ارتباط ترکیبات دفاعی تقویت‌شده خیار توسط ریزوباکتری‌های محرک رشد گیاه (PGPR) با اختلال در نرخ رشد کنه تارتن دولکه‌ای (Tetranychus urticae) در مدیریت آفات

نوع مقاله : مقاله کامل، انگلیسی

نویسندگان

1 گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران

2 گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

10.22034/jesi.46.4.1

چکیده

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.

چکیده تصویری

ارتباط ترکیبات دفاعی تقویت‌شده خیار توسط ریزوباکتری‌های محرک رشد گیاه (PGPR) با اختلال در نرخ رشد کنه تارتن دولکه‌ای (Tetranychus urticae) در مدیریت آفات

کلیدواژه‌ها

موضوعات


© 2026 by Author(s), Published by the Entomological Society of Iran

This Work is Licensed under Creative Commons Attribution-Non-Commercial 4.0 International Public License.

Chang, C. C., Yang, M. H., Wen, H. M. &  Chern, J. C. (2002) Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food and Drug Analysis,10(3),178–182. https://doi.org/10.38212/2224-6614.2748
Chi, H. (1988) Life-table analysis incorporating both sexes and variable development rates among individuals. Environmental Entomology, 17, 26–34. https://doi.org/10.1093/ee/17.1.26
Chi, H. (2024) TWOSEX-MSChart: A Computer Program for the Age-Stage, TwoSex Life Table analysis. Available online at: http://140.120.197.173/ecology/ (accessed July, 2024).
Chi, H. & Liu, H.I.S. (1985) Two new methods for the study of insect population ecology. Bulletin of the Institute of Zoology, Academia Sinica, 24, 225–240. https://doi.org/10.2307/2401148
Dalir, S., Fathipour, Y., Khanamani, M. & Hajiqanbar, H. (2024) Assessing performance of Amblyseius swirskii as a predatory mite of Tetranychus urticae and Frankliniella occidentalis: life table and foraging behaviour studies. International Journal of Acarology, 50(7): 587-594.‏ https://doi.org/10.1080/01647954.2024.2385605
Dalir, S., Hajiqanbar, H., Fathipour, Y. & Khanamani, M. (2025) Effectiveness of the predatory mite Neoseiulus cucumeris on two-spotted spider mite and western flower thrips: A quantitative assessment. Bulletin of Entomological Research, 115(2), 184-193. https://doi.org/10.1017/S0007485325000033
Darini, E., Alizadeh, H., Khanamani, M. & Sedaratian Jahromi, A. (2025) The effect of plant growth-promoting rhizobacteria on biological and reproductive parameters of the two-spotted spider mite in cucumber. Plant Pest Research, 14(4), 45-57. https://doi.org/10.22124/IPRJ.2025.29302.1618 
El-Akhal, M. R., Rincon, A., Coba, de. La Peña, T., Lucas, M. M., El Mourabit, N., Barrijal, S. & Pueyo, J. J. (2013) Effects of salt stress and rhizobial inoculation on growth and nitrogen fixation of three peanut cultivars. Plant Biology, 15, 415–421. https://doi.org/10.1111/j.1438-8677.2012.00634.x
Fahimi, A., Ashouri, A., Ahmadzadeh, M., Hoseini Naveh, V., Asgharzadeh, A., Maleki, F. & Felton, G. W. (2014) Effect of PGPR on population growth parameters of cotton aphid. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 47, 1274–1285.
Farazmand, A. (2020) Effect of the temperature on development of Tetranychus urticae (Acari: Tetranychidae) feeding on cucumber leaves. International Journal of Acarology, 46(6), 381-386.‏ https://doi.org/10.1080/01647954.2020.1805001
Fourneau, E., Pannier, M., Riah, W., Personeni, E., Morvan-Bertrand, A., Bodilis, J. & Pawlak, B. (2024) A "love match" score to compare root exudate attraction and feeding of the plant growth-promoting rhizobacteria Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens, and Azospirillum brasilense. Frontiers in Microbiology, 15, 1473099. https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1473099
Friman, J., Pineda, A., Van Loon, J. J. A. & Dicke, M. (2021) Bidirectional plantmediated interactions between rhizobacteria and shoot-feeding herbivorous insects: a community ecology perspective. Ecological Entomology, 46, 1–10. https://doi.org/10.1111/een.12975
García –Seco, D., Zhang, Y., Gutierrez-Mañero, F. J., Martin, C. & Ramos-Solano, B. (2015) Application of Pseudomonas fluorescens to Blackberry under Field Conditions Improves Fruit Quality by Modifying Flavonoid Metabolism. PloS one, 10(11), e0142639. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0142639
Gholami, A., De Geyter, N., Pollier, J., Goormachtig, S. & Goossens, A. (2014) Natural Product Biosynthesis in Medicago Species. Natural Product Reports, 31, 356–380. https://doi.org/10.1039/c3np70104b 
Gould, F., Brown, Z. S. & Kuzma, J. (2018) Wicked evolution: Can we address the sociobiological dilemma of pesticide resistance? Science, 360(6390), 728–732. https://doi.org/10.1126/science.aar3780
Gould, K. S., Lister, C., Wehrmeyer, W. & Smith, R. H. (2004) High light stress in Petunia leaves induces anthocyanin synthesis in senescing cells and protects them from the photoinhibition of photosynthesis. New Phytologist, 161(3), 563–570.
Hashemi, S., Asadi, M. & Khanamani, M. (2021) How does feeding on different diets affect the life history traits of Neoseiulus californicus?. International Journal of Acarology, 47(5), 367-373.‏ https://doi.org/10.1080/01647954.2021.1912175
Hosseini, A., Hosseini, M. & Schausberger, P. (2022) Plant growth-promoting rhizobacteria enhance defense of strawberry plants against spider mites. Frontiers in Plant Science, 12, 783578. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.783578
Khoo, H. E., Azlan, A., Tang, S. T. & Lim, S. M. (2017) Anthocyanidins and anthocyanins: colored pigments as food, pharmaceutical ingredients, and the potential health benefits. Food and Nutrition Research, 61(1), 1361779. https://doi.org/10.1080/16546628.2017.1361779
Kisiel, A., Miller, T., Łobodzińska, A. & Rybak, K. (2024) Biosynthesis of Phenolic Compounds of Medicago truncatula After Inoculation with Selected PGPR Strains. International Journal of Molecular Sciences, 25(23), 12684. https://doi.org/10.3390/ijms252312684
Kloepper, J. W., Ryu, C. M. & Zhang, S. (2004) Induced systemic resistance and promotion of plant growth by Bacillus spp. Phytopathology, 94(11), 1259-1266. https://doi.org/10.1094/PHYTO.2004.94.11.1259
Kumar, A. S., Korra, T., Thakur, R., Arutselvan, R., Kashyap, A. S., Nehela, Y., Chaplygin, V., Minkina, T. & Keswani, C. (2024) Role of plant secondary metabolites in defence and transcriptional regulation in response to biotic stress. Plant Stress, 8, 100154. https://doi.org/10.1016/j.stress.2023.100154
Mardani-Talaee, M., Nouri-Ganblani, G., Razmjou, J., Hassanpour, M., Naseri, B. & Asgharzadeh, A. (2016) Effects of chemical, organic and biofertilizers on some secondary metabolites in the leaves of bell pepper (Capsicum annuum) and their impact on life table parameters of Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). Journal of Economic Entomology, 109, 1–10. https://doi.org/10.1093/jee/tov389
Mierziak, J., Kostyn, K. & Kulma, A. (2014) Flavonoids as important molecules of plant interactions with the environment. Molecules, 19(10),16240–16265. https://doi.org/10.3390/molecules191016240
Mithöfer, A. & Boland, W. (2012) Plant defense against herbivores: chemical aspects. Annual Review of Plant Biology, 63, 431-450. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-042110-103854
Mouden, S., Bac-Molenaar, J. A., Kappers, I. F., Beerling, E. A. M. & Leiss, K. A. (2021) Elicitor application in strawberry results in long-term increase of plant resilience without yield loss. Frontiers in Plant Science, 12, 695908. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.695908
Oves, M., Khan, M. S. & Zaidi, A. (2013) Biosorption of heavy metals by Bacillus thuringiensis strain OSM29 originating from industrial effluent contaminated north Indian soil. Saudi Journal of Biological Sciences, 20, 121–129. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2013.01.006
Park, S. C., Jeong, H. S. & Kim, J. S. (2013) Biological control of bacterial spot disease in tomato by Bacillus subtilis strains. Journal of Microbiology and Biotechnology, 23(5), 637–643. https://doi.org/10.4014/jmb.1209.09043
Pieterse, C. M. J., Zamioudis, C., Berendsen, R. L., Weller, D. M., Wees, S. C. M. V. & Bakker, P. A. H. M. (2014) Induced systemic resistance by beneficial microbes. Annual Review of Phytopathology, 52, 347–375. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-082712-102340
Pii, Y., Graf, H., Valentinuzzi, F., Cesco, S. & Mimmo, T. (2017) The effects of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) on the growth and quality of strawberries. In VIII International Symposium on Mineral Nutrition of Fruit Crops. 1217 (pp. 231-238).‏ https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2018.1217.29
Pourya, M., Shakarami, J., Mardani-Talaee, M., Sadeghi, A. & Serrão, J. E. (2020) Induced resistance in wheat Triticum aestivum L. by chemical- and bio- fertilizers against english aphid Sitobion avenae (Fabricius) (Hemiptera: Aphididae) in greenhouse. International Journal of Tropical Insect Science, 40, 1043–1052. https://doi.org/10.1007/s42690-020-00176-x
Ren, W., Wang, Y., Xu, A. & Zhao, Y. (2019) Genome-wide identification and characterization of the phenylalanine ammonia-lyase (PAL) gene family in Medicago Truncatula. Legume Research: An International Journal, 42, 461–466. https://doi.org/10.18805/LR-431
Riahi, E., Nemati, A., Shishehbor, P. & Saeidi, Z. (2011) Population growth parameters of the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae, on three peach varieties, in Iran. Acarologia, 51(4), 473-480.‏ https://doi.org/10.1051/acarologia/20112029
Ryu, C. M., Murphy, J. F., Reddy, M. S. & Kloepper, J. W. (2007) A two-strain mixture of rhizobacteria elicits induction of systemic resistance against Pseudomonas syringae and Cucumber mosaic virus coupled to promotion of plant growth on Arabidopsis thaliana. Journal of Microbiology and Biotechnology, 17(2), 280–286.
Salunke, P. & Koche, D. (2023) Role of Phenolic compounds in plant defense mechanism: An updated review. Indian Journal of Applied and Pure Biology, 38(3), 1199-1215.
Schijlen, E. G., Vos, C. R., De, A., van Tunen, J. & Bovy, A. G. (2004) Modification of flavonoid biosynthesis in crop plants. Phytochemistry, 65(19), 2631–2648. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2004.07.028
Seeman, O. D. & Beard, J. J. (2011) Identification of exotic pest and Australian native and naturalized species of Tetranychus (Acari: Tetranychidae). Zootaxa, 2961(1), 1-72.‏ https://doi.org/10.11646/zootaxa.2961.1.1
Singh, U.P., Sarma, B. K. & Singh, D. P. (2003) Effect of plant growth-promoting rhizobacteria and culture filtrate of Sclerotium Rolfsii on phenolic and salicylic acid contents in chickpea (Cicer arietinum). Current Microbiology, 46, 131–140. https://doi.org/10.1007/s00284-002-3834-2
Taulavuori, K., Hyöky, V., Oksanen, J., Taulavuori, E. & Julkunen-Tiitto, R. (2016) Species-specific differences in synthesis of flavonoids and phenolic acids under increasing periods of enhanced blue light. Environmental and Experimental Botany, 121, 145–150. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2015.04.002
Tomczyk, A. & Kiełkiewicz, M. (2000) Effect of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) on development of spider mite populations on glasshouse cucumber and tomato. Journal of Plant Protection Research, 40(1), 22-25.
Tomczyk, A. N. N. A. (2006) Increasing cucumber resistance to spider mites by biotic plant resistance inducers. Biology Letters, 43.2.
Trinh, C. S., Jeong, C. Y., Lee, W.J., Truong, H. A., Chung, N., Han, J., Hong, S. W. & Lee, H. (2018) Paenibacillus pabuli strain P7S promotes plant growth and induces anthocyanin accumulation in Arabidopsis thaliana. Plant Physiology and Biochemistry, 129, 264–272. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2018.06.001
Vacheron, J., Desbrosses, G., Bouffaud, M. L., Touraine, B., Moënne-Loccoz, Y., Muller, D., Legendre, L., Wisniewski-Dyé, F. & Prigent-Combaret, C. (2013) Plant growth-promoting rhizobacteria and root system functioning. Frontiers in Plant Science, 4, 356. https://doi.org/10.3389/fpls.2013.00356
Van Leeuwen, T., Vontas, J., Tsagkarakou, A., Dermauw, W. & Tirry, L. (2010) Acaricide resistance mechanisms in the two-spotted spider mite Tetranychus urticae and other important Acari: a review. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 40(8), 563-572.‏ https://doi.org/10.1016/j.ibmb.2010.05.008
Van Wees, S. C., Van der Ent, S., & Pieterse, C. M. (2008) Plant immune responses triggered by beneficial microbes. Current Opinion in Plant Biology, 11(4), 443-448.‏ https://doi.org/10.1016/j.pbi.2008.05.005
Wagner, G. J. (1979) Content and Vacuole/Extra Vacuole Distribution of Neutral Sugars, Free Amino Acids, and Anthocyanins in Protoplast. Plant Physiology, 64(1), 88-93. https://doi.org/10.1104/pp.64.1.88
War, A. R., Paulraj, M. G., Ahmad, T., Buhroo, A. A., Hussain, B., Ignacimuthu, S. & Sedaratian, A. (2012) Mechanisms of plant defense against insect herbivores. Plant Signaling and Behavior, 7(10),1306-20. https://doi.org/10.4161/psb.21663
CAPTCHA Image