مطالعه اثر اسید آمینه متیونین بر بیان ژن بتا 1 و 3 گلوکاناز و فعالیت آنزیم‌های مؤثر در القای مقاومت به بیماری شانکر مرکبات در لیموترش

تحقیقات نوین در گیاه پزشکی

شناسنامه علمی شماره، دوره 6، شماره 2 - شماره پیاپی 16، شهریور 1393، صفحه 161-149   

نویسندگان

وحیده حسبی^* ؛ حسین عسکری؛ سید مهدی علوی؛ مسعود سلطانی نجف‌آبادی؛ حمیدرضا زمانی زاده

چکیده

شانکر باکتریایی مرکبات با عامل Xanthomonas citri subsp. citri، یکی از مهم‌ترین بیماری‌های مرکبات در مناطق گرمسیر و نیمه گرمسیر محسوب می‌شود. تجمع پروتئین‌های مرتبط با بیماری‌زایی مانند بتا 1و 3 گلوکاناز در اثر حمله عوامل بیمارگر گیاهی، از جمله مکانیسم‌های دفاعی گیاهان علیه عوامل بیماری‌زا به شمار می‌رود. به منظور بررسی بیان ژن PR-2 مرتبط با آنزیم بتا 1و 3 گلوکاناز و نیز فعالیت آنزیم‌های مؤثر در القای مقاومت به بیماری شانکر مرکبات، آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. در این مطالعه از اسید آمینه متیونین در غلظت 25 میلی مولار و آب مقطر به عنوان کنترل استفاده گردید. گیاهان تیمار شده، پس از 48 ساعت با 5 میکرولیتر از سوسپانسیون باکتری (با غلظت 10⁸ پرگنه در میلی‌لیتر) به روش تلقیح توسط سرنگ بدون سوزن مایه‌زنی شده و تحت شرایط گلخانه‌ای قرار گرفتند. بر اساس نتایج آزمایش فنوتیپی، بین گیاهان تیمار شده با اسید آمینه متیونین و گیاهان شاهد تیمار شده با آب مقطر سترون، اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال 05/0 وجود داشت. همچنین نتایج آزمون مولکولی نشان دهنده افزایش بیان ژن PR-2 در 24، 48 و 72 ساعت بعد از مایه‌زنی در گیاهان تیمار شده بود. بر اساس نتایج حاصل از بررسی آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان در گیاهان تحت تنش، تیمار گیاهان با اسید آمینه متیونین به طور معنی‌داری سبب افزایش فعالیت آنزیم‌های پراکسیداز و فنیل آلانین آمونیولیاز گردید در حالی که در میزان فعالیت آنزیم کاتالاز تأثیر چندانی نداشت. 

کلیدواژه‌ها

شانکر باکتریایی مرکبات؛ القای مقاومت؛ بتا 1و.3 گلوکاناز؛ Xanthomonas citri subsp. citri

مراجع

Agrios, G.N. 2005. Plant Pathology (5^th ed.). Elsevier Academic Press.

Ballester, A.R., Lafuente, M.T.& González-Candelas, L. 2006. Spatial study of antioxidant enzymes, peroxidase and phenylalanine ammonia-lyase in the citrus fruit-Penicillium digitatum interaction. Postharvest Biology and Technology, 39, 115-124

Bradford, M. M. 1976. A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248- 254.

Cohen, Y., Gisi, U. & Mosinger, E. 1991. systemic resistance of potato plants against Phytophthora infestans induced by unsaturated fatty acids. Physiological and Molecular Plant Pathology. 38(4): 225-263.

Dhindsa, R.S., Dhindsa, P.& Thorpe, A.T. 1981. Leaf senescence correlated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation and decrease levels of superoxide dismutase and catalase. Journal of Experimental Botany, 32: 93-101.

Distefano, G. La., Malfa, S., Vitale, A., Lorito, M., Deng, Z. & Gentile, A. 2008. Defencerelated gene expression in transgenic lemon plants producing an antimicrobial Trichoderma harzianum endochitinase during fungal infection. Transgenic Research. 17 : 873-879.

Dixon, R.A., Harrison, M.J.& Lamb, C.J. 1994. Early events in the activation of plant defense responses. Annu. Rev. Phytopathology, 32: 479-501.

Dong, H. & Beer, S. V. 2000. Riboflavin induces disease resistance in plant by activating a novel signal transducation pathway. Phytopathology, 90: 801- 811.

Francis, M.I., Redondo, A., Burns, J. K. & Graham, J H. 2009. Soil application of imidacloprid and related SAR inducing compounds produces effective and persistent control of citrus canker. European Journal of Plant Pathology, 124:283-292.

Gapinska, M., Sklodowska, M. & Gabara, B. 2008. Effect of short- and long-term salinity on the activities of antioxidative enzymes and lipid peroxidation in tomato roots. Acta Physiologiae Plantarum, 30:11-18.

Gottwald, T. R.& Graham, J. H. 2000. Canker pp. 5-7, In: Timmer L.W., Garnsey S.M., Graham J.H. (eds.) Compendium of citrus diseases, 2nd edn. APS Press, St. Paul. 5–7.

Graham, J. H. & Leite R P. 2004. Lack of control of citrus canker by induced systemic resistance compounds. Plant Disease, 88:745-750.

Graham, J. H. & Leite, R P, Jr. 2007. Soil-applied neonicotinoids for control of bacterial diseases on young citrus trees. Proceedings of International Workshop PR-Proteins and Induced Resistance Against Pathogens and Insects. Doorn, The Netherlands.

Graham, J.H. & Myers, M.E. 2011. Soil Application of SAR Inducers Imidacloprid, Thiamethoxam, and Acibenzolar-S-Methyl for Citrus Canker Control in Young Grapefruit Trees. Plant Disease, 95(6): 725-728.

Heil, M. & Bostock, R.M. 2002. Induced systemic resistance (ISR) against pathogens in the context of induced plant defences. Annal Botany, 89: 503-512.

Herman, M. A. B., Restrepo1, S. & Smart, C. D. 2007. Defense gene expression patterns of three SAR-induced tomato cultivars in the field. Physiol. Mololcular Plant Pathology. 71:192-200.

Kuc, J., Barnes, E., Daftsios, A. & Williams, E. B. 1959. The effect of amino acids on susceptibility of apple varieties to scab. Phytopathology, 49:313-315.

Kuc, J., Williams, E. B. & Shay, J. R. 1957. Increase of resistance to apple scab following injection of host with phenylthiourea and Dphenylalanine. (Abstr.) Phytopathology. 47:21-22.

Reuveni, R. 1995. Biochemical marker of disease resistance. pp. 99-114, In R.P. Singh. and U.S. Singh (eds). Molecular Methods in Plant Pathology. Boca Raton, Florida, USA: CRC Press.

Rinaldi, D.A.& Leite, J.r. R.P. 2000. Adaptation of Xanthomonas axonopodis pv. citri population to the presence of copper compounds in nature. Proceeding International Society of Citriculturs,. 2: p. 1064.

Schaad, N.W., Postnikova, E., Lacy, G.A, Sechler & Garkova, L. 2006. Emended classification of xanthomonad pathogens on citrus. Systematic and Applied Microbiology, 29: 90-695.

Van Andel, O. M. 1958. Investigations on plant chemotherapy II. Influence of amino acids on the relation plant-pathogen. Tijdschr. Planteziekten, 64:307-327.