بررسی بیان ژن eps e و نقش اگزوپلی‌ساکارید باکتری bacillus amyloliquefaciens در کنترل بیماری پاخوره گندم

باکتری های محرک رشد گیاهی پلی ساکاریدهای خارج سلولی به نام اگزوپلی ساکارید تولید می کنند که به صورت لایه کپسولی یا لعاب مانند اطراف باکتری احاطه، به زنده‌مانی و حفاظت از آن در تنش های زنده و غیرزنده محیطی در منطقه ریزوسفر کمک می نماید، که در این میان، bacillus amyloliquefaciens از نظر تولید انواع پلیمرها و ترکیبات ضدمیکروبی، از قبل مطرح بوده است. یکی از مهم ترین بیماری های گندم پاخوره می باشدکه بر اثر قارچ var. tritici  gaeumannomyces graminis ایجاد می شود. کنترل بیولوژیک این بیماری به توانایی کلنیزاسیون جمعیت باکتری در شرایط تنش های ریزوسفر بستگی دارد. در این تحقیق یکی از ژن های مهم در تولید پلیمر اگزوپلی ساکارید به نام ژن eps e در b. amyloliquefaciens ردیابی شد. به دنبال آن با بررسی بیان این ژن توسط تکنیک real time pcr نشان داده شد باکتری در تیمار مربوط به محیط کشت حاوی قندهای ساکارز و گلوکز در مقایسه با تیمار شاهد افزایش 60 برابری در بیان ژن eps e داشته است. به منظور بررسی اثر بازدارندگی اگزوپلی ساکارید، آغشته سازی بذر در حضور قارچ بیمارگر در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج  نشان داد که بازدارندگی از رشد قارچ عامل بیماری بین گیاهانی که بذرشان با باکتری به همراه اگزوپلی‌ساکارید با مقدار بیشینه (محیط کشت حاوی قند ساکارز وگلوکز) و باکتری با مقدار کمینه اگزوپلی ساکارید (محیط کشت nutrient broth) تیمار شده بود، اختلاف معنی داری وجود داشت. میزان بازدارندگی بیماری در تیمار رقم باران به ترتیب 88 و 64 درصد و رقم اوحدی 88 و 56 درصد به ترتیب مربوط به محیط کشت حاوی eps با مقدار بیشینه و محیط کشت nb (با مقدار کمینه eps) بوده است. هم چنین، در بررسی های آزمایشگاهی نشان داده شد که باکتری b. amyloliquefaciens با توانایی بالا در تولید eps اثر کنترلی قابل توجهی علیه بیماری پاخوره در مقایسه با تیمار محیط کشت nb داشته است.

Evaluation of eps E gene expression and the role of the exopolysaccharide of Bacillus amyloliquefaciens in the control of wheat take-all

Plant growth–promoting rhizobacteria (PGPR) release polysaccharides extracellularly into the environment called exopolysaccharides in the form of capsules or slime, protecting them from biotic and abiotic stress conditions and enabling them to survive in the rhizosphere. Bacillus amyloliquefaciens is well known for producing wide spectrum of biopolymers and antimicrobial compounds.  On the other hand, take–all is one of the most important diseases of wheat caused by the fungus Gaeumannomyces graminis var. tritici. Biological control of this disease depends on the colonization of bacterial population in rhizosphere under stress conditions. In present study we targeted one of the most important genes in the production of exopolysaccharide polymer called eps E gene showed that bacterium has. The eps E gene expression analysis by Real Time PCR technique showed that bacteria in the treatment of culture medium prepared with sucrose and glucose compared with the control treatment had a 60–fold increase in eps E expression. The results of disease control showed that there was a significant difference in the disease incidence when seeds were treated with bacterium plus the maximum exopolysaccharide and bacterium with minimum exopolysaccharide, in comparison with a control treatment. The percentage disease inhibition recorded for the treatments of Baran cultivar 88 and 64% and Ouhadi cultivar 88 and 56% related to culture medium containing EPS with maximum amount and nutrient broth culture medium with minimum amount of EPS, respectively. The overall results of this study demonstrated that the B. amyloliquefaciens with high production of exopolysaccharide had a strong ability to control take–all disease in comparison with treatment of NB culture medium.