بررسی توانایی کنترل کنندگی قارچ Trichoderma harzianum BI به تنهایی و در ترکیب با سه ترکیب شیمیایی تیامین، ریبوفلاوین و هگزانوئیک اسید علیه نماتد ریشه گرهی گوجه فرنگی

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 2، دوره 36، شماره 2 - شماره پیاپی 56، تیر 1401، صفحه 153-167   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.2021.72002.1045

نویسندگان

مجتبی کواری؛ عصمت مهدیخانی مقدم^* ؛ حمید روحانی

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

از مهمترین مسایل پیش روی کشاورزی مدرن، کنترل بیمارگرهای خاکزاد گیاهی به ویژه نماتدهای ریشه گرهی می‌باشد. این نماتدهای انگل اجباری، سالانه خسارت قابل توجهی را به محصولات کشاورزی در سرتاسر جهان وارد می‌کنند. روش‌های مرسوم در کنترل سایر بیمارگرها مانند کنترل شیمیایی، تناوب زراعی، استفاده از ارقام مقاوم با توجه به دامنه وسیع میزبانی، توانایی بقا طولانی مدت در خاک و بقایای گیاهی حتی در عدم حضور میزبان و همچنین گذراندن بیشتر مراحل زندگی درون بافت گیاه، در کنترل این بیمارگر کارایی چندانی ندارد. القای مقاومت در میزبان در برابر این بیمارگر با کاربرد ترکیبات شیمیایی و میکروارگانیسم‌های مفید با توجه به نداشتن مضرات استفاده از آفت‌کش‌ها یکی از روش‌هایی است که به تازگی در جهت مدیریت این بیمارگر مورد توجه فراوان قرار گرفته است. در این پژوهش تاثیر استفاده از جدایه BI قارچ Trichoderma harzianum به تنهایی و همچنین به همراه هگزانوئیک اسید، تیامین و ریبوفلاوین بر میزان فعالیت آنزیمی، محتوی فنل کل ریشه و همچنین کاهش شاخص‌های بیماری‌زایی نماتد در گیاه گوجه فرنگی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، تیمار قارچ تریکودرما به همراه هگزانوئیک اسید بیشترین تاثیر را بر افزایش فعالیت آنزیم‌های دفاعی مانند پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز، پلی فنیل آلانین آمونیالیاز و کاتالاز و همچنین کاهش شاخص‌های بیماری‌زایی نماتد نشان داد. نتایج این بررسی نشان دهنده پتانسیل بالای استفاده از این ترکیبات شیمیایی و همچنین قارچ تریکودرما در جهت مدیریت تلفیقی این بیمارگر در برنامه‌های کشاورزی پایدار می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

تریکودرما؛ تیامین؛ ریبوفلاوین؛ گوجه فرنگی؛ نماتد ریشه گرهی؛ هگزانوئیک اسید

مراجع

1. Abdel-Monaim, M.F. (2011). Role of riboflavin and thiamine in induced resistance against charcoal rot disease of soybean. Egyptian Journal of Phytopathology39(1): 1-23. https://doi.org/21608/EJP.2011.158587.
2. Ahn, I.P., Kim, S., & Lee, Y.H. (2005). Vitamin B1 functions as an activator of plant disease resistance. Plant Physiology138(3): 1505-1515. https://doi.org/10.1104/pp.104.058693.
3. Ahn, I.P., Kim, S., Lee, Y.H., & Suh, S.C. (2007). Vitamin B1-induced priming is dependent on hydrogen peroxide and the NPR1 gene in Arabidopsis. Plant Physiology143(20): 838-848. https://doi.org/10.1104/pp.106.092627.
4. Al-Hazmi, A.S., & TariqJaveed, M. (2016). Effects of different inoculum densities of Trichoderma harzianum and Trichoderma viride against Meloidogyne javanica on tomato. Saudi Journal of Biological Sciences 23(2): 288-292. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2015.04.007.
5. Aryal, S.K., Davis, R.F., Stevenson, K.L., Timper, P., & Ji, P. (2011). Influence of infection of cotton by Rotylenchulus reniformis and Meloidogyne incognita on the production of enzymes involved in systemic acquired resistance. Journal of Nematology43(3-4): 152-159.
6. Asensi-Fabado, M.A., & Munné-Bosch, S. (2010). Vitamins in plants: occurrence, biosynthesis and antioxidant function. Trends in Plant Science 15(10): 582-592. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2010.07.003.
7. Aver'Yanov, A.A., Lapikova, V.P., Nikolaev, O.N., & Stepanov, A.I. (2000). Active oxygen-associated control of rice blast disease by riboflavin and roseoflavin.  Biokhimiia65(11): 1292-1298.
8. Bernard, G.C., Egnin, M., & Bonsi, C. (2017). The Impact of Plant-Parasitic Nematodes on Agriculture and Methods of Control. Nematology-Concepts, Diagnosis and Control 1: 121-151. https://doi.org/10.5772/INTECHOPEN.68958.
9. Boubakri, H., Chong, J., Poutaraud, A., Schmitt, C., Bertsch, C., Mliki, A., Masson, J.E., & Soustre-Gacougnolle, I. (2013). Riboflavin (Vitamin B₂) induces defence responses and resistance to Plasmopara viticola in grapevine. European Journal of Plant Pathology 136(4): 837-855. https://doi.org/10.1007/s10658-013-0211-x.
10. Bradford, Marion M. (1976). "A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding." Analytical biochemistry 72.1(2): 248-254. https://doi.org/1016/0003-2697(76)90527-3.
11. Bridge, J., & Page, S.L.J. (1980). Estimation of root-knot nematode infestation levels on roots using a rating chart. International Journal of Pest Management 26(3): 296-298. https://doi.org/10.1080/09670878009414416.
12. Chinnasri, B., Sipes, B.S., & Schmitt, D.P. (2006). Effects of inducers of systemic acquired resistance on reproduction of Meloidogyne javanica and Rotylenchulus reniformis in pineapple. Journal of Nematology38(3): 319. https://doi.org/17660/ActaHortic.2005.666.22.
13. Dias, M.A., & Manuela Costa, M. (1983). Effect of low salt concentrations on nitrate reductase and peroxidase of sugar beet leaves. Journal of Experimental Botany 34(5): 537-543. https://doi.org/1093/jxb/34.5.537.
14. Dina, S.S., Ibrahim, A.H., Nour El-Deen, A.E.K., & Fatma, A.M.M. (2013). Induction of systemic resistance in sugar-beet infected with meloidogyne incognita by humic acid, hydrogen peroxide, thiamine and two amino acids. Egypt Journal Agronematol12: 22-41.
15. Dong, H., & Beer, S.V. (2000). Riboflavin induces disease resistance in plants by activating a novel signal transduction pathway. Phytopathology 90(8): 801-811. https://doi.org/10.1094/PHYTO.2000.90.8.801.
16. FAOSTAT: http://www.fao.org/faostat/en/#data.
17. Fatma, M.A., Khalil, A.E., El Deen, N.A., & Dina, S. (2014). Induction of systemic resistance in sugar-beet against root-knot nematode with commercial products. Journal of Plant Pathology & Microbiology 5(3): 37-43. https://doi.org/4172/2157-7471.1000236.
18. Feyisa, B., Lencho, A., Selvaraj, T., & Getaneh, G. (2015). Evaluation of some botanicals and Trichoderma harzianum for the management of tomato root-knot nematode (Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chit Wood). Advances in Crop Science and Technology 4(1): 2-10. https://doi.org/4172/2329-8863.1000201.
19. Ghareeb Y., Adss I.A., Bayoumi, S.R., & El-Habashy, D.E. (2019). The nematicidal potentiality of some algal extracts and their role in enhancement the tomato defense genes against root knot-nematodes. Egyptian Journal of Biological Pest Control29(1): 53-63.
20. Gomez‐Vasquez, R.O.C.Í.O., Day, R., Buschmann, H., Randles, S., Beeching, J.R., & Cooper, R.M. (2004). Phenylpropanoids, phenylalanine ammonia lyase and peroxidases in elicitor‐challenged cassava (Manihot esculenta) suspension cells and leaves. Annuals of Botany 94(1): 87-97.
21. Herrera-Parra, E., Ramos-Zapata, J., Cristóbal-Alejo, J., Tun-Suarez, J., & Reyes-Ramírez, A. (2018). Species of Trichoderma antagonistic to the root knot nematode (Meloidogyne incognita) in habanero peppers. FYTON 87: 7-13.
22. Huang, W.K., Ji, H.L., Gheysen, G., & Kyndt, T. (2016). Thiamine‐induced priming against root‐knot nematode infection in rice involves lignification and hydrogen peroxide generation. Molecular Plant Pathology 17(4): 614-624. https://doi.org/10.1111/mpp.12316.
23. Jansson, H.B., Jeyaprakash, A., & Zuckerman, B.M. (1985). Control of root-knot nematodes on tomato by the endoparasitic fungus Meria coniospora. Journal of Nematology17(3): 327-329.
24. Kato, M., & Shimizu, S. (1987). Chlorophyll metabolism in higher plants. VII. Chlorophyll degradation in senescing tobacco leaves; phenolic-dependent peroxidative degradation. Canadian Journal of Botany 65(4): 729-735. https://doi.org/1139/b87-097.
25. Kavari, M., Mahdikhani Moghadam, E., & Rouhani, H. (2014). Survey on chitinase production by several isolates of Trichoderama and its biological control effect on tomato root-knot nematode Meloidogyne javanica. Journal of Plant Protection29(1): 123-133.
26. Kayani, M.Z., Sarwar, G., & Muhammad, S. (2001). Control of root-knot nematode (Meloidogyne incognita) on tomato plants by using root extracts of plants. Journal of Agriculture in the Tropics and Subtropics 102(2): 143-146. https://doi.org/10.30486/IJROWA.2021.1937252.1307.
27. Leyva, M.O., Vicedo, B., Finiti, I., Flors, V., Del Amo, G., Real, M.D., García‐Agustín, P., & González‐Bosch, C. (2008). Preventive and post‐infection control of Botrytis cinerea in tomato plants by hexanoic acid. Plant Pathology 57(6): 1038-1046. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2008.01891.x.
28. Liu, H., Jiang, W., Bi, Y., & Luo, Y. (2005). Postharvest BTH treatment induces resistance of peach (Prunus persica cv. Jiubao) fruit to infection by Penicillium expansum and enhances activity of fruit defense mechanisms. Postharvest Biology and Technology 35(3): 263-269. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2004.08.006.
29. Malamy, J., Sanchez-Casas, P., Hennig, J., Guo, A., & Klessig, D.F. (1996). Dissection of the salicylic acid signaling pathway in tobacco. Molecular plant-microbe interactions: MPMI (USA). https://doi.org/4161/psb.4.8.9173.
30. Navia, , Delgado, A., Viera, W., Báez, F., & Trevor, J. (2017). Application of Bio-Products in Ecuadorian Agriculture: Case Banana. International Journal of Clinical and Biological Sciences 2 (2): 37-43. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0120384.
31. Sahebani, N., & Hadavi, N. (2008). Biological control of the root-knot nematode Meloidogyne javanica by Trichoderma harzianum. Soil Biology and Biochemistry 40(8): 2016-2020. https://doi.org/1016/j.soilbio.2008.03.011.
32. Sahebani, N., Hadavi, N.S., & Zade, F.O. (2011). The effects of β-amino-butyric acid on resistance of cucumber against root-knot nematode, Meloidogyne javanica. Acta Physiologiae Plantarum 33(2):443-450. https://doi.org/10.1007/s11738-010-0564-0.
33. Scalschi, L., Vicedo, B., Camañes, G., Fernandez‐Crespo, E., Lapeña, L., González‐Bosch, C., & García‐Agustín, P. (2013). Hexanoic acid is a resistance inducer that protects tomato plants against Pseudomonas syringae by priming the jasmonic acid and salicylic acid pathways. Molecular Plant Pathology 14(4): 342-355. https://doi.org/1111/mpp.12010.
34. Sharon, E., Chet, I., Bar-Eyal, M., & Spiegel, Y. (2009). Biocontrol of root-knot nematodes by Trichoderma-modes of action. International Organisation for Biological and Integrated Control Bulletin 42: 159-163.
35. Singleton, V.L., & Rossi, J.A. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American journal of Enology and Viticulture 16(3): 144-158.
36. Szabó, M., Csepregi, K., Gálber, M., Virányi, F., & Fekete, C. (2012). Control plant-parasitic nematodes with Trichoderma species and nematode-trapping fungi: The role of chi18-5 and chi18-12 genes in nematode egg-parasitism. Biological Control 63(2): 121-128. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2012.06.013.
37. Szabó, M., Urbán, P., Virányi, F., Kredics, L., & Fekete, C. (2013). Comparative gene expression profiles of Trichoderma harzianum proteases during in vitro nematode egg-parasitism. Biological Control 67(3): 337-343. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2013.09.002.
38. Taheri, P., & Tarighi, S. (2010). Riboflavin induces resistance in rice against Rhizoctonia solani via jasmonate-mediated priming of phenylpropanoid pathway. Journal of Plant Physiology167(3): 201-208. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2009.08.003. 
39. Vicedo, B., Flors, V., de la O Leyva, M., Finiti, I., Kravchuk, Z., Real, M.D., García-Agustín, P., & González-Bosch, C. (2009). Hexanoic acid-induced resistance against Botrytis cinerea in tomato plants. Molecular Plant-Microbe Interactions 22(11): 1455-1465. https://doi.org/doi.org/10.1094/MPMI-22-11-1455.
40. Zhang, S., Yang, X., Sun, M., Sun, F., Deng, S., & Dong, H.(2009). Riboflavin‐induced priming for pathogen defense in Arabidopsis thaliana. Journal of Integrative Plant Biology 51(2): 167-174. https://doi.org/10.1111/j.1744-7909.2008.00763.x.
41. Zhang, S., Gan, Y., & Xu, B.(2014). Efficacy of Trichoderma longibrachiatum in the control of Heterodera avenae. BioControl 59(3): 319-331. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01491.