علوم آب و خاک

---

یکی از مهم‌ترین بیماری‌ها در نخود (Cicer arientinum) ، بیماری برق‌زدگی است، که توسط قارچ Ascochyta rabiei ایجاد می‌شود. در این پژوهش 43 جدایه از قارچ Ascochyta rabiei از بذور و گیاهان آلوده نخود، خالص‌سازی گردید، که از مناطق مختلف استان‌های کرمانشاه، لرستان، همدان، کردستان، آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی در طول سال‌های 1376 تا 1378 جمع‌آوری شده بود. برای تعیین شدت بیماری‌زایی، از محیط کشت ( CDA (Chickpea seed meal dextrose agar) استفاده گردید. در این روش، هر جدایه تحت شرایط آزمایشگاهی روی محیط CDA در دمای  1±21 درجه سانتیگراد به مدت 9 روز کشت داده شد. آسیب‌های ناشی از حمله قارچ به قسمت‌های مختلف گیاهچه‌های نخود رقم جم به طور روزانه تا روز پنجم ارزیابی، و از صفر تا صد درصد درجه‌بندی شد. نتایج نشان داد که 13 جدایه (IE06، IE04، IO00، IL10، IL01، IK21، IK19، IK17، IK14، IK13، IK10، IK08 و IK04) با شدت بیماری‌زایی زیاد (Highly virulent, HV) و هفت جدایه (IL06، IL04، IE08، IE01، IK15، IK06 و IK03) با شدت بیماری‌زایی کم (Weakly virulent, WV) هستند. جدایه‌های دیگر دارای شدت بیماری‌زایی متوسط (Moderately virulent, MV) بودند. فعالیت آنزیم پلی‌گالاکتوروناز این جدایه‌ها روی محیط کشت (Pectin zymogram)(PZ) اندازه‌گیری شد. مقایسه نتایج به دست آمده با آزمون بیماری‌زایی حاصل از 43 جدایه نشان داد که جدایه‌های دارای فعالیت آنزیمی زیاد در گروه بیماری‌زایی شدید، و جدایه‌های با فعالیت آنزیمی کم در گروه بیماری‌زایی کم قرار دارند.

---

بیماری برق زدگی (Ascochyta blight) در نخود (Cicer arientinum) یکی از مهم‌ترین بیماری‌های این گیاه می‌باشد که توسط قارچ Ascochyta rabiei ایجاد می‌گردد و خسارات زیادی را به این محصول وارد میسازد. آنزیم پلی گالاکتوروناز یکی از عوامل مهم در بیماریزایی این قارچ محسوب می‌شود که با تخریب ترکیبات ساختمانی دیواره سلولی گیاه باعث سست شدن و نفوذ پذیرشدن آن نسبت به پاتوژن می‌گردد. در این تحقیق جهت بررسی خصوصیات آنزیم پلی گالاکتوروناز تولید شده توسط جدایه IK06 قارچ A. rabiei اقدام به خالص سازی این آنزیم با استفاده از ستون تعویض یونی بر روی بستر (Carboxy Methyl Sepharose) گردید. مناسب‌ترین pH جهت اتصال آنزیم مذکور به بستر ستون برابر 5/5 تعیین گردید. پس از اتصال پروتئین، شستشوی ستون و اعمال شیب غلظت نمک NaCl یک مولار، نتایج نشان داد در فراکسیون‌های 81 تا 96 در ناحیه غلظت نمکی بین 3/0 تا 4/0 مولار یک قله فعالیت آنزیمی مشاهده می‌گردد. پس از رسوب دهی پروتئین‌های فراکسیون‌های فوق و با استفاده از SDS-PAGE یک باند پروتئینی با جرم ملکولی حدود 27 کیلودالتون به‌دست آمد. مطالعه زایموگرام مربوط به این باند پروتئینی نشان داد که این پروتئین دارای فعالیت آنزیم پلی گالاکتورونازی می‌باشد. بررسی pH مناسب برای فعالیت آنزیمی نشان داد که پروتئین خالص شده، در pH برابر 5/7 بالاترین فعالیت آنزیمی را از خود نشان می‌دهد.

---

قارچ‌های بیماری‌زا به منظور نفوذ به بافت گیاهی از آنزیم‌های پلی گالاکتورونازی استفاده می‌کنند. در مقابل، برخی از گیاهان واجد پروتئین‌های مهار کننده پلی گالاکتوروناز (Polygalacturonase-Inhibiting Proteins/ PGIP) می‌باشند که عملکرد این گلیکو پروتئین‌ها به تأخیر انداختن نفوذ هیف آن و در نتیجه عدم کلونیزاسیون قارچی می‌باشد. در این تحقیق PGIP از هیپوکتیل واریته‌های درخشان و ناز لوبیا (Phaseolus vulgaris) استخراج شد. سپس به روش کروماتوگرافی جذبی با استفاده از آنزیم پلی گالاکتوروناز به‌عنوان لیگاند اختصاصی، تخلیص گردید. خلوص محصول با روش SDS-PAGE مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که حاوی سه باند پروتئینی در محدوده 47-45 کیلو دالتونی بود. نتایج خالص‌سازی نشان داد که محصول به‌دست آمده از کرماتوگرافی جذبی از خلوص نسبتاَ بالایی برخوردار می‌باشد. هم‌چنین بازده خالص‌سازی P‏GIP با استفاده از کروماتوگرافی جذبی به میزان 68/1 میلی‌گرم PGIP به ازای 100 گرم هیپوکتیل تازه لوبیا می‌باشد. اثر مهاری پروتئین‌های تخلیص شده بر آنزیم پلی گالاکتوروناز جدایه‌های بیماری‌زای Fusarium oxysporum (جدایه F15) و Ascochyta rabiei (جدایه IK04) بررسی شد. پروتئین‌های استخراج شده از هیپوکتیل واریته‌های ناز و درخشان قبل از خالص‌سازی به ترتیب معادل 18 و 28 واحد فعالیت مهار کنندگی بر آنزیم پلی گالاکتوروناز قارچ Fusarium oxysporum از خود نشان می‌دادند در صورتی‌که این میزان مهار کنندگی پس از خالص‌سازی ، هر کدام به 40 واحد افزایش یافت. هم‌چنین فعالیت مهار کنندگی PGIP از این دو واریته بر آنزیم پلی گالاکتوروناز قارچ Ascochyta rabiei قبل از خالص‌سازی هر کدام به میزان 9 واحد بوده و پس از خالص‌سازی این میزان مهار کنندگی به ترتیب به 18 و 29 واحد افزایش می‌یابد.