ارزیابی مقاومت برخی از ارقام برنج به بیماری بلایت باکتریایی ناشی ازXanthomonas oryzae pv. Oryzae

نوع مقاله : علمی پژوهشی-فارسی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد بیماری‌شناسی گیاهی دانشگاه یاسوج

2 استادیار دانشگاه یاسوج

چکیده

بلایت باکتریایی که توسط Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) ایجاد می‌شود، یکی از مخرب‌ترین بیماری‌های برنج در مناطق کشت این محصول در دنیا به شمار می‌آید. گرچه کاربرد ترکیبات شیمیایی به طور معنی‌داری بیماری‌های گیاهی را کاهش می‌دهد، ولی کاشت ارقام مقاوم همچنان به عنوان موثرترین روش کنترل بیماری‌های گیاهی به حساب می‌آید. هدف از انجام تحقیق حاضر، بررسی مقاومت چهار رقم برنج هاشمی، لنجان، فیروزان و گیلانه به بیماری بلایت باکتریایی در شرایط اتاقک رشد بود. بعد از مایه‌زنی باکتری Xoo به فضای بین‌سلولی گیاهان (107 واحد تشکیل دهنده کلنی بر میلی‌لیتر آب سترون)، رشد جمعیت باکتری، پیشرفت علائم بیماری و همچنین اثرات تنش باکتری بر فعالیت آنزیم‌های سوپراکسیددیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز در برگ‌های ارقام مختلف برنج مطالعه شد. فعالیت آنتی‌اکسیدانی در برگ‌های آلوده 4، 8 و 12 روز پس از مایه‌زنی باکتری مورد بررسی قرار گرفت. چهارده و شانزده روز پس از مایه‌زنی، حداکثر جمعیت باکتری در برگ‌های رقم هاشمی و بعد از آن در رقم گیلانه و فیروزان توسعه پیدا کرد. حداکثر فعالیت آنزیم پراکسیداز، در رقم لنجان و 12 روز پس از مایه‌زنی مشاهده گردید. فعالیت آنزیم سوپراکسیددیسموتاز در ارقام لنجان، گیلانه، هاشمی و فیروزان 12 روز پس از مایه‌زنی باکتری در مقایسه با گیاه شاهد در همین زمان به ترتیب 3/33، 5/23، 5/15 و 3/33 درصد افزایش یافت. مطالعه حاضر نشان داد که رقم هاشمی بر اساس دینامیک جمعیت باکتری Xoo در برگ‌های ارقام مختلف، بیماری‌زایی (درصد ناحیه نکروز برگ) و فعالیت آنتی‌اکسیدانی، حساس‌ترین رقم و رقم لنجان بیشترین مقاومت را در مقایسه با سه رقم دیگر به بلایت باکتریایی داشتند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of resistance in some rice cultivars to bacterial blight disease caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae

نویسندگان [English]

  • M. Akbari 1
  • R. Rezaei 2
  • H. Charehgani 2
1 M.Sc. graduate of Plant Pathology, Yasouj University
2 Assistant Professor, Yasouj University
چکیده [English]

Background and Objectives
Bacterial leaf blight of rice, caused by Xanthomonas oryzae pv. Oryzae, is a destructive bacterial disease of rice in growing regions of this plant worldwide. Although the application of chemicals significantly reduces plant diseases, planting resistant cultivars remains the most effective strategy to control crop diseases. This study aims to evaluate the resistance of four rice cultivars Hashemi, Lenjan, Firuzan and Gilane to bacterial blight, under growth chamber conditions.
Materials and Methods
The population growth and symptom development were monitored after introduction of bacterial suspensions (107 cfu ml–1) into leaf intercellular spaces. In this investigation, the effects of Xanthomonas oryzae pv. oryzae stress on the activity of superoxide dismutase, catalase and peroxidase in different rice leaves were evaluated. Antioxidant assays were performed with leaf samples collected on 4th day after infection (4th DAI), 8th DAI and 12th DAI.
Results
After infiltration of different cultivars with the bacterium, the highest populations were detected in Hashemi cultivar, followed by Gilane and Firuzan cultivars 14 and 16 days after infiltration. At 12th DAI, the higher peroxidase activity was observed in Lenjan cultivar. At 12th DAI, the activity of superoxide dismutase was increased 33.3, 23.5, 15.5 and 33.3 percent, respectively, in Lenjan, Gilane, Hashemi and Firuzan cultivars compared to the control.
Discussion
The present study showed that based on the population dynamics of Xanthomonas oryzae pv. oryzae in different rice leaves, pathogenicity (percentage of necrotic area per leaf) and antioxidant activity, Hashemi was the most susceptible cultivar and Lenjan was the most resistant cultivar to bacterial blight.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice
  • Bacterial blight
  • Resistant cultivars
  • Enzyme

مراجع

Abràmoff M.D., Magalhães, P. J., and Ram, S. J. 2004. Image processing with ImageJ. Biophotonics International, 11: 36–41.
Aebi, H. 1984. Catalase in vitro. Methods in Enzymology. Academic press, Orlando. 105: 121-126.
Asada, K. 1999. The water-water cycle in chloroplasts: scavenging of active oxygens and dissipation of excess photons. Annual Review of Plant Biology, 50: 601-639.
Beauchamp, C., and Fridovich, I. 1971. Superoxide dismutase: Improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Analytical Biochemistry, 44: 276-287.
Chien, C. C., Chou, M. Y., Chen, C. Y., and Shih, M. C. 2019. Analysis of genetic diversity of Xanthomonas oryzae pv. oryzae populations in Taiwan. Scientific Reports, 9: 316.
Eskandari Cherati, F., Bahrami, H., Asakereh, A. 2011. Energy survey of mechanized and traditional rice production system in Mazandaran province of Iran. African Journal of Agricultural Research, 6: 2565e70.
Gill, S. S., and Tuteja, N. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry, 48: 909-930.
Hirano, S. S., and Upper, C. D. 2000. Bacteria in the leaf ecosystem with emphasis on Pseudomonas syringae: a pathogen, ice nucleus, and epiphyte. Microbiology and Molecular BiologyReviews,64: 624–653.
Hodson, A., Smith, A., and Hignett, R. 1995. Characterization of an outer membrane preparation of Pseudomonas syringae pv. mors-prunorum and its biological activities In planta. Physiological and Molecular Plant Pathology, 47: 159–172.
Kelemu, S., and Leach, j. E. 1990. Cloning and characterization of an avirulence gene from Xanthomonas campestris pv. oryzae. Molecular Plant-Microbe Interaction, 3: 59-65.
Khana-Chopra, R., and Selote, D. S. 2007. Acclimation to drought stress generates oxidative stress tolerance in drought-resistant than-susceptible wheat cultivar under field condition. Environmental and Experimental Botany, 60: 276-283.
Khoshkdaman, M., Ebadi, A. A., Majidi-Shilsar, F., and Dariush, S .2014. Preliminary evaluation of resistance genes in rice against bacterial leaf blight in Guilan province Iran. Agricultural Sciences, 5: 94-98.
Kumar, A., Guha, A., Bimolata, W., Reddy, A. R., Laha, G. S., Sundaram, R. M., Pandey, M. K., and Ghazi, I. A. 2013. Leaf gas exchange physiology in rice genotypes infected with bacterial blight: An attempt to link photosynthesis with disease severity and rice yield. Australian Journal of Crop Science 7: 32-39.
Mittler, R., Vanderauwera, S., Gollery, M., and Breusegem, F. V. 2004. Reactive oxygen gene network of plants. Trends in Plant Science, 9: 490-498.
Nelson, R. J., Baraoidan, M. R., Vera Cruz, C. M.,  Yap, I. V., Leach, J. E., Mew, T. W.,  and Leungh, H. 1994. Relationship between phylogeny and pathotype for the bacterial blight pathogen of rice. Applied Environmental Microbiology, 60: 3275-3283.
Nino-Liu, D. O., Ronald, P. C., and Bogdanove, A. J. 2006. Xanthomonas oryzae pathovars: model pathogens of a model crop. Molecular Plant Pathology Journal, 7: 303-324.
Pishgar-Komleh, S. H., Sefeedpari, P., and Rafiee, S. 2011. Energy and economic analysis of rice production under different farm levels in Guilan province of Iran. Energy, 36: 5824–5831.
Rais, A., Jabeen, Z., Shair, F., Hafeez, F. Y., Hassan, M. N. 2017. Bacillus spp., a bio-control agent enhances the activity of antioxidant defense enzymes in rice against Pyricularia oryzae. Plos One, 12: e0187412.
Read, A. C., Rinaldi, F. C., Hutin, M., He, Y., Triplett, L. R., and Bogdanove, A. J. 2016. Suppression of Xo1-mediated disease resistance in rice by a truncated, non-DNA-binding TAL effector of Xanthomonas oryzae. Frontiers in Plant Science, 7: 1516.
Reimers, P. J., Guo, A., and Leach, J. E. 1992. Increased activity of a cationic peroxidase associated with an incompatible interaction between Xanthomonas oryzae pv oryzae and rice (Oryza sativa). Plant Physiology, 99: 1044-1050.
SAS Institute, 1996. SAS User’s Guide. 3rd ed., SAS Institute Inc., Cary, NC.
Shen, Y., and Roland, P.2002. Molecular determinant of disease and resistance in interaction of Xanthomonas oryzae pv. oryzae and rice. Microbes and Infection, 4: 1361-1367.
Tran, T. T., Pérez-Quintero, A. L., Wonni, I., Carpenter, S. C. D., Yu, Y., Wang, L., Leach, J. E., Verdier, V., Cunnac, S., Bogdanove, A. J., Koebnik, R., Hutin, M., Szurek, B. 2018. Functional analysis of African Xanthomonas oryzae pv. oryzae TALomes reveals a new susceptibility gene in bacterial leaf blight of rice. PLoS Pathogens, 14: e1007092.
گیاه پزشکی
دوره 42، شماره 3
آبان 1398
صفحه 59-70

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار