مطالعه ی مروری بر پدیده سرمازدگی و نقش باکتری‌های هسته ی یخ در افزایش خسارت آن در باغات پسته رفسنجان
الموضوعات :
مهدیه رستمی
1
(گروه بیماری شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد رفسنجان، رفسنجان، ایران.)
الکلمات المفتاحية: باکتری هسته یخ, پسته, رفسنجان, سرمازدگی.,
ملخص المقالة :
پسته به‌عنوان یک محصول استراتژیک، جایگاه خاصی در بین تولیدات کشاورزي ایران دارد. در سال‌های اخیر، تغییرات اقلیمی، بزرگتـرین خطري است که بازار پسته را تهدید می‌کند. این تغییرات از جمله سـرمازدگی و پدیـده‌هـاي نـاگوار جوي به شکل‌های مختلف کیفیت و کمیت محصول پسته را تحت تاثیر قرار داده است. علیرغم توسعه‌ی روش‌های مختلف حفاظت در برابر سرما، خسارت‌های سرمازدگی وارد به گیاهان همچنان به‌عنوان یک مشکل عمده‌ی اقتصادی برای تولیدکنندگان کشاورزی و باغی مطرح است. به همین دلیل پژوهش‌ها و مطالعات زیادی در این زمینه صورت گرفته است. این مقاله، مروری است بر بخشی از پژوهش‌های ده سال گذشته که در زمینه سرمازدگی ، نقش باکتری‌های هسته یخ در سرمازدگی پسته و مدیریت جمعیت این باکتری‌ها انجام شده است. باکتری‌های هسته‌ی یخ، آغازگر اصلی آسیب سرمازدگی به بسیاری از گیاهان زراعی مهم اقتصادی هستند. این مقاله همچنین مروری است برتحقیقات انجام شده شامل جداسازی و شناسایی باکتری‌های هسته‌ی یخ ساکن سطح درختان پسته در استان کرمان ، ردیابی ژن هسته‌زای یخ، مقایسه فرکانس هسته ی یخ بین آنها و همچنین امکان کنترل بیولوژیک آنها. در نهایت این مقاله نقش این باکتری ها را در خسارت سرمازدگی گیاهان و راهبردها و محدودیت‌های جلوگیری از آسیب سرمازدگی گیاهی با مدیریت این جمعیت‌های باکتریایی توسط باکتری‌کش‌ها، باکتری‌های آنتاگونیست، یا راهبردهای کنترل زراعی را بررسی می‌کند.
Afshri, H., Hokmabadi, H., ebadi, a.g., Arab, H.A., and Ghorbanian, A.R. 2009. The study of spring frost resistance of some commercial damghan pistachio (pistacia vera) cultivars. Plant and ecosystem, 5(18), 60-76. sid. https://sid.ir/paper/145230/en
Allard, F., M. Houde, M. Krol, A. Ivanov, N. P. A. Huner, and F. Sarhan. 1998. Betaine improves freezing tolerance in wheat. Plant Cell Physiology, 39: 1194-1202.
Attard E., Yang H., Delort A. M., Amato P., Oschl U. P., Glaux C., Koop T., Morris C. E., 2012. Effects of atmospheric conditions on ice nucleation activity of Pseudomonas. Atmosferic Chemistry and Phyisics 12: 10667–10677
Azad, H., and Schaad, N. W. (1988). The relationship of Xanthomonas campestris pv. translucens to frost and the effect of frost on black chaff development in wheat. Phytopathology, 78(1), 95-100.
Baskaran, A., Kaari, M., Venugopal, G., Manikkam, R., Joseph, J., and Bhaskar, P. V. 2021. Anti-freeze proteins (Afp): Properties, sources and applications–A review. International Journal of Biological Macromolecules, 189, 292-305.
Beirami, A.H., Rostami, M. 2019. Investigation and comparison of ice core frequency in some bacterial isolates associated with frostbite in pistachio trees of Rafsanjan region. 7th National Conference on Applied Research in Healthy Food Sciences from Farm to Table. P. 17. In Persian. . Available in: https://civilica.com/doc/1354716
Buttner, M. P., and Amy, P. S. 1989. Survival of ice nucleation-active and genetically engineered non-ice-nucleating Pseudomonas syringae strains after freezing. Applied and environmental microbiology, 55(7), 1690-1694.
Dehghan Moghadam, M., and Rostami, M. 2021. Antagonistic activity of some epiphytic bacteria and actinomycetes against ice nucleation active bacteria on Rafsanjan pistachio trees. Biological control of pests and plant diseases, 10(1), 77-87.
Eslami, S. V., Behdani, M. A., and Jami-Alahmadi, M. 2012. Influence of Exogenous Glycinebetaine Application on Improving Chilling Tolerance in Corn Seedlings (Zea mays L.). Iranian Journal of Field Crops Research, 8(6), 939-945. doi: 10.22067/gsc.v8i6.8040
Failor, K. C., Schmale Iii, D. G., Vinatzer, B. A., and Monteil, C. L. 2017. Ice nucleation active bacteria in precipitation are genetically diverse and nucleate ice by employing different mechanisms. The ISME Journal, 11(12), 2740-2753.
Fones, H. N. 2020. Presence of ice-nucleating Pseudomonas on wheat leaves promotes Septoria tritici blotch disease (Zymoseptoria tritici) via a mutually beneficial interaction. Scientific Reports, 10(1), 17738.
Francis, J., and Skific, N. 2015. Evidence linking rapid Arctic warming to mid-latitude weather patterns. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 373(2045), 20140170.
Gross, D. C., Cody, Y. S., Proebsting Jr, E. L., Radamaker, G. K., and Spotts, R. A. 1983. Distribution, population dynamics, and characteristics of ice nucleation-active bacteria in deciduous fruit tree orchards. Applied and environmental microbiology, 46(6), 1370-1379.
Gupta, R., and Deswal, R. 2014. Antifreeze proteins enable plants to survive in freezing conditions. Journal of Biosciences, 39, 931-944.
Keenan, T. F., Richardson, A. D., and Hufkens, K. 2020. On quantifying the apparent temperature sensitivity of plant phenology. New Phytologist, 225(2), 1033-1040.
Lindow, S. 2023. History of discovery and environmental role of ice nucleating bacteria. Phytopathology®, 113(4), 605-615.
Metsoviti, M., Paramithiotis, S., Drosinos E. H., Galiotou‐Panayotou M., Nychas G. J. E., Zeng A. P., Papanikolaou S., 2012. Screening of bacterial strains capable of converting biodiesel‐derived raw glycerol into 1, 3‐propanediol, 2, 3‐butanediol and ethanol. Engineering in Life Sciences 12:57-68.
Meyer, K. M., Porch, R., Muscettola, I. E., Vasconcelos, A. L. S., Sherman, J. K., Metcalf, C. J. E., ... and Koskella, B. 2022. Plant neighborhood shapes diversity and reduces interspecific variation of the phyllosphere microbiome. The ISME journal, 16(5), 1376-1387.
Murray, B. J., Carslaw, K. S., and Field, P. R. 2021. Opinion: Cloud-phase climate feedback and the importance of ice-nucleating particles. Atmospheric Chemistry and Physics, 21(2), 665-679.
Nazemosadat M, Sepaskhah A, Mohammady S. Application of Dew Point in the Prediction of Chilling Stress (Case Study in Jahrom, Fars Province). jwss 2001; 5 (3) :9-16. In Persian.
Obadi, M., and Xu, B. 2023. Characteristics and applications of plant-derived antifreeze proteins in frozen dough: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 128202.
Rajashekar, C. B., Li, P. H., and Carter, J. V. 1983. Frost injury and heterogeneous ice nucleation in leaves of tuber-bearing Solanum species: ice nucleation activity of external source of nucleants. Plant physiology, 71(4), 749-755.
Repo, T., Domisch, T., Kilpeläinen, J., and Mäkinen, H. 2021. Soil frost affects stem diameter growth of Norway spruce with delay. Trees, 35, 761-767.
Rostami, M., Hasanzadeh, N., Khodaygan, P., and Riahi-Madvar, A. 2018a. Ice nucleation active bacteria from pistachio in Kerman Province, Iran. Journal of Plant Pathology, 100, 51-58.
Rostami,M.,Hasanzadeh,N.,Khodaygan,P. and Riahi Madvar,A. 2018b. Evaluation of Ice Nucleation Activity (INA) and INA Gene Detection in the Bacteria Isolated from Pistachio Trees in Kerman Province, Iran. Journal of Nuts. 2(9):147-157.
Santl-Temkiv, T., Ling, M., Holm, S., Finster, K., and Boesen, T. 2016. The presence of INA proteins on the surface of single cells of Pseudomonas syringae R10. 79 isolated from rain. In European Geosciences Union General Assembly. Vol. 18, -15510,
Serraj, R. and T.R. Sinclair. 2002. Osmolyte accumulation: can it really help increase crop yield under drought conditions. Plant Cell Environment, 25: 333-341.
Shahrokhi Kahnooj, Kh. and Rostami, M. 2021. Study of the possibility of biological control of frostbite of pistachio plants using epiphytic antifreeze bacteria. Biological control of pests and plant diseases, 9(2), 173-183. SID. https://sid.ir/paper/964558/en
Somersalo, S., S. Kyei-Boahen, and E. Pehu. 1996. Exogenous glycine betaine application as a possibility to increase low temperature tolerance of crop plants. Nordisk Jordbruksforskning, 78: 10.
Sorkhan, R. S., Enteshari, S., Hokmabadi, H., and Tajabadipour, A. 2011. Physiological evaluation of pistachio frost damage resistant rootstocks. International Journal of Nuts and Related Sciences. 2(4): 55-66.
Taherzai, A.R., Ansaripour, M. M. and, Bashirinia, E. 2023. Investigating the use of biocompatible polymer compounds along with the amino acid L-proline to reduce the effect of cold stress in plants and prevent the freezing of interstitial water and cell sap. The first national frost event in the agricultural sector (challenges and solutions). https://civilica.com/doc/1810481. In Persian.
