Date of Award

6-2020

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Biology

First Advisor

Dr. Khaled El-Tarabily

Second Advisor

Dr.Synan AbuQaumar

Abstract

Date palm trees suffer from many various serious diseases, including sudden decline syndrome (SDS). External symptoms were characterized by whitening on one side of the rachis, progressing from the base to the apex of the leaf until the whole leaf dies; while the internal disease symptoms included reddish roots and highly coloured vascular bundles causing wilting and death of the tree. Although three Fusarium spp. (F. oxysporum, F. proliferatum and F. solani) were isolated from diseased root samples, the fungal pathogen F. solani was associated with SDS on date palm in the United Arab Emirates (UAE). Fusarium spp. were identified based on their cultural and morphological characteristics. The internal transcribed spacer regions and large subunit of the ribosomal RNA (ITS/LSU rRNA) gene complex of the pathogens was further sequenced. Pathogenicity assays and disease severity indices confirmed the main causal agent of SDS on date palm in the UAE as F. solani. In order to control SDS in the UAE using biological control methods, endophytic actinobacteria were isolated from within the roots of date palm in the UAE and were evaluated for their potential to secrete antifungal metabolites and cell-wall degrading enzymes that can inhibit the pathogen growth in vitro. The strongest two inhibitory endophytic biocontrol agents that produced cell wall degrading enzymes and lysed the hyphae of F. solani (BCA1) or secreted diffusible antifungal metabolites (BCA2) which completely inhibited F. solani growth were also tested under greenhouse conditions to study their effects on SDS reduction. The biocontrol agent BCA2 which produced only diffusible antifungal metabolites and without the production of cell wall degrading enzymes was significantly more effective in reducing the incidence and severity of SDS compared to biocontrol agent BCA1 which produced only cell wall degrading enzymes and without the production of diffusible antifungal metabolites. This study demonstrated the superiority of antagonistic endophytic actinobacteria (BCA2) capable of producing diffusible antifungal metabolites compared to antagonistic endophytic actinobacteria (BCA1) capable of producing cell wall degrading enzymes in reducing the severity of SDS on date palm under greenhouse conditions.

Comments

تصاب أشجار النخيل بأمراض خطيرة للغاية من ضمنها متلازمة الذبول المفاجئ. تتميز الأعراض الخارجية بظهور اللون الأبيض على جانب واحد من الورقة، والذي يتقدم من القاعدة إلى قمة الورقة حتى تموت الورقة بأكملها، بينما تضمنت أعراض المرض الداخلية تلون الجذور بالأحمر وتصبغ الحزم الوعائية، مما يؤدي إلى ذبول وموت الشجرة. في هذه الدراسة تم عزل ثلاثة أنواع من جنس فيزاريوم ( F. oxysporum و F. proliferatum و F. solani ) من عينات جذور نخيل التمر المريضة، وكان الفطر الممرض F. solani مرتبطاً بذبول نخيل التمر في دولة الإمارات العربية المتحدة. تم تعريف الفطريات الثلاثة من خلال الخواص المورفولوجية عن طريق تنمية الفطريات على أطباق البيئات الغذائية المختلفة. تم أيضاً استخدام طرق تسلسل المناطق الفاصلة المنسوخة الداخلية والوحدة الفرعية الكبيرة لمركب الجين الريبوزي RNA (ITS/LSU rRNA) لمعرفة مسبب المرض. تؤكد التجارب داخل البيوت البلاستيكية ومؤشرات شدة المرض أن المسبب الرئيسي لمتلازمة ذبول نخيل التمر المفاجئ في دولة الإمارات العربية المتحدة هو F. solani. لدراسة تأثير المقاومة البيولوجية على هذا المرض، تم عزل مجموعة من الأكتينوبكتيريا من داخل جذور نخيل التمر في الإمارات العربية المتحدة وتم تقييم قدرتها على إنتاج وإفراز مواد مثبطة لفطر F. solani بالإضافة إلى قدرة عزلات أخرى من مجموعة الأكتينوبكتيريا على إفراز إنزيمات محللة للجدران الخلوية والتي بإمكانها أن تحد من نمو مسبب المرض في المختبر وداخل البيوت البلاستيكية. تم اختبار أقوى عزلتين من مجموعة الأكتينوبكتيريا أنتجتا مواد مثبطة لنمو الفطر أو إنزيمات قادرة على تحليل الجدار الخلوي للفطر الممرض في المختبر وفي داخل البيوت البلاستيكية. كانت الأكتينوبكتيريا BCA2 والتي أنتجت مواد مثبطة مضادة للفطر الممرض فقط بدون إنتاج إنزيمات تحلل جدار الخلية أكثر فاعلية في الحد من انتشار وشدة ذبول النخيل مقارنة بالأكتينوبكتيريا BCA1 ةالتي قامت بافراز إنزيمات تحلل جدار الخلية فقط بدون إنتاج مواد مضبطة لنمو الفطر. وأوضحت هذه الدراسة تفوق الأكتينوبكتيريا القادرة على إنتاج مواد مثبطة لنمو الفطر على الأكتينوبكتيريا القادرة على إنتاج إنزيمات تحطم جدران الخلايا في تقليل شدة متلازمة ذبول النخيل المفاجئ في نخيل التمر داخل البيوت البلاستيكية.

Download
COinS