مجله پژوهش در متابولیت‌های  گیاهی

مجله پژوهش در متابولیت‌های گیاهی

اثر ضدقارچی متابولیت‌های گیاهی بر Curvularia tsudae جداسازی‌شده از ریشه لاوسون در شرایط آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 عضو سازمان نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی استان گیلان، رشت، ایران
2 گروه گیاه‌پزشکی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
10.22034/jrpsm.2026.570645.1105
چکیده
سابقه و هدف :درختچه‌های زینتی سوزنی‌برگ، به‌ویژه سرو لاوسون (Chamaecyparis lawsoniana)، نقش مهمی در فضاهای سبز شهری و مناظر زینتی ایفا می‌کنند. با این حال، اختلالات ریشه‌ای و زوال تدریجی این گیاهان که اغلب با حضور قارچ‌های خاکزاد و قارچ‌های تیره‌رنگ همراه است، می‌تواند موجب کاهش کیفیت، دوام و ارزش زیباشناختی آن‌ها شود. در سال‌های اخیر، گونه‌هایی از جنس Curvularia به‌عنوان قارچ‌های فرصت‌طلب مرتبط با زوال ریشه در گیاهان زینتی گزارش شده‌اند. هم‌زمان، وابستگی گسترده به قارچ‌کش‌های شیمیایی برای مدیریت این بیماری‌ها با پیامدهایی نظیر بروز مقاومت، آلودگی محیط‌زیست و مخاطرات سلامت انسانی همراه بوده است. در این راستا، متابولیت‌ها و اسانس‌های گیاهی به‌عنوان منابع طبیعی ترکیبات زیست‌فعال، توجه زیادی را به‌عنوان گزینه‌هایی زیست‌سازگار و کم‌خطر جلب کرده‌اند. مطالعات متعدد نشان داده‌اند که برخی اسانس‌های گیاهی قادرند رشد ریسه‌ای و جوانه‌زنی اسپور قارچ‌های بیماری‌زای گیاهی را مهار کنند، اما اطلاعات مربوط به اثر آن‌ها بر قارچ‌های مرتبط با زوال ریشه سرو لاوسون محدود است. هدف از این پژوهش، جداسازی و شناسایی یک قارچ همراه با علائم زوال ریشه سرو لاوسون و ارزیابی فعالیت ضدقارچی اسانس‌ها و متابولیت‌های گیاهی منتخب علیه جدایه شناسایی‌شده در شرایط آزمایشگاهی، و مقایسه کارایی آن‌ها با قارچ‌کش‌های شیمیایی متداول بود.
مواد و روش‌ها : نمونه‌های ریشه از درختان سرو لاوسون دارای علائم زوال و پوسیدگی ریشه از استان گیلان جمع‌آوری شد. پس از ضدعفونی سطحی، قطعات ریشه روی محیط کشت PDA کشت داده شدند و جدایه قارچی غالب پس از چند مرحله زیرکشت به‌صورت خالص جداسازی گردید. شناسایی ریخت‌شناسی بر اساس ویژگی‌های کلنی و مشخصات میکروسکوپی انجام شد. شناسایی مولکولی با تکثیر ناحیه ITS rDNA و توالی‌یابی انجام و جایگاه فیلوژنتیکی جدایه با استفاده از روش Neighbor-Joining تعیین گردید.
برای ارزیابی فعالیت ضدقارچی، اسانس ۱۲ گیاه دارویی شامل آویشن، زنیان، کاکوتی، علف لیمو، رزماری، نعناع فلفلی، اسطوخودوس، رازیانه، مورد، اکالیپتوس، باریجه و گلپر تهیه شد. آزمایش‌های ضدقارچی با استفاده از سه روش دیسک دیفیوژن، اختلاط با محیط کشت (poisoned food) و آزمون جوانه‌زنی اسپور در غلظت‌های مختلف انجام گرفت. همچنین، اثر پنج قارچ‌کش شیمیایی متداول شامل مانکوزب، تیوفانات‌متیل، اکسی‌کلرور مس، رورال تی‌اس و بردو در غلظت 2000 میلی‌گرم بر لیتر به‌عنوان شاهد شیمیایی بررسی شد.
آزمایش‌ها در قالب طرح کاملاً تصادفی و فاکتوریل با سه تکرار اجرا گردید. داده‌ها با تجزیه واریانس (ANOVA) و مقایسه میانگین‌ها به روش دانکن در سطح احتمال 5 درصد تحلیل شدند.
نتایج : بر اساس ویژگی‌های ریخت‌شناسی و آنالیز توالی ITS rDNA، جدایه قارچی جداشده از ریشه سرو لاوسون به‌عنوان Curvularia tsudae شناسایی و توالی آن در پایگاه GenBank ثبت شد. تحلیل فیلوژنتیکی نشان داد که جدایه مورد مطالعه درون مجموعه گونه‌ای نزدیک به C. tsudae قرار می‌گیرد. نتایج آزمون دیسک دیفیوژن نشان داد که اثر ضدقارچی اسانس‌های گیاهی به‌طور معنی‌داری به نوع اسانس و غلظت وابسته است. اسانس آویشن بیشترین مهار رشد ریسه‌ای قارچ را در این روش نشان داد، در حالی که برخی اسانس‌ها اختلاف معنی‌داری با شاهد نداشتند. در روش اختلاط با محیط کشت، اسانس‌های آویشن، زنیان و علف لیمو در غلظت‌های بالا موجب مهار کامل رشد ریسه‌ای C. tsudae شدند و بالاترین فعالیت ضدقارچی را نشان دادند. سایر اسانس‌ها اثر مهاری متوسط تا ضعیف داشتند. افزایش غلظت اسانس‌ها به‌طور کلی با افزایش درصد بازدارندگی رشد قارچ همراه بود.
در آزمون جوانه‌زنی اسپور، اسانس‌های زنیان و علف لیمو بیشترین ممانعت از جوانه‌زنی اسپور را ایجاد کردند، در حالی که اسانس آویشن اثر مهاری متوسطی نشان داد. در مقابل، تمامی قارچ‌کش‌های شیمیایی مورد بررسی به‌طور کامل از جوانه‌زنی اسپور جلوگیری کردند.
از نظر نوع اثر، اسانس‌های آویشن، زنیان و علف لیمو دارای خاصیت قارچ‌کشی واقعی بودند، در حالی که اسانس کاکوتی عمدتاً اثر قارچ‌ایستایی نشان داد. نتایج این پژوهش بیانگر پتانسیل قابل توجه برخی اسانس‌های گیاهی به‌عنوان گزینه‌هایی زیست‌سازگار و مکمل برای مهار قارچ‌های مرتبط با زوال ریشه سرو لاوسون است.
کلیدواژه‌ها

Agrios, G. N. (2005). Plant Pathology (5th ed.). Academic Press.
Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., and Idaomar, M. (2008). Biological effects of essential oils – A review. Food and Chemical Toxicology 46(2): 446–475. https://doi.org/10.1016/j.fct.2007.09.106
Balouiri, M., Sadiki, M., and Ibnsouda, S. K. (2016). Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. Journal of Pharmaceutical Analysis 6(2): 71–79.
Cowan, M. M. (1999). Plant products as antimicrobial agents. Clinical Microbiology Reviews 12(4): 564–582.
Davari, M., and Ezazi, R. (2022). Mycelial inhibitory effects of antagonistic fungi, plant essential oils and propolis against five phytopathogenic Fusarium species. Archives of Microbiology 204(8): 480.
Hadian, J., Fakhr, T. S., Ghorbanpour, M., Salehi, P., and Haji, E. B. (2006). A phytochemical study of Cymbopogon parkeri Stapf essential oil, and its biological activity against some phytopathogenic fungi. Iranian Journal of Agricultural Sciences 37: 425–443.
Irkin, R., and Korukluoglu, M. (2007). Control of Aspergillus niger with garlic, onion and leek extracts. African Journal of Biotechnology 6(4): 384–387.
Khalil, M., Serale, N., Diab, F., Baldini, F., Portincasa, P., Lupidi, G., and Vergani, L. (2022). Beneficial effects of carvacrol on in vitro models of metabolically-associated liver steatosis and endothelial dysfunction: A role for fatty acids in interfering with carvacrol binding to serum albumin. Current Medicinal Chemistry 29(30): 5113–5129.
Mazarei, Z., and Rafati, H. (2019). Nanoemulsification of Satureja khuzestanica essential oil and pure carvacrol; comparison of physicochemical properties and antimicrobial activity against food pathogens. LWT 100: 328–334.
Moslem, M. A., and El-Kholie, E. M. (2009). Effect of neem (Azadirachta indica A. Juss) seeds and leaves extract on some plant pathogenic fungi. Pakistan Journal of Biological Sciences 12(14): 1045.
Prakash, B., Kujur, A., Yadav, A., Kumar, A., Singh, P. P.,  and Dubey, N. K. (2018). Nanoencapsulation: An efficient technology to boost the antimicrobial potential of plant essential oils in food system. Food Control, 89, 1–11. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2018.01.018
Pawar, V. C., and Thaker, V. S. (2006). In vitro efficacy of 75 essential oils against Aspergillus niger. Mycoses 49(4): 316–324. https://doi.org/10.1111/j.1439-0507.2006.01241.x
Purkait, S., Bhattacharya, A., Bag, A., and Chattopadhyay, R. R. (2020). Synergistic antibacterial, antifungal and antioxidant efficacy of cinnamon and clove essential oils in combination. Archives of Microbiology 202: 1439–1448.
Ranjbar, H., Farzaneh, H., Hadian, J., Mirjalili, M. H., and Sharifi, R. (2008). Antifungal effects of some plant essential oils on postharvest diseases in strawberry fruit. Journal of Research and Reconstruction in Agriculture and Horticulture 81: 54–60. (in Persian with English summary).
Sharifi-Rad, J., Sureda, A., Tenore, G. C., Daglia, M., Sharifi-Rad, M., Valussi, M. (2020). Biological activities of essential oils: From plant chemoecology to traditional healing systems. Molecules, 25(21), 4877. https://doi.org/10.3390/molecules25214877
Tatsadjieu, N. L., Dongmo, P. J., Ngassoum, M. B., Etoa, F. X., and Mbofung, C. M. F. (2009). Investigations on the essential oil of Lippia rugosa from Cameroon for its potential use as antifungal agent against Aspergillus flavus Link ex. Fries. Food Control 20: 161–166.
    Zhao, P., Cao, L., Wang, C., Zheng, L., Li, Y., Cao, C., and Huang, Q. (2022). Metabolic pathways reveal the effect of fungicide-loaded metal-organic frameworks on the growth of wheat seedlings. Chemosphere 307: 135702.
Bajpai, V. K., Sharma, A., and Baek, K. H. (2020). Antifungal efficacy of plant essential oils and their constituents against phytopathogenic fungi. Journal of Plant Diseases and Protection, 127, 1–15.
Bebber, D. P., and Gurr, S. J. (2015). Crop-destroying fungal and oomycete pathogens challenge food security. Fungal Genetics and Biology, 74, 62–64.
Burgess, T. I., Scott, J. K., Mcdougall, K. L., Stukely, M. J., Crane, C., Dunstan, W. A., and Hardy, G. E. S. J. (2017). Current and projected global distribution of Phytophthora cinnamomi, one of the world's worst plant pathogens. Global Change Biology23(4), 1661-1674..
Hongsanan, S., Hyde, K. D., Phookamsak, R., Wanasinghe, D. N., McKenzie, E. H. C., Sarma, V. V., and Xie, N. (2020). Refined families of Dothideomycetes: Orders and families incertae sets in Dothideomycetidae. Mycosphere: Journal of Fungal Biology11.Hyldgaard, M., Mygind, T., & Meyer, R. L. (2015). Essential oils and their antimicrobial mechanisms. Frontiers in Microbiology, 6, 1–24.
Kumar, P., Dubey, R. C., and Maheshwari, D. K. (2020). Induced systemic resistance mediated by natural compounds. Plant Growth Regulation, 90, 1–15.
Lucas, J. A., Hawkins, N. J., and Fraaije, B. A. (2015). The evolution of fungicide resistance. Advances in Applied Microbiology, 90, 29–92.
Velásquez, A. C., Castroverde, C. D. M., and He, S. Y. (2018). Plant–pathogen interactions under climate change. Current Biology, 28, R619–R634.
Manamgoda, D. S., Rossman, A. Y., Castlebury, L. A., Chukeatirote, E., & Hyde, K. D. (2015). A taxonomic and phylogenetic re-appraisal of the genus Curvularia (Pleosporaceae): human and plant pathogens. Phytotaxa, 212(3), 175–198. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.212.3.1
Tan, Y. P., Crous, P. W., and Shivas, R. G. (2018). Cryptic species of Curvularia in the culture collection of the Queensland Plant Pathology Herbarium. MycoKeys, 35, 1–25. https://doi.org/10.3897/mycokeys.35.25665
Marin-Felix, Y., Hernández-Restrepo, M., and Crous, P. W. (2020). Multi-locus phylogeny of the genus Curvularia and description of ten new species. Mycological Progress, 19, 559–588. https://doi.org/10.1007/s11557-020-01576-6
Marchese, A., Orhan, I. E., Daglia, M., Barbieri, R., Di Lorenzo, A., Nabavi, S. F., and Nabavi, S. M. (2016). Antibacterial and antifungal activities of thymol: A brief review of the literature. Food chemistry, 210, 402-414.
Pavela, R. (2015). Essential oils for the development of eco-friendly pest management strategies: A review. Industrial Crops and Products, 76, 174–187.
Sharifi-Rad, J., Sureda, A., Tenore, G. C., and Daglia, M. (2017). Biological activities of essential oils: From plant chemoecology to traditional healing systems. Molecules, 22(1), 70.
Dubey, N. K., Shukla, R., Kumar, A., Singh, P., and Prakash, B. (2010). Prospects of botanical pesticides in sustainable agriculture. Current Science, 98(4), 479–480.
Nazzaro, F., Fratianni, F., De Martino, L., Coppola, R., and De Feo, V. (2017). Effect of essential oils on pathogenic microorganisms. Pharmaceuticals, 10(4), 86.
Kedia, A., Prakash, B., Mishra, P. K., Singh, P., & Dubey, N. K. (2015). Antifungal and antiaflatoxigenic properties of Cinnamomum zeylanicum essential oil. Food Control, 55, 59–65.
Lamichhane, J. R., Osdaghi, E., Behlau, F., Köhl, J., Jones, J. B., and Aubertot, J. N. (2018). Thirteen decades of antimicrobial copper compounds applied in agriculture. A review. Agronomy for sustainable development38(3), 28.
Reedy, J. L., Filler, S. G., and Heitman, J. (2008). Elucidating the antifungal mechanism of action. Trends in Microbiology, 16, 276–283.