Document Type : Paper, English
Authors
1
Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Jiroft, P. O. Box 1364 Kerman, Iran
2
Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
10.22034/jesi.46.4.1
Abstract
Beneficial rhizobacteria inhabiting the rhizosphere may suppress above-ground herbivores by enhancing plant defensive traits, including the production of secondary metabolites. This study investigated whether three plant growth‑promoting rhizobacteria (Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens, and Azospirillum brasilense) could enhance cucumber resistance to Tetranychus urticae Koch modulation of secondary metabolite production and subsequent effects on mite population dynamics. Life table parameters of T. urticae were assessed using the age-stage, two-sex life table approach. In addition, leaf samples were analyzed for phenolic, flavonoid, and anthocyanin content at 0, 24, and 72 h following mite infestation. All three bacterial treatments significantly reduced the population growth potential of T. urticae compared with the untreated control, with B. subtilis exhibiting the strongest suppressive effect, followed by P. fluorescens and A. brasilense. For the B. subtilis treatment, the intrinsic rate of increase (r), finite rate of increase (λ), net reproductive rate (R0), gross reproductive rate (GRR), and mean generation time (T) were 0.169 day-1, 1.184 day-1, 18.35 eggs/individual, 22.19 eggs/individual, and 17.08 days, respectively, compared with 0.217 day-1, 1.243 day-1, 28.76 eggs/individual, 33.25 eggs/individual, and 15.38 days in the control treatment. Furthermore, under mite-free conditions, bacterial inoculation significantly increased the concentrations of total phenolics, flavonoids, and anthocyanins in cucumber plants. However, this increase was greater in treatments infested with T. urticae, suggesting that the tested rhizobacterial species contribute to the activation of plant defense mechanisms and stimulate the accumulation of defensive secondary metabolites in response to herbivore attack. These findings demonstrate the potential of beneficial rhizobacteria to induce resistance in cucumber through the enhancement of defensive secondary metabolites and highlight their potential application in sustainable pest management strategies.
Graphical Abstract
Keywords
Main Subjects
Article Title [Persian]
ارتباط ترکیبات دفاعی تقویت‌شده خیار توسط ریزوباکتری‌های محرک رشد گیاه (PGPR) با اختلال در نرخ رشد کنه تارتن دولکه‌ای (Tetranychus urticae) در مدیریت آفات
Authors [Persian]
-
الهه درینی
1
-
حمیدرضا علیزاده
1
-
مصطفی خنامانی
1
-
امین صدارتیان جهرمی
2
1
گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران
2
گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
Abstract [Persian]
متابولیت‌های ثانویه گیاهی نقش مهمی در دفاع گیاه میزبان در برابر آفات گیاهخوار ایفا میکنند. ریزوباکتری‌های مفید ریشه ممکن است با بهبود متابولیت‌های ثانویه گیاه، عملکرد آفات روی گیاه را بهصورت منفی تحت تأثیر قرار دهند. این مطالعه ارزیابی کرد که آیا سه نوع باکتری محرک رشد ریشه (PGPR) شامل Bacillus subtilis، Pseudomonas fluorescens و Azospirillum brasilense می‌توانند با تغییر متابولیت‌های ثانویه گیاه و تأثیر بر پویایی جمعیت کنه، دفاع خیار را در برابر کنه تارتن دولکه‌ای افزایش دهند. فراسنجه های جدول زندگی با استفاده از جدول زندگی دو جنسی ارزیابی شدند. همچنین، نمونه‌های برگی برای ارزیابی میزان ترکیبات فنلی، فلاونوئیدها و آنتوسیانین‌ها در زمان‌های ۰، ۲۴ و ۷۲ ساعت پس از آلودگی به کنه مورد تجزیه قرار گرفتند. هر سه تیمار باکتریایی، به ویژه B. subtilis، نرخ رشد T. urticaeرا در مقایسه با گیاهان شاهد کاهش دادند. در میان سویه‌های آزمایش‌شده، B. subtilis بیشترین مهار را در رشد جمعیت کنه ایجاد کرد و پس از آن به ترتیب P. fluorescens و A. brasilense قرار داشتند. مقادیر نرخ ذاتی افزایش جمعیت (r)، نرخ متناهی افزایش جمعیت (λ)، نرخ خالص تولیدمثل (R0)، نرخ ناخالص تولیدمثل (GRR) و میانگین مدت زمان یک نسل (T) در تیمار B. subtilis در مقایسه با شاهد به ترتیب برابر بود با: 169/0 در مقابل 217/0 برروز؛ 184/1 در مقابل 243/1 برروز؛ 35/18 در مقابل 76/28 تخم/فرد؛ 19/22 در مقابل 25/33 تخم/فرد، و 08/17 در مقابل 38/15 روز. علاوه بر این، گیاهان تلقیح شده در شرایط عاری از کنه، افزایش قابل توجهی در میزان فنول کل، فلاونوئیدها و آنتوسیانین‌ها نشان دادند. با این حال، این افزایش در تیمارهای آلوده به کنه بیشتر بود، که نشان دهنده تأثیر باکتریهای مورد مطالعه در فعالسازی واکنشهای دفاعی گیاهان خیار و افزایش تولید متابولیت های ثانویه پس از حمله کنه میباشد. هر سه گونه باکتری، به ویژه B. subtilis، اثرات منفی بر فراسنجه‌های رشد جمعیتT. urticae و اثرات مثبت بر ترکیبات دفاعی خیارهای تیمارشده اعمال کردند. این نتایج نشان می‌دهد که ریزوباکتری‌های مفید می‌توانند با افزایش متابولیت‌های ثانویه دفاعی، مقاومت را در خیار القاء کنند.
Keywords [Persian]
-
ریزوباکتری محرک رشد گیاه (PGPR)
-
Bacillus subtilis
-
Pseudomonas fluorescens
-
Azospirillum brasilense
-
القای مقاومت
)
)
Send comment about this article