گیاه پزشکی

گیاه پزشکی

کاربرد برخی ترکیبات برای القای مقاومت به شته‌های غلات (Hemiptera: Aphididae) در مزارع گندم

نوع مقاله : علمی پژوهشی -انگلیسی

نویسندگان
مجید نواصری 1
علی رجب‌پور 2
فاطمه یاراحمدی 3
محمد حامد قدوم پاریزی‌پور 3
هنگامه طاهری 4
1 دانشجوی کارشناسی ارشد حشره‌شناسی، گروه گیاه‌پزشکی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
2 استاد، گروه گیاه‌پزشکی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
3 دانشیار، گروه گیاه‌پزشکی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
4 استادیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، داتشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
10.22055/ppr.2024.46728.1741
چکیده
از بین حشرات مختلف آفت گندم، شته‌های غلات جزء آفات مهمی هستند که در تراکم­های بالا قادر به آسیب‌های اقتصادی هستند. مقاومت ایجادشده در نتیجه کاربرد برخی محصولات شیمیایی و طبیعی می‌تواند ابزاری مؤثر برای کنترل این آفات در یک برنامه مدیریت یکپارچه آفات باشد. در این مطالعه، تأثیر برخی از عوامل ایجاد مقاومت احتمالی، اسید سالیسیلیک، سیلیکات کلسیم، سیلیکات پتاسیم و عصاره آبی چای، بر جمعیت شته‌های غلات تحت شرایط مزرعه مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، تفاوت معنی‌داری بین جمعیت شته­های غلات در تیمارهای القاکننده بالقوه مقاومت مورد آزمایش و تیمار شاهد در اکثر تاریخ‌های نمونه‌برداری مشاهده نشد. همچنین، نتایج به دست آمده نشان داد که تفاوت معنی‌داری بین پارامترهای عملکرد گندم، مانند طول خوشه گندم، تعداد خوشه بر مترمربع، تعداد دانه بر مترمربع، تعداد دانه در خوشه، وزن 1000 دانه، طول گیاه گندم، وزن خوشه کل بر مترمربع و وزن دانه کل بر هکتار، بین تیمارهای القاکننده بالقوه مقاومت و تیمار شاهد وجود ندارد. تجزیه و تحلیل ترکیبات دفاعی مانند پراکسید هیدروژن و فلاونوئیدها به همراه فعالیت آنزیم های دفاعی پراکسیداز و کاتالاز نشان داد که تفاوت معنی داری در محتوای فلاونوئید و پراکسید گیاهان تیمار شده با سیلیکات کلسیم، سیلیکات پتاسیم، اسید سالیسیلیک و عصاره چای تیمار شده‌اند با تیمار شاهد وجود ندارد. همچنین بررسی فعالیت پراکسیداز نشان داد که تفاوت معنی‌داری بین تیمارها وجود ندارد. اگرچه گیاهانی که با سیلیکات پتاسیم تیمار شده‌اند کمترین فعالیت کاتالاز را نسبت به سایر تیمارها نشان دادند، تفاوت معنی داری در فعالیت پراکسیداز در بین گیاهان تیمار شده با القاء کننده­های مقاومت و شاهد وجود نداشت. بنابراین، این مطالعه نشان داد که عوامل ایجاد مقاومت تأثیر معنی‌داری در کنترل آفات ندارند.
کلیدواژه‌ها
شته‌ها
کنترل زراعی
کودها
متابولیت‌های ثانویه
فعالیت آنزیمی
موضوعات

عنوان مقاله English

Applications of some compounds to induce resistance against cereal aphids (Hemiptera: Aphididae) in wheat fields

نویسندگان English

M. Navaseri 1
A. Rajabpour 2
F. Yarahmadi 3
M.H. Ghodum Parizipour 3
H. Taheri 4
1 M.Sc. Student of Entomology, Department of Plant Protection; Faculty of Agriculture, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran
2 Professor, Department of Plant Protection; Faculty of Agriculture, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran
3 Professor, Department of Plant Protection; Faculty of Agriculture, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran
4 Assistant professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran
چکیده English

Among the different pests of wheat, cereal aphids are considered important pests that cause economic damage at high densities. Induced resistance by using some chemical and natural products can be an effective tool to control these pests in an integrated pest management (IPM) program. In this study, the effects of some potential resistance inducers, salicylic acid (SA), calcium silicate (CaSi), potassium silicate (PSi), and tea aquatic extract, on some cereal aphid populations were investigated under field conditions. Based on the results, almost no significant difference was observed between the potential resistance inducer treatments and the control on most sampling dates. The obtained results showed that there was no significant difference between the yield parameters, e.g., wheat spike length, spike numbers/m2, seed numbers/m2, seed numbers/spike, 1000 seed weight, wheat plant length, total spike weight/m2 and total seed weight/ha, between the potential resistant inducer treatments and the control. The analysis of defensive compounds like hydrogen peroxide and flavonoids, along with the activities of defensive enzymes peroxidase and catalase, showed that there is no significant difference in the flavonoid and peroxide contents of plants treated with CaSi, PSi, SA, and tea extract. The peroxidase activity assay also indicated no significant difference among the treatments. Furthermore, although plants treated with PSi showed the lowest catalase activity compared to the other treatments, there was no significant difference in peroxidase activities among plants treated with the resistance inducers and control. Therefore, the study indicated that resistance inducers are not significantly effective in pest control.

کلیدواژه‌ها English

aphids
cultural control
fertilizers
secondary metabolites
enzyme activity
Abdollahi, R., Yarahmadi, F. & Zandi-Sohani, N. (2021). Impact of silicon-based fertilizer and salicylic acid on the population density of Brevicoryn brassicae (Hemiptera: Aphididae) and its parasitism by Diaeretiella rapae (Hymenoptera: Braconidae). Journal of Crop Protection, 10(3), 473-482.
Aebi, H. (1984). Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 105, 121-126. DOI: https://doi.org/10.1016/S0076-6879(84)05016-3
Alhousari, F. & Greger, M. (2018). Silicon and mechanisms of plant resistance to insect pests. Plants, 7(2), 33. DOI: https://doi.org/10.3390/plants7020033
Barlow, C. A. (1962). The influence of temperature on the growth of experimental populations of Myzus persicae (Sulzer) and Macrosiphum euphorbiae (Thomas)(Aphididae). Canadian Journal of Zoology, 40(2), 145-156. DOI: https://doi.org/10.1139/z62-019
Basagli, M. A., Moraes, J. C., Carvalho, G. A., Ecole, C. C. & Gonçalves-Gervásio, R. (2003) Effect of sodium silicate application on the resistance of wheat plants to the green-aphids Schizaphis graminum (Rond.)(Hemiptera: Aphididae). Neotropical Entomology, 32(4), 659-663.‏ DOI: 10.1590/S1519-566X2003000400017
Blackman, R. L. & Eastop, V. F. (2000). Aphids on the world's crops: an identification and information guide (No. Ed. 2). John Wiley & Sons Ltd.
Boer, C. A., Sampaio, M. V. & Pereira, H. S. (2019). Silicon-mediated and constitutive resistance to Rhopalosiphum maidis (Hemiptera: Aphididae) in corn hybrids. Bulletin of Entomological Research, 109(3), 356-364. DOI: https://doi.org/10.1017/S0007485318000585
Bruinsma, M. and Dicke, M. (2008). Herbivore - induced indirect defense: from induction mechanisms to community ecology. In: Schller, A. (Ed.) Induced plant resistance to herbivory. Springer Verlag, Berlin, 31 -60 pp.
Cohen, Y., Niderman, T., Mosinger, E. & Fluhr, R. (1994). [beta]-Aminobutyric acid induces the accumulation of pathogenesis-related proteins in tomato (Lycopersicon esculentum L.) plants and resistance to late blight infection caused by Phytophthora infestans. Plant Physiology, 104(1), 59-66. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.104.1.59
Conrath, U. (2009). Priming of induced plant defense responses. Advances in Botanical Research, 51, 361-395. DOI: https://doi.org/10.1016/S0065-2296(09)51009-9
Dias, P. A. S., Sampaio, M. V., Rodrigues, M. P., Korndörfer, A. P., Oliveira, R. S., Ferreira, S. E. & Korndörfer, G. H. (2014). Induction of resistance by silicon in wheat plants to alate and apterous morphs of Sitobion avenae (Hemiptera: Aphididae). Environmental Entomology, 43(4), 949-956.‏ DOI: https://doi.org/10.1603/EN13234
Dixon, A. F. G. (2012). Aphid ecology an optimization approach. Springer Science & Business Media.
Goud, P.B. & Kachole, M.S. (2012). Antioxidant enzyme changes in neem, pigeonpea and mulberry leaves in two stages of maturity. Plant Signaling & Behavior, 7(10), 1258-1262. DOI: https://doi.org/10.4161/psb.21584
Hatchett, J. H., Starks, K. J. & Webster, J. A. (1987). Insect and mite pests of wheat. Wheat and Wheat Improvement, 13, 625-675. DOI: https://doi.org/10.2134/agronmonogr13.2ed.c34
Hemeda, H.M. & Kelin B.P. (1990). Effects ofnaturally occurring antioxidants on peroxidase activity of vegetables extracts. Journal of Food Science, 55, 184-185. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1990.tb06048.x
Kaur, R., Gupta, A. K. & Taggar, G. K. (2014). Role of catalase, H 2 O 2 and phenolics in resistance of pigeonpea towards Helicoverpa armigera (Hubner). Acta Physiologiae Plantarum, 36, 1513-1527. DOI: 10.1007/s11738-014-1528-6
Khanjani, M. (2008). Field crop pests in Iran. Bu-Ali Sina University Press, Hamedan, Iran.
Kogan, M. & Paxton, J. (1983). Natural inducers of plant resistance to insects. In: Hedin, P. A. (Ed) Plant resistance to insects. American Chemical Society Symposium. American Chemical Society, Washington, D. C. Series, 208, 153 -171.
Pedigo, L. P., Rice, M. E. & Krell, R. K. (2021). Entomology and pest management. Waveland Press.
Rajabpour, A. & Zare Bavni, M. R. (2021). Aquatic extract of Camellia sinensis L. as the inducer of cucumber systemic resistance to Bemisia tabaci Gennadius (Hem.: Aleyrodidae). Journal of Agricultural Science and Technology, 23(3), 559-574.
Ranger, C. M., Singh, A. P., Frantz, J. M., Cañas, L., Locke, J. C., Reding, M. E. & Vorsa, N. (2009). Influence of silicon on resistance of Zinnia elegans to Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). Environmental Entomology, 38(1), 129-136. DOI: https://doi.org/10.1603/022.038.0116
Rezaei, N., Mosaddegh, M. S. & Hodjat, S. H. (2006). Aphids and their natural enemies in wheat and barley fields in Khuzestan. Plant Protection (Scientific Journal of Agriculture), 29(2), 127-137. DOI: 10.22055/PPR.2006.12746
Schaller, A. (2008). Induced Plant Resistance to Herbivory. Springer, Netherland.
Senthil-Nathan, S., Kalaivani, K., Choi, M. Y., & Paik, C. H. (2009). Effects of jasmonic acid-induced resistance in rice on the plant brownhopper, Nilaparvata lugens Stål (Homoptera: Delphacidae). Pesticide Biochemistry and Physiology, 95(2), 77-84. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2009.07.001
Sticher, L., Mauch-Mani, B. & Métraux, A. J. (1997). Systemic acquired resistance. Annual Review of Phytopathology, 35(1), 235-270. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.42.040803.140421
Taggar, G. K., Gill, R. S., Gupta, A. K. & Sandhu, J. S. (2012). Fluctuations in peroxidase and catalase activities of resistant and susceptible black gram (Vigna mungo (L.) Hepper) genotypes elicited by Bemisia tabaci (Gennadius) feeding. Plant Signaling & Behavior, 7(10), 1321-1329. DOI: https://doi.org/10.4161/psb.21435
Underwood, N. (1999). The influence of plant and herbivore characteristics on the interaction between induced resistance and herbivore population dynamics. The American Naturalist, 153(3), 282-294.
Van Poecke, R. M. P. & Dicke, M. (2004). Indirect defence of plants against herbivores: using Arabidopsis thaliana as a model plant. Plant Biology, 6(04), 387-401. DOI: 10.1055/s-2004-820887
Yarahmadi, F. & Rajabpour, A. (2015). Organic fertilizer composition from Camellia sinensis extract for pest control and a method of synthesizing the same. U.S. Patent Application 14/733,970
Züst, T. & Agrawal, A. A. (2016) Mechanisms and evolution of plant resistance to aphids. Nature Plants, 2(1), 1-9. DOI: 10.1038/nplants.2015.206
 © 2024 by the authors. Licensee SCU, Ahvaz, Iran. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0 license) (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
گیاه پزشکی
دوره 47، شماره 1
بهار 1403
صفحه 21-32