شماره مدرك
20092
شماره راهنما
17335
پديد آورنده
قديري، سميه
عنوان
رديابي همزمان باكتري هاي مهم بذرزاد لوبيا با استفاده از روش Multiplex-PCR
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
بيماري شناسي گياهي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1403
صفحه شمار
دوازده، 75ص. : مصور، جدول
توصيفگر ها
سوختگي معمولي لوبيا , پژمردگي باكتريايي لوبيا , سوختگي هالهاي لوبيا , duplex PCR , Triplex-PCR
تاريخ ورود اطلاعات
1403/11/14
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
بيماري شناسي گياهي
دانشكده
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1403/11/14
كد ايرانداك
23108075
چكيده فارسي
چكيده
گياه لوبيا (.Phaseolus vulgaris L ) به عنوان يك منبع پروتئيني ، نقش مهمي در رژيم غذايي انسان دارد و به اين سبب كشت آن در همه كشورهاي جهان و ايران متداول است. در بين بيماريهاي معمول گياه لوبيا، سه بيماري باكتريايي رايج شامل سوختگي معمولي لوبيا، Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli (Xap)، پژمردگي باكتريايي لوبيا Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff) و سوختگي هالهاي لوبيا Pseudomonas savastonoi pv.phaseolicola (Psp) از مهمترين بيماريهاي بذرزاد محسوب ميشوند كه در سالهاي اخير خسارت زيادي به مزارع لوبيا در ايران وارد كردهاند. به دليل يكسان بودن روند توليد و عرضه دانههاي لوبياي مصرفي و بذري در ايران، امكان انتقال اين بيمارگرهاي باكتريايي از مناطق آلوده به ساير نواحي كشت لوبيا در كشور وجود دارد. بنابراين، كسب اطمينان از عدم آلودگي بذرهاي لوبياي مورد كاشت به اين باكتريهاي بيمارگر، درجهت مديريت سه بيماري سوختگي معمولي، پژمردگي و سوختگي هاله اي لوبيا ضروري است. به اين لحاظ، دستيابي به يك روش سريع، كم هزينه و آسان براي رديابي Xap، Cff و Psp در بذرهاي لوبيا، هدف اصلي اين پژوهش در نظرگرفته شد. به اين منظور، پس از تاييد مشخصات مورفوژيكي، بيماريزايي، فيزيولوژيكي و بيوشيميايي، سه جدايه منتخب Xap58، Cff19 و Psp26 متعلق به پاتووارهاي Xap، Cff و Psp براي انجام آزمونهاي رديابي مولكولي باكتري از بذر به روش PCR انتخاب شدند. در مرحله اول، ازتكثير قطعات مورد انتظار DNA اين باكتريها به ترتيب با جفت آغازگرهاي اختصاصي X4c/X4e (bp 730)، Cff-for2/Cff-rev4 (bp 306) و P5.1/P3.1 (bp 502) اطمينان حاصل شد. در مراحل بعد، با استفاده از روشهاي رقيق كردن متوالي DNA باكتريايي و جفت آغازگرهاي اختصاصي، به همراه آزمون شيب حرارتي ، غلظت ng/µl 20 از DNA، غلظت pmol 10 آغازگر و دماي اتصال Cº 57 به عنوان مقادير بهينه هر واكنش 20 ميكروليتري، براي تكثير قطعات DNA مورد انتظار آزمون هاي PCR، duplex PCR و triplex PCR تعيين شد. با رقيق سازي متوالي سوسپانسيون cfu/ml 107جدايه هاي Xap58، Cff19 و Psp26 و سپس استخراج DNA از آنها به روش جوشانيدن و انجام آزمونهاي PCR معلوم شد كه هر سه جدايه در PCR انفرادي و همچنين duplex PCR با جفت آغازگرهاي اختصاصي خود تا رقت 10-3 و triplex PCR تا رقت 1-10 قابليت رديابي دارند. در تعيين حساسيت آزمون هاي سه گانه PCR براي رديابي باكتريها، ابتدا بذور لوبيا سفيد به روش غوطه ور سازي در سوسپانسيونهاي انفرادي، مخلوط دو به دو و سه تايي با جدايههاي Xap58، Cff19 و Psp26 آلوده شدند. پس از خشك كردن بذور در معرض هوا ، در فواصل زماني 0، 2، 4، 8، 16، 32، 64 و 128 روز ، دو بذر از هر تيمار در محيط Nutrient broth غوطه ور شدند و پس از نگهداري 18 ساعته روي شيكر با تكانش 150 دور در دقيقه در آزمايشگاه، DNA نمونهها از هر تيمار استخراج شد. نتايج واكنشهاي PCR با اين نمونهها نشان داد كه با هر سه روش انفرادي، duplex PCR و triplex PCR، امكان رديابي هر سه باكتري Xap58، Cff19 و Psp26 از روي بذرهاي لوبيا حداقل تا 128 روز وجود دارد. با بررسي جزئيات بيشتر براي بهينه كردن اين روش triplex PCR ، ميتوان از اين روش براي تعيين آلودگي بذرهاي لوبيا استفاده نمود.
كلمات كليدي: سوختگي معمولي لوبيا، پژمردگي باكتريايي لوبيا، سوختگي هالهاي لوبيا، ،duplex PCR، Triplex-PCR
چكيده انگليسي
Abstract
Bean (Phaseolus vulgaris L.), as a source of plant protein, plays an important role in human diets, and therefore, its cultivation is common in many countries, including Iran. Among the common diseases of bean plants, three bacterial diseases common bacterial blight (Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, Xap), bacterial wilt (Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens, Cff), and halo blight (Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola, Psp) are considered the most significant seed-borne diseases. These diseases have caused substantial damage to bean fields in Iran in recent years. Due to the uniform production and distribution process of edible and seed beans in Iran, these bacterial pathogens can potentially spread from contaminated areas to other bean-growing regions. Therefore, ensuring that bean seeds intended for cultivation are free of these pathogenic bacteria is crucial for managing the three diseases: common bacterial blight, bacterial wilt, and halo blight.
In this regard, developing a rapid, cost-effective, and easy-to-use method for detecting Xap, Cff, and Psp in bean seeds was the primary objective of this study. For this purpose, after confirming the morphological, pathogenicity, physiological, and biochemical characteristics, three selected isolates—Xap58, Cff19, and Psp26—belonging to the Xap, Cff, and Psp pathovars were chosen for molecular detection tests via PCR. Initially, amplification of the expected DNA fragments of these bacteria was confirmed using specific primer pairs: X4c/X4e (730 bp), Cff-for2/Cff-rev4 (306 bp), and P5.1/P3.1 (502 bp). Subsequently, through serial dilution of bacterial DNA and the use of specific primers combined with gradient-PCR, the optimal conditions for a 20-µl reaction were determined to include 20 ng/µl DNA concentration, 5 pmol primer concentration, and an annealing temperature of 57°C for the amplification of the target DNA fragments in PCR, duplex PCR, and triplex PCR assays.
By serially diluting bacterial suspensions (10⁷ cfu/ml) of Xap58, Cff19, and Psp26, extracting their DNA via the boiling method, and conducting PCR assays, it was found that all three isolates could be detected up to a dilution of 10⁻³ in individual PCR and duplex PCR assays and up to 10⁻¹ in triplex PCR assays. To evaluate the sensitivity of the three PCR methods for pathogen detection, white bean seeds were artificially inoculated using immersion in individual, dual, and triple bacterial suspensions of Xap58, Cff19, and Psp26. After air-drying the seeds, at intervals of 0, 2, 4, 8, 16, 32, 64, and 128 days, two seeds from each treatment were immersed in nutrient broth, incubated on a shaker at 150 rpm for 18 hours, and then subjected to DNA extraction. The results of PCR reactions using these samples demonstrated that all three pathogens (Xap58, Cff19, and Psp26) could be detected on bean seeds for up to 128 days using individual PCR, duplex PCR, and triplex PCR methods. Further optimization of this triplex PCR method can facilitate its use for detecting bean seed contamination.
Keywords: Common bacterial blight, bacterial wilt of beans, halo blight of beans, duplex PCR, triplex PCR
استاد راهنما
مسعود بهار
استاد مشاور
بهرام شريف نبي
استاد داور
صادق زارعي , حميدرضا عشقي زاده