زراعت و فناوری زعفران

زراعت و فناوری زعفران

ارزیابی تأثیر چند ترکیب شیمیایی بر کنترل باکتری Burkholderia gladioli pv. gladioli، عامل بیماری پوسیدگی بنه زعفران

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان
مریم خضری 1
محمود رضا کریمی شهری 2
ابوالقاسم قاسمی 3
1 استادیار، مؤسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
2 گروه گیاهپزشکی مرکز تحقیقات خراسان رضوی
3 سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور، تهران، ایران
10.22048/jsat.2024.454510.1529
چکیده
پوسیدگی باکتریایی بنه از بیماری‌های مهم گیاه زعفران است که توسط باکتری Burkholderia gladioli pv. gladioli (Bgg) ایجاد می‌شود. در این تحقیق، تأثیر بی‌کربنات سدیم و سه ترکیب شیمیایی بر پایه مس (اکسی‌کلرور مس، بردو و نوردوکس) در غلظت‌های مختلف، بر جمعیت جدایه‌های باکتری Bgg در محیط آزمایشگاه مورد ارزیابی قرار گرفت، همچنین حساسیت جدایه‌های باکتری نسبت به 21 آنتی‌بیوتیک بررسی شد. علائم ایجاد شده روی بنه‌ها دو هفته پس از مایه‌زنی، به صورت پوسیدگی خشک همراه با قهوه‌ای شدن بافت اطراف ناحیه مایه‌زنی شده بود. توان جدایه‌ها در ایجاد بیماری‌زایی روی بنه‌ها متفاوت بود و بیشترین علائم توسط جدایه Bg16 ایجاد شد. حداقل غلظت بازداندگی از رشد باکتری ترکیب اکسی‌کلرور مس 5/3 در هزار، بردو و بی‌کربنات سدیم 12 درصد و نوردوکس 5/1 در هزار تعیین شد. جدایه‌های باکتری نسبت به 9 آنتی-بیوتیک حساسیت نشان دادند، بزرگترین هاله بازدارنده از رشد در اطراف دیسک‌های تری‌متوپریم‌سولفامتوکسازول، نالیدیکسیک‌اسید، جنتامایسین و آمیکاسین تشکیل شد. شمارش پرگنه‌های باکتری‌ها یک هفته پس از کشت نشان داد، سموم مسی موجب کاهش جمعیت باکتری نسبت به تیمار شاهد شدند اما در هفته دوم، تفاوت معنی‌داری بین آن‌ها وجود نداشت. بر اساس نتایج این تحقیق، موثرترین تیمارها در کاهش جمعیت باکتری در محیط آزمایشگاه، تیمارهای اکسی‌کلرور مس 2 در هزار و 3 در هزار، بردو 8 درصد و 10 درصد و نوردوکس 1 در هزار و 5/1 در هزار بودند. تأثیر این تیمارها بر بیماری پوسیدگی بنه زعفران در محیط مزرعه مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت.
کلیدواژه‌ها
زعفران
ضدعفونی سطحی
ترکیبات مسی
آنتی‌بیوتیک
مدیریت بیماری

موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation the inhibitory effects of chemical compounds for controlling on Burkholderia gladioli pv. gladioli, the causal agent of saffron corm rot

نویسندگان English

Maryam Khezri 1
MAHMOUDREZA KARIMISHAHRI 2
Abolghasem Ghasemi 3
1 Assistant Professor, Iranian Research Institute of Plant Protection, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
2 RAZAVI-KHORASSAN AGRRICULTURAL AND NATURAL RESOURCES RESEARCH CENTER PLANT PROTECTION DEPTT.
3 Assistant professor, Agricultural Education and Extension Research Organization, Iranian Plant Protection Research Institute, Tehran, Iran
چکیده English

Saffron corm rot caused by the bacterium Burkholderia gladioli pv. gladioli (Bgg), is an important disease affecting saffron cultivation. This study aimed to evaluate the effect of different doses of sodium bicarbonate and three copper-based compounds (copper oxychloride, Bordeaux and Nordox) on the population of Bgg isolates, in vitro. Additionally, the sensitivity of the Bgg isolates to 21 antibiotics was investigated. Two weeks after inoculation, the symptoms of the disease appeared as dry rot and brown lesions around the inoculated area. Varying degrees of virulence were observed among the Bgg isolates, with the Bg16 inducing the most severe symptoms. The Minimum inhibitory concentrations (MICs) were determined as copper oxychloride 3.5/1000, Bordeaux and sodium bicarbonate 12%, and Nordox 1.5/1000. The Bgg isolates were sensitive to nine antibiotics. The largest inhibitory zone diameters observed around trimethoprim sulfamethoxazole, nalidixic acid, gentamicin, and amikacin discs. One week after cultivation, the copper compounds decreased the bacterial population compared to the control, but no significant difference was observed between them in the second week. The most effective treatments in reducing the Bgg population were copper oxychloride at 2/1000 and 3/1000, Bordeaux at 8% and 10%, and Nordox at 1/1000 and 1.5/1000. The efficacy of the identified effective treatments will be further evaluated under field conditions.

کلیدواژه‌ها English

Saffron
Disinfestation
Copper compounds
Antibiotic
Disease management
Anonymous (2022). Agriculture Statistics, Chapter 3: Horticultural and greenhouse products report. Ministry of Jihad Agriculture Publications, Information and Communication Center, Programming Deputy, Tehran, Iran. 307 pp. (In Persian).
Bahrami, A., Mirmohammadsadegh, S. S., Zare-Hoseini, S. F., Mousavi-Tabari, R., & Saket, S. (2020). Saffron in the ancient history of Iran. In A. Koocheki and M. Khajeh-Hosseini (eds). Saffron: Science,Technology and Health. Elsevier Inc. United Kingdom. p. 23-34. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818638-1.00003-4.
Bosland, P. W., & Barchenger, D. W. (2024). Resistance: the Pathogen. Breeding Disease-Resistant Horticultural Crops. Academic Press, 97–125.
Coenye, T., & Vandamme, P. (2003). Diversity and significance of Burkholderia species occupying diverse ecological niches. Environmental Microbiology, 5, 719-729. https://doi.org/10.1046/j.1462-2920.2003.00471.x.
Duineveld, B., & Van Veen, J. (1999). The number of bacteria in the rhizosphere during plant development: relating colony-forming units to different reference units. Biology & Fertility Soils, 28, 285-291. https://doi.org/10.1007/s003740050495.
Elshafie, H., Racioppi, R., Bufo, S., & Camele, I. (2017). In vitro study of biological activity of four strains of Burkholderia gladioli pv. agaricicola and identification of their bioactive metabolites using GC-MS. Saudi Journal of Biological Sciences, 24, 295-301. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2016.04.014.
Fiori, M., Ligios, V., & Schiaffino, A. (2011). Identification and characterization of Burkholderia isolates obtained from bacterial rot of saffron (Crocus sativus L.) grown in Italy. Phytopathologia Mediterranea, 50, 450-461. https://doi.org/10.14601/Phytopathol_Mediterr-8730.
Gijon-Hernandez, A., Teliz-Ortiz, D., Cardenas-Soriano, E., De Leon, C., Mora-Aguilera, A., Mejia-Sanchez, D., & De La Torre-Almaraz, R. (2011). Leaf stripe and stem rot caused by Burkholderia gladioli, a new maize disease in Mexico. Plant Disease, 92, 1249. https://doi.org/10.1094/PDIS-92-8-124C.
Gupta, V., Kumar, K., Fatima, K., Razdan, V. K., Sharma, B. C., Mahajan, V., Rai, P. K., Sharma, A., Gupta, V., Hassan, M. G., & Hussien, R. (2020). Role of biocontrol agents in management of corm rot of saffron caused by Fusarium oxysporum. Agronomy, 10, 1398. https://doi.org/10.3390/agronomy10091398.
Gupta, V., Sharma, A., Rai, P. K., Gupta, S. K., Singh, B., Sharma, S. K., Singh, S. K., Hussain, R., Razdan, V. K., Kumar, D., Paswal, S., Pendit, V., & Sharma, R. (2021). Corm rot of saffron: epidemiology and management. Agronomy, 11, 339. https://doi.org/10.3390/agronomy11020339.
Hu, S., Wang, X. X., Sun, W. J., Wang, L. L., & Li, W. K. (2021). Investigation on main disease types of Crocus sativus in Chongming. Chinese Society of Plant Pathology, 1, 148-178. https://doi.org/10.26914/c.cnkihy.2021.063781.
Karimi Shahri, M. R., Kamali, H., & Sajadinejad, M. (2019). Occurrence of Burkholderia gladioli bacterial disease in saffron fields of Razavi Khorasan province. In Proceedings of 6th National Congress of Biology and Natural Sciences of Iran, Iran. 13 February 2019. (In Persian).
Karimi Shahri, M. R., Sedaghati, N., Mostafazadeh, S., Yardehnavi, F., & Zareh Hosseini, H. (2020). Molecular detection of Burkholderia gladioli in saffron fields of Razavi Khorasan province. In Proceedings of 4th International and 16th Iranian Genetic Congress. Iran, 15-17 April 2020. (In Persian with English Summary).
Keith, L. M., Sewake, K. T., & Zee, F. T. (2005). Isolation and characterization of Burkholderia gladioli from orchids in Hawaii. Plant Disease, 89, 1273-1278. https://doi.org/10.1094/PD-89-1273.
Khaledi, N., Rezaei, M., & Alizadeh Farddarabad, M. (2024). Investigation into the prevalence of fusarium corm rot disease in saffron fields of Iran. Saffron Agronomy & Technology, 11(4), 393-412. https://doi.org/10.22048/jsat.2024.410910.1501. (In Persian with English Summary).
Khezri, M., Karimi Shahri, M. R., & Ghasemi, G. (2023). Bacterial rot disease of saffron corm and leaf. Plant Pathology Science, 12(1), 74-83. https://doi.org/10.2982/PPS.12.1.74. (In Persian with English Summary).
Moon, H., Park, H. J., Jeon, A., Han, S. W., & Park, C. J. (2017). Isolation and identification of Burkholderia gladioli on Cymbidium orchids in Korea. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 31, 280-288. https://doi.org/10.1080/13102818.2016.1268069.
Nandakumar, R., Shahjahan, A. K. M., Yuan, X. L., Dickstein, E. R., Groth, D. E., Clark, C. A., Cartwright, R. D., & Rush, M. C. (2009). Burkholderia glumae and B. gladioli cause bacterial panicle blight in rice in the southern United States. Plant Disease, 93, 896-905. https://doi.org/10.1094/PDIS-93-9-0896.
Peng, Z., Dottorini, T., Hu, Y., Li, M., Yan, S., Fanning, S., Baker, M., Xu, J., & Li, F. (2021). Comparative genomic analysis of the foodborne pathogen Burkholderia gladioli pv. cocovenenans harboring a bongkrekic acid biosynthesis gene cluster. Frontiers in Microbiology, 12, 628538. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.628538.
Pokhrel, B. (2021). Effects of environmental factors on crop diseases. Journal of Plant Pathology & Microbiology, 12, 553. https://doi.org/10.35248/2157-7471.21.12.553.
Psallidas, P. G. (1993). Pseudomonas syringae pv. avellanae pathovar nov., the bacterium causing canker disease on Corylus avellana. Plant Pathology, 42, 358-363. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.1993.tb01512.x.
Ramezani Kaporchali, M., Safarnezhad, M. R., Ghasemi, A., & Farrokhi, N. (2022). Study flagellum and fliC of the causative bacterial agent of saffron corm rot disease Burkholderia gladioli pv. gladioli, a strategy in the identification and prevention of disease spread. Saffron Agronomy & Technology, 10(3), 261-270. https://doi.org/10.22048/jsat.2022.342484.1461. (In Persian with English Summary).
Ren, T., Dai, D., Yu, M., Li, T., & Zhang, C. (2023). Identification and characterization of pathogens causing saffron corm rot in China. Frontiers in Microbiology, 14, 1188376. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1188376.
Schaad, N. W., Jones, J. B., & Chun, W. (2001). Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria. APS Press. 373 pp.
Shahjahan, A. K., Rush, M. C., Groth, D., & Clark, C. (2000). Panicle blight. Rice Journal, 15, 26-29.
Stockwell, V. O., & Duffy, B. (2012). Use of antibiotics in plant agriculture. Revue Scientifique et Technique, 31(1), 199-210. https://doi.org/10.20506/rst.31.1.2104.
Talibi, I., Amkraz, N., Askarne, L., Msanda, F., Saadi, B., Boudyach, E. H., Boubaker, H., Bouizgarne, B., & Ait Ben Aoumar, A. (2011). Antibacterial activity of moroccan plants extracts against Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, the causal agent of tomatoes’ bacterial canker. Journal of Medicinal Plants Research, 5(17), 4332-4338.
Yang, K., Li, H. Z., Zhu, X., Su, J. Q., Ren, B., Zhu, Y. G., & Cui, L. (2019). Rapid antibiotic susceptibility testing of pathogenic bacteria using heavy-water-labeled single-cell Raman spectroscopy in clinical samples. Analytical Chemistry, 91(9), 6296-6303. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b01064.