اثرات کنترل زیستی Bacillus sp. سویه D5 روی قارچ بیماری زا Fusarium oxysporum R1 در سطح میکروسکوپی و مولکولی در بنه Crocus sativus L. (زعفران)

پوسیدگی بنه زعفران ناشی از Fusarium oxysporum یک تهدید بزرگ برای کشت زعفران در سراسر جهان است. برای به حداقل رساندن اثرات سوء قارچ کش های شیمیایی، توجه به استفاده از عوامل کنترل زیستی برای مدیریت بیماری به روشی پایدار معطوف شده است. در زعفران، عوامل کنترل زیستی مختلفی در برابر بیماری پوسیدگی بنه گزارش شده و مشخص شده است، اما تاکنون مطالعه ای برای درک اثر متقابل آنها در سطح مولکولی انجام نشده است. مطالعه حاضر به منظور کشف مکانیسم عمل یک عامل کنترل زیستی بومی از قبل مشخص شده یعنی Bacillus sp انجام شد. سویه D5 (Bar D5) در برابر F. oxsporum R1 (Fox R1) در بنه زعفران. مهار رشد Fox R1 در شرایط آزمایشگاهی و در گیاه (بنیاز زعفران) با تصویربرداری زمان واقعی مشاهده شد. Bacillus sp. سویه D5 بار Fox R1 را در بنه‌های آلوده تا 50 درصد کاهش داد که با استفاده از q-PCR و روش واحد تشکیل کلنی تعیین شد. تجزیه و تحلیل ترانسکریپتوم مقایسه ای تنظیم دخیل و کاهش ژن های مختلف فاکس R1 را در حضور Bar D5 نشان داد. ژن‌های مربوط به متابولیسم کربن، دیواره سلولی و سنتز غشاء، و رشد فاکس R1 در بنه‌های تلقیح شده با نوار D5 و فاکس R1 در مقایسه با بنه‌های تلقیح شده با فاکس R1 به طور قابل‌توجهی کاهش یافت.

Corm rot of saffron caused by Fusarium oxysporum is a major threat to saffron cultivation the world over. To minimize the ill effects of chemical fungicides, attention has been shifted to the use of biocontrol agents for disease management in a sustainable way. In saffron, various biocontrol agents against corm rot disease have been reported and characterized but no study has been done so far to understand their interaction at the molecular level. The present study was conducted to unravel the mechanism of action of an already characterized native biocontrol agent i.e. Bacillus sp. strain D5 (Bar D5) against F. oxsporum R1 (Fox R1) in the saffron corm. The growth inhibition of Fox R1 was observed in vitro and in planta (saffron corm) by real time imaging. Bacillus sp. strain D5 reduced Fox R1 load in infected corms by 50% as quantified by q-PCR and the colony-forming unit method. Comparative transcriptome analysis revealed upregulation and downregulation of various Fox R1 genes in presence of Bar D5. The genes related to carbon metabolism, cell wall and membrane synthesis, and growth of Fox R1 were significantly downregulated in Bar D5-primed and Fox R1-inoculated corms as compared to only Fox R1-inoculated corms.