Date of Award

6-2020

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Biology

First Advisor

Khaled A. El-Tarabily

Second Advisor

Synan F. AbuQamar

Abstract

Date palm orchards suffer from serious diseases, including sudden decline syndrome (SDS). The fungal pathogen Fusarium solani was associated with SDS on date palm in the United Arab Emirates (UAE). Application of Cidely® Top (difenoconazole and cyflufenamid) significantly inhibited the fungal mycelial growth In vitro and reduced SDS development on date palm seedlings pre-inoculated with F. solani under greenhouse conditions. This is the first report confirming that the chemical fungicide Cidely® Top is strongly effective against SDS on date palm. Fungal pathogens not only inhibit plant growth directly but also induce the plant to synthesize stress ethylene. Much of the damage sustained by plants infected with fungal phytopathogens occurs as a result of the response of the plant to the increased levels of ethylene. The aim of the present study was to compare the effectiveness of antagonistic actinobacteria capable of producing 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase, with those incapables of producing ACC deaminase, on suppression and severity of SDS on date palm. To achieve this, actinobacteria-producing ACC deaminase isolated from the rhizosphere of date palm in the UAE were evaluated for their potential to produce antifungal metabolites and cell-wall degrading enzymes that can inhibit the growth of the pathogen In vitro. The most inhibitory isolates produced chitinase, diffusible antifungal metabolites, and siderophores, and were able to lyse the hyphae of the three pathogens In vitro. Under greenhouse conditions, the ACC deaminase-producing isolates were significantly more effective in reducing the incidence and severity of SDS compared to ACC deaminase-non-producing isolates. This study demonstrated for the first time the superiority of antagonistic rhizosphere actinobacteria to enhance their effectiveness as biocontrol agents by their abilities to produce ACC deaminase in addition to their abilities to produce antifungal metabolites and cell-wall degrading enzymes. The results clearly showed the potential to enhance most if not all of the biocontrol agent’s performance by including the ACC deaminase ability in the strains.

Comments

تعاني بساتين النخيل من أمراض خطيرة، بما في ذلك متلازمة الانخفاض المفاجئ (SDS).‏ ارتبط القطر Fusarium solani بمرض SDS في نخيل التمر في الإمارات العربية المتحدة. في الدراسة الحالية أدى استخدام difenoconazole) Cidelye Top و cyflufenamid)‏ إلى تثبيط نمو الفطريات في المختبر بشكل كبير وخفض تطور SDS على شتلات نخيل التمر المحقونة مسبقا بـ F solami في ظروف البيوت البلاستيكية. تعتبر الدراسة الحالية هي الأولى من نوعها و التي تؤكد أن سيد الفطريات الكيميائي Cidely Top فعال بشكل كبير ضد SDS‏ على نخيل التمر. لا تمنع الفطريات الممرضة نمو النبات بشكل مباشر فحسب، بل تحفز النبات أيضا على تخليق هرمون الاجهاد الفسيولوجي والمعروف باسم هرمون الإيثيلين. تحدث الكثير من الأضرار للنباتات المصابة بالفطريات نتيجة لاستجابة النبات لزيادة مستويات هرمون الإثيلين. كان الهدف من هذه الدراسة هو مقارنة فعالية الأكتينوبكتيريا القادرة على إنتاج إنزيم دياميناز ‏ACC، مع أولئك غير القادرين على إنتاج دياميناز ACC، على تثبيط شده SDS في نخيل التمر. لتحقيق ذلك، تم تقييم الأكتينوبكتيريا المنتجة لأنزيم ديايميناز ACC والمعزولة من التربة حول جذور نخيل التمر في دولة الإمارات العربية المتحدة من حيث قدرتها على إنتاج مواد كيمائية قاتلة للقطر مسبب المرض وايضا على انتاج الإنزيمات المحللة لجدار الخلية والتي يمكن أن تمنع نمو الفطريات في المختبر عن طريق تحليل هذه الجدر الخلوية. أنتجت معظم العزلات المثبطة إنزيم الكيتينز بالإضافة إلى إنتاج مواد كيمائية قاتلة للفطريات، siderophores، كما كانت قادرة على تحليل خيوط القطر الممرض في المختبر. تحت ظروف البيوت البلاستيكية، كانت العزلة المنتجة لـ إنزيم دياميناز ACC أكثر فاعلية في تقليل حدوث وشدة SDS مقارنة بالعزلة غير المنتجة لـ إنزيم دياميناز ACC. أثبتت هذه الدراسة لأول مرة تفوق الأكتينوبكتيريا المتنافسة في منطقة الجذور (rhizosphere) على تعزيز فعاليتها كعوامل تحكم بيولوجي من خلال قدرتها على إنتاج انزيم ديايميناز ACC بالإضافة إلى قدرتها على إنتاج مواد كيمائية قاتلة للقطريات والإنزيمات المحللة للجدار الخلوي. أظهرت النتائج بوضوح القدرة على تعزيز معظم عوامل المقاومة ال بيولوجية إن لم يكن كلها عن طريق تضمين قدرة إنتاج إنزيم ديايميناز ACC في السلالات المستخدمة فى المقاومة أو المكافحة البيولوجية أو الحيوية .

Download
COinS