اثر ضد باکتریایی اسانس‌ها و ترکیبات مونوترپنی علیه بیماری باکتریایی لکه قهوه‌ای قارچ تکمه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری بیماری شناسی گیاهی، بخش تحقیقات گیاهپزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان (شاهرود)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شاهرود، ‌ایران

2 استادیار بخش تحقیقات گیاهپزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان (شاهرود)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شاهرود، ‌ایران

3 ‌استادیار ‌گروه گیاهپزشکی، ‌دانشکده ‌کشاورزی، ‌دانشگاه ایلام، ‌ایلام، ‌ایران

4 استادیار بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان (شاهرود)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شاهرود، ایران

10.22034/iuvs.2021.523995.1145

چکیده

باکتری Pseudomonas tolaasiiیکی از مهمترین باکتری‌های بیماری‌زای قارچ خوراکی تکمه‌ای سفید (Agaricus bisporus) در ایران و جهان محسوب می‌شود. این تحقیق در سال 1399 در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان (شاهرود) انجام پذیرفت و مقایسه شدت بیماری‌زایی 10 جدایه مختلف با نام‌های 1Pt، 2Pt، 3Pt، 4Pt، 5Pt، 6Pt، 7Pt، 8Pt، 9Pt و 10 Ptمشخص نمود جدایه 4Pt بیشترین میزان بیماری‌زایی را دارا بود. همچنین اثر ضد باکتریایی اسانس گیاهان آویشن شیرازی (Zataria multiflora)، ریحان (Ocimum basilicum)، اسطوخودوس (Lavandula angustifolia)، رازیانه(Foeniculum vulgare) ، زنیان (Trachyspermum ammi)، باریجه(Ferula gummosa) ، بومادران (Achillea eriophora)، جعفری (Petroselinum sativum)، رزماری (Rosmarinus officinalis)، و گل ماهور (Verbascum songaricum) علیه جدایه 4Pt به روش انتشار دیسک سنجیده شد. بر اساس قطر هاله بازدارنده، به‌ترتیب اسانس‌های ریحان و آویشن شیرازی دارای بیشترین اثر ضد باکتریایی بودند. نتایج تجزیه شیمیایی کروماتوگرافی گازی مشخص نمود متیل کاویکول با 05/67 درصد بیشترین ترکیب مونوترپنی اسانس ریحان را تشکیل می‌داد که همراه با دو ترکیب شناخته شده آویشن شیرازی شامل کارواکرول و تیمول اثر کنترل‌کنندگی مناسبی علیه باکتری P. tolaasii داشتند. بهترین اثر در کنترل بیماری بر روی کلاهک قارچ در حداقل غلظت بازدارندگی (MIC) به‌ترتیب برای تیمول، کارواکرول و متیل کاویکول به‌دست آمد؛ اما در برخی غلظت‌های بالاتر از MIC، تیمول و کارواکرول بروز علائم سیاه‌شدگی در کلاهک را سبب شدند. متیل کاویکول علی‌رغم اثر کمتر روی کاهش بیماری‌زایی تقریباً هیچ اثر سوئی روی بافت قارچ نداشت؛ بنابراین استفاده از ترکیب متیل کاویکول می‌تواند گزینه مناسبی جهت جلوگیری از بیماری لکه قهوه‌ای قارچ تکمه‌ای در سالن‌های پروش قارچ تکمه‌ای باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Antibacterial Effect of Essential Oils and Monoterpene Compounds Against Bacterial Brown Blotch Disease of White Button Mushroom

نویسندگان [English]

  • Mahdi Akhlaghi 1
  • Ali Reza Barjesteh 2
  • Mohammad Reza Alymanesh 3
  • Ahmad Akhyani 4
  • Ahmad Dezianian 2
1 Ph.D. Graduate of Plant Pathology, Plant Protection Research Department, Agricultural and Natural Resources Research Center of Semnan Province (Shahrood), AREEO, Shahrood, Iran
2 Assistant Professor, Plant Protection Research Department, Agricultural and Natural Resources Research Center of Semnan Province (Shahrood), AREEO, Shahrood, Iran
3 Assistant Professor, Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran
4 Assistant Professor, Soil and Water Research Department, Agricultural and Natural Resources Research Center of Semnan Province (Shahrood), AREEO, Shahrood, Iran
چکیده [English]

Pseudomonas tolaasii is one of the most important pathogenic bacteria of the edible fungus (Agaricus bisporus) in Iran and the world. The present study was conducted in 2020 in the Plant Protection Research Department, Agricultural and Natural Resources Research Center of Semnan Province (Shahrood) and compared the pathogenicity of 10 different isolates with the names Pt1, Pt2, Pt3, Pt4, Pt5, Pt6, Pt7, Pt8, Pt9 and Pt10 showed the highest pathogenicity was related to isolate Pt 4. Antibacterial effect of essential oil Shirazi thyme (Zataria multiflora), Basil (Ocimum basilicum), True lavender (Lavandula angustifolia), Fennel (Foeniculum vulgare), Ajwain (Trachyspermum ammi), Galbanum (Ferula gummosa boiss) and Yarrow (Achillea eriophora) against isolate Pt4 was measured by disk diffusion method and based on the diameter of the inhibitory halo. Basil and Shirazi thyme essential oils had the highest antibacterial effect, respectively. The results of chemical analysis of gas chromatography showed that methyl chavicol with 67.05% was the highest monoterpene compound of basil essential oil, which together with two well-known compounds of thyme including carvacrol and thymol showed a controlling effect against P. tolaasii. The results showed that the best effect in controlling the disease on the fungal cap at minimum inhibitory concentration (MIC) was for thymol, carvacrol and methyl chavicol, respectively, but at some concentrations higher than MIC, thymol and carvacrol caused symptoms of cap blackening. Methyl chavicol had no adverse effect against Agaricus bisporus in all concentrations used, despite having less effect on reducing pathogenicity. Therefore, the use of methyl chavicol combination can be a good option to prevent bacterial brown blotch disease in mushroom cultivation halls.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agaricus bisporus
  • Carvacrol
  • Methyl chavicol
  • Pseudomonas tolaasii
  • Thymol
-          Akhlaghi, M., Tarighi, S., Farsi, M. & Taheri, P. (2016). Identification and investigation of some virulence factors of Pseudomonas tolaasii isolated from mushroom in Iran. Iranian Journal of Plant Pathology,51(4), 366-412. (In Farsi)
-          Amini, J., Farhang, V., Javadi, T. & Nazemi, J. (2016). Antifungal effect of plant essential oils on controlling Phytophthora species. Plant Pathology Journal, 32(1), 16-32. (In Farsi)
-          Avetisyan, A., Markosian, A., Petrosyan, M., Sahakyan, N., Babayan, A., Aloyan, S. & Trchounian, A. (2017). Chemical composition and some biological activities of the essential oils from basil Ocimum different cultivars. BMC Complementary and Alternative Medicine, 17(1), 1-8.‏
-          Bajpai, V. K., Sharma, A. & Baek, K. H. (2013). Antibacterial mode of action of Cudrania tricuspidata fruit essential oil, affecting membrane permeability and surface characteristics of food-borne pathogens. Food Control, 32(2), 582-590.‏
-          Burt, S. (2004). Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods- a review. International Journal of Food Microbiology, 94(3), 223-253.‏
-          Cowan, M. M. (1999). Plant products as antimicrobial agents. Clinical Microbiology Reviews, 12(4), 564-582.‏
-          Felso, P., Horvath, G., Bencsik, T., Godanyi, R., Lemberkovics, E., Boszormenyi, A. & Kocsis, B. (2013). Detection of the antibacterial effect of essential oils on outer membrane proteins of Pseudomonas aeruginosa by lab on a chip and MALDITOF/MS. Flavour and Fragrance Journal, 28(6), 367-372.‏
-          Farsi, M. & Pourianfar, H. (2011). Cultivation and breeding of the white button mushroom (2th ed). Jahad Daneshgahi Publications.
-          Gea, F. J., Navarro, M. J. & Tello, J. C. (2005). Reduced sensitivity of the mushroom pathogen Verticillium fungicola to prochloraz-manganese in vitro. Mycological Research, 109(6), 741-745.‏
-          Godfrey, S. A. C., Harrow, S. A., Marshall, J. W. & Klena, J. D. (2001a). Characterization by 16S rRNA sequence analysis of pseudomonads causing blotch disease of cultivated Agaricus bisporus. Applied and Environmental Microbiology, 67(9), 4316-4323.‏
-          Godfrey, S. A. C., Marshall, J. W. & Klena, J. D. (2001b). Genetic characterization of Pseudomonas ‘NZI7’–a novel pathogen that results in a brown blotch disease of Agaricus bisporus. Journal of Applied Microbiology, 91(3), 412-420.‏
-          Iacobellis, N. S., Lo Cantore, P., Capasso, F. & Senatore, F. (2005). Antibacterial activity of Cuminum cyminum L. and Carum carvi L. essential oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(1), 57-61.‏
-          King, E. O., Ward, M. K. & Raney, D. E. (1954). Two simple media for the demonstration of pyocyanin and fluorescin. The Journal of Laboratory and Clinical Medicine, 44(2), 301-307.‏
-          Cantore, P. L. & Iacobellis, N. S. (2004). First report of brown discoloration of Agaricus bisporus caused by Pseudomonas agarici in southern Italy. Phytopathologia Mediterranea, 43(1), 35-38.‏
-          Mehran, M., Hossini, H., Hatami, A. R., Taghizadhe, M. & Safaaei, A. R. (2015). Evaluation of essential oil compositions of seven thyme species and comparison of their antioxidant properties. Journal of Medicinal Plants,58(2), 134-140. (In Farsi)
-          Memar, M. Y., Raei, P., Alizadeh, N., Aghdam, M. A. & Kafil, H. S. (2017). Carvacrol and thymol: strong antimicrobial agents against resistant isolates. Reviews in Medical Microbiology, 28(2), 63-68.‏
-          Munsch, P., Johnstone, K. & Alatossava, T. (2002). Evidence for genotypic differences between the two siderovars of Pseudomonas tolaasii, cause of brown blotch disease of the cultivated mushroom Agaricus bisporus. Microbiological Research, 157(2), 93-102.‏
-          Navarro, M. J., Gea, F. J. & Gonzalez, A. J. (2018). Identification, incidence and control of bacterial blotch disease in mushroom crops by management of environmental conditions. Scientia Horticulturae, 229, 10-18.‏
-          Palleroni, N. J. (1993). Pseudomonas classification. Antonie van Leeuwenhoek, 64(3), 231-251.‏
-          Shariari, F., Tanhaeian, A., Akhlaghi, M. & Nazifi, N. (2018). Comparison of antimicrobial activity of essential oils and plant extracts with recombinant peptide in controlling of some pathogens of cultivated white button mushrooms. Journal of Horticultural Science,32(4), 615-628. (In Farsi)
-          Sarrou, E., Chatzopoulou, P., Dimassi-Theriou, K. & Therios, I. (2013). Volatile constituents and antioxidant activity of peel, flowers and leaf oils of Citrus aurantium L. growing in Greece. Molecules, 18(9), 10639-10647.‏
-          Chaleshtori, R. S., Rokni, N., Razavilar, V. & Kopaei, M. R. (2013). The evaluation of the antibacterial and antioxidant activity of Tarragon (Artemisia dracunculus L.) essential oil and its chemical composition. Jundishapur Journal of Microbiology, 6(9), 78-89.
-          Sivanesan, D. (2003). Diversityamony bacterial causing blotch disease on the commercial Mushroom Agaricus bisporus. MSc Thesis. Brook University, Canada.
-          Sokovic, M. & Van Griensven, L. J. L. D. (2006). Antimicrobial activity of essential oils and their components against the three major pathogens of the cultivated button mushroom, Agaricus bisporus. European Journal of Plant Pathology, 116, 211-224.
-          Nourbakhsh Shourabi, S. F., Yousefi Kopaei, F. & Mohammadi Eshkaftaki, R. (2020). Screening of plant extracts for antibacterial activity against Pseudomonas tolaasii and Ewingella americana, the bacterial pathogens of cultivated button mushroom. Journal of Crop Protection,9(3), 367-380. (In Farsi)
-          Todorovic, B., Potocnik, I., Rekanovic, E., Stepanovic, M., Kostic, M., Ristic, M. & Milijasevic-Marcica, S. (2016.) Toxicity of twenty-two plant essential oils against pathogenic bacteria of vegetables and mushrooms. Journal of Environmental Science and Health, 51(12), 832-839.