مهار زیستی بیماری پاخورۀ گندم با استفاده از سویه‌های تولیدکنندۀ بیوفیلم باکتری bacillus subtilis

بیماری پاخورۀ گندم از مهم‌ترین بیماری‌های قارچی خاک‌زاد است که هر ساله خسارت‌های قابل توجهی به این محصول راهبردی در دنیا و ایران وارد می‌نماید. در این پژوهش، پتانسیل 27 سویه باکتری آنتاگونیست bacillus subtilisدر مهار زیستی قارچ gaeumannomyces graminis var. tritici، عامل بیماری پاخورۀ گندم در آزمایشگاه و گلخانه مورد ارزیابی قرارگرفت. همه سویه‏های مورد مطالعه در آزمون کشت متقابل در برابر قارچ بیمارگر ضمن ایجاد هاله بازدارنده، بین 39/48 تا 96/29 درصد از رشد میسلیوم قارچ جلوگیری نمودند. در آزمون تولید متابولیت‌های فرار ضدقارچی، برخی سویه‌ها رشد قارچ بیمارگر را به‌میزان 87/62% کاهش دادند که البته این مقدار برای تعدادی از سویه‌ها کمتر از 20% بود. از بین سه غلظت 5، 15 و 25 درصد ترشحات مایع خارج سلولی، بیشتر سویه‌ها در غلظت 25% بیشترین میزان بازدارندگی از رشد قارچ را نشان دادند. همۀ سویه‌ها قادر به‌تولید بیوسورفکتانت و بیوفیلم بودند، با این حال تنوع زیادی در بین سویه‌های مورد مطالعه دیده شد. میزان همبستگی بین تولید بیوسورفکتانت و بیوفیلم در آزمایشگاه، 0/83 بود. تعداد 11 سویه باکتری با توان مختلف آنتاگونیستی و تولید بیوفیلم، برای بررسی امکان مهار زیستی بیماری در گلخانه انتخاب شد که همۀ سویه‌ها توانستند بین 20-100 درصد بیماری را کاهش دهند. 72 درصد از سویه‌ها، بیماری را بیش از 50 درصد نسبت به‌شاهد کاهش دادند. بین میزان مهار زیستی بیماری در گلخانه با تولید بیوفیلم و بیوسورفکتانت در آزمایشگاه به‌ترتیب 0/71 و 0/85 همبستگی وجود داشت.

Biological control of wheat takeall disease using some biofilmforming Bacillus subtilis strains

Wheat takeall is one of the most important soilborne fungal diseases that causes significant annual damage to this strategic crop in the world including Iran. In this study, potential of 27 antagonistic bacterial strains of Bacillus subtilis was evaluated in the biocontrol of Gaeumannomyces graminis var. tritici, the causal agent of wheat takeall in the laboratory and greenhouse conditions. In dual culture experiment, all studied strains had inhibition zone against growth of the pathogenic fungus and they prevented fungal growth between 39.4896.29%. In antifungal volatile metabolites production, some strains reduced fungal growth up to 87.62%, while this for some others was less than 20%. In extracellular liquids secretion at three concentrations of 5, 15 and 25%, the most effective concentration was 25%. Results of biosurfactant production and biofilm formation showed that all the studied strains produced biosurfactant and biofilm with high variation. Correlation between production of biosurfactant and biofilm in in vitro was 0.83. Eleven strains with different potential in antagonistic effects and biofilm formation were selected for the possibility of disease biocontrol in the greenhouse conditions. All strains decreased the disease between 20100%. About 72% of the trains reduced disease more than 50% comparing to the control. Correlation of 0.71 and 0.85 was obtained between biofilm formations and biosurfactant production in the laboratory and the greenhouse in the biological control of the disease.