئاز و لیپاز 15 جدایه از چهار گونه تریکودرما (T. harzianum, T. virens, T. konigii, T. saturnisporum) در ارتباط با توانایی بیوکنترلی نماتد ریشه‌گرهی گوجه فرنگی در گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج آزمون‌های گلخانه‌ای، جدایه‌هایT.BI ،T65  وT6  به عنوان مؤثر‌ترین و جدایه‌های T16، T12 و T12N به عنوان کم اثرترین جدایه‌ها در بیوکنترل این نماتد معرفی شدند. همچنین مطابق با نتایج به دست آمده از بررسی میزان همبستگی بین فعالیت آنزیمی پروتئاز و لیپاز و فاکتور تولید مثل نماتد، ضریب همبستگی بین فعالیت آنزیم‌ پروتئاز و فاکتور تولید مثل نماتد (r2 =0.83) و ضریب همبستگی بین آنزیم لیپاز و فاکتور تولید مثلی نماتد ( r2 =0.42) تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها

فعالیت آنزیمی؛ تریکودرما؛ کنترل بیولوژیک؛ نماتد ریشه گرهی

مراجع

1- Anson M.L. 1938. The estimation of pepsin, trypsin, papain, and cathepsin with hemoglobin. The Journal of General Physiology 22(1): 79-89.

2- Bird F.A., and McClure M.A. 1976. The Tylenchida (Nematoda) egg shell: structure, composition and permeability. Parasitology 72: 19-28.

3- Bonants P.J., Fitters P.F., Thijs H., den Belder E., Waalwijk C., and Henfling J.W.D. 1995. A basic serine protease from Paecilomyces lilacinus with biological activity against Meloidogyne hapla eggs. Microbiology 141(4): 775-784.

4- Cherif M., and Benhamou N. 1990. Cytochemical aspect of chitin breakdown during the parasitic action of a Trichoderma sp. on Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. Phytopathology 80: 1406–1414.

5- De Marco J.L., and Felix C.R. 2002. Characterization of a protease produced by a Trichoderma harzianum isolate which controls cocoa plant witches' broom disease. BMC biochemistry 3(1): 1-7.

6- De Marco J.L., Lima L.H.C., de Sousa M.V., and Felix C.R. 2000. A Trichoderma harzianum chitinase destroys the cell wall of the phytopathogen Crinipellis perniciosa, the causal agent of witches' broom disease of cocoa. World Journal of Microbiology and Biotechnology 16(4): 383-386.

7- Flores A., Chet I., and Herrera-Estrella A. 1997. Improved biocontrol activity of Trichoderma harzianum by over-expression of the proteinase-encoding gene prb1. Current genetics 31(1): 30-37.

8- Geremia R.A., Goldman G.H., Jacobs D., Ardiles W., Vila S.B., van Montagu M., and Herrera-Estrella A. 1993. Molecular characterization of the proteinase-encoding gene, prb I, related to mycoparasitism by Trichoderma barrianum. Molecular Microbiology 8: 603-613.

9- Goettel M.S., St Leger R.J., Rizzo N.W., Staples R.C. and Roberts D.W. 1989. Ultrastructural localization of a cuticle degrading protease produced by the entomopathogenic fungus Metarbirium anisopliae during penetration of host (Manduca sexta) cuticle. Journal of Genetic Microbiology 35: 2233-2239.

10- Khan A., Williams K., Molloy M.P., and Nevalainenc H. 2003. Purification and characterization of a serine protease and chitinases from Paecilomyces lilacinus and detection of chitinase activity on 2D gels. Protein Expression and Purification 32: 210–220.

11- Khan A., Williams K.L., and Nevalainen H.K. 2004. Effects of Paecilomyces lilacinus protease and chitinase on the eggshell structures and hatching of Meloidogyne javanica juveniles. Biological Control 31(3): 346-352.

12- Lopez-Ilorca L.V., Macia-Vicente J.G., and Janssen H.B. 2008. Mode of action and interaction of nematophagous fungi. In: Ciancio A. and Mukerji K.G. (eds.) Integrated Management and Biocontrol of Vegetable and Grain Crops Nematodes: 51-76.

13- Lopez-Llorca L.V., and Robertson W.M. 1992. Immunocytochemical localization of a 32-kDa protease from the nematophagous fungus Verticillium suchlasporium in infected nematode eggs. Experience Mycology l6: 261-267.

14- Mahdikhani Moghadam E., Rouhani H., and Falahati Rastegar M. 2009. Biological control of sugar beet cyst forming nematode with Trichoderma under in vitro and green house condition. Journal of Science and Technology Agriculture and Natural Resources 48: 301-312.

15- Mahdikhani-Moghadam E., and Rouhani H. 2012. Effect of isolates of Trichoderma harzianum, T. virens and Bacillus subtilis for controlling Heterodera schachtii in field conditions. Journal of Plant Protection 26(1): 75-81.

16- Mai W.F., and Abawi G.S. 1987. Interactions among root-knot nematodes and Fusarium wilt fungi on host plants. Annual Review of Phytopathology 25: 317–338.

17- Mischke S. 1996. Evaluation of chromogenic substrates for measurement of protease production by biocontrol strains of Trichoderma. Microbios 87: 175−183.

18- Pinsirodom P., and Parkin K.L. 2001. Lipase Assays. Food Analytical Chemistry C3.1.1-C3.1.13.

19- Rajesh E., Arthe R., Rajendran R., Balakumar C., Pradeepa N., and Anitha S. 2010. Investigation of lipase production by Trichoderma reesei and optimization of production parameters. Electronic Journal of Environmental, Agricultural & Food Chemistry 9(7): 1177-1189.

20- Sahebani N., and Hadavi N. 2008. Biological control of the root-knot nematode Meloidogyne javanica by Trichoderma harzianum. Soil Biology and Biochemistry 40(8): 2016-2020.

21- Sasser J.N., Carter C.C., and Hartman K.M. 1984. Standardization of host suitability studies and reporting of resistance to root-knot nematodes. Department of Plant Pathology, North Carolina State University: 1-6.

22- Sharon E., Bar-Eyal M., Chet I., Herrera-Estrella A., Kleifeld O., and Spiegel Y. 2001. Biological control of the root-knot nematode Meloidogyne javanica by Trichoderma harzianum. Phytopathology 91: 687–693.

23- Siddiqui I.A., Amer Zareen M., Javad Zaki M., and Shaukat S.S. 2001. Use of Trichoderma species in the control of Meloidogyne javaniva, Root -knot nematode in the Okra and Mungbean. Pakistan Journal of Biological Sciences 4(7): 846-848.

24- Siddiqui I.A., and Shaukat S.S. 2004. Trichoderma harzianum enhances the production of nematicidal compounds in vitro and improves biocontrol of Meloidogyne javanica by Pseudomonas fluorescens in tomato. Letters in Applied Microbiology 38(2): 169-175.

25- Suarez B., Rey M., and Castillo P. 2004. Isolation and characterization of PRA1, a trypsin- like protease from the biocontrol agent Trichoderma harzianum CECT 2413 displaying nematicidal activity. Applied Microbiology and Biotechnology 65: 46–55.

26- Verma M., Brar S.K., Tyagi R.D., Surampalli R.Y., and Valero J.R. 2007. Antagonistic fungi, Trichoderma spp.: panoply of biological control. Biochemical. Enzymology Journal 37: 1-20.

27- Windham G.L., Windham M.T., and Williams W.P. 1986. Effect of Trichoderma spp. On maize growth and Meloidogyne arenaria reproduction. Plant Disease Reporter 73: 493–494.