ردیابی ژن های لاکتوناز aiiA و qsdA و آسیلاز hacB در آنتاگونیست های باکتریایی

عنوان دوره: بیست و دومین کنگره گیاهپزشکی ایران

تلاش‌های بعضی از محققین مدیریت آفات جهت کنترل بیماری‌ها روی توسعه مواد جایگزین با ترکیبات شیمیایی مصنوعی متمرکز شده است. کنترل بیولوژیک یکی از این جایگزین‌هاست. بیماری باکتریایی ساق سیاه سیب زمینی با عامل Pectobacterium atrosepticum یکی از مهم ترین بیماری‌های محدود کننده کشت این محصول در دنیاست. اصلی ترین مکانیسم بیماری‌زایی این پاتوژن ترشح آنزیم‌های پکتولیتیک است. این باکتری بیان فاکتورهای کلیدی بیماریزایی خود را توسط ان-اسیل هموسرین لاکتون (AHL) و سیستم حدنصاب احساس (QS) تنظیم می‌کند. دو گروه اصلی از آنزیم‌های غیرفعال کننده AHLs شناسایی شده‌اند: AHL-لاکتونازها که حلقه لاکتون را در مولکول‌های AHLs هیدرولیز می‌کنند و AHL-آسیلازها (آمیدازها) که هموسرین لاکتون و اسیدچرب آزاد می‌کنند. فعالیت این آنزیم‌ها منجر به خاموشی فرایندهای تحت تنظیم QS می‌شود. به منظور یافتن لاکتونازها و آسیلازها از شصت و یک جدایه باکتری فراریشه که قبلا توانایی آن‌ها در خاموش کردن سیستم QS توسط بایوسنسور CV026 و با استفاده از C6-HSL مصنوعی و طبیعی ثابت شده بود، استفاده شد. استخراج دی‌ان‌ایِ از این جدایه‌ها انجام و با آزمون PCR با استفاده از پرایمرهای اختصاصی ژن‌های لاکتونازی aiiA و qsdA و آسیلازی hacB ردیابی شدند.. قطعات قابل انتظار تکثیرشده در آزمون PCR از این جدایه‌ها توالی‌یابی و ویرایش شدند. مقایسه توالی‌های نوکلئوتیدی با استفاده از نرم‌افزار بلاست با سایر توالی‌های متناظر آن‌ها در بانک جهانی ترادف‌ها (ژن‌بانک) انجام شد (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). نتایج نشان داد که شباهت بالایی (بالای92 درصد) میان توالی‌های ژن‌های aiiA، qsdA و hacB در جدایه‌های مورد آزمایش با استرین‌های مرجع این ژن‌ها وجود دارد. ژن aiiA در 27 جدایه گرم مثبت و شش جدایه گرم منفی از جمله Acinetobacter sp. و Enterobacter sp. وجود داشت. ژن qsdA در یک جدایه از Bacillus sp. وجود داشت. ژن hacB نیز فقط در یک جدایه گرم منفی از جنس Brevundimonas ردیابی شد. وجود این ژن‌ها در باکتری‌های فراریشه‌ای که در QS اختلال ایجاد می‌کنند ثابت می کند که فعالیت تجزیه NAHL در این جدایه‌ها توسط ژنی کد می‌شود که توالی آن بسیار شبیه به توالی‌ ژن‌هایی است که لاکتوناز یا آسیلاز را کد می-کنند. این آنزیم‌ها ساختار مولکول‌های سیگنال را تغییر داده و از اتصال آن‌ها به تنظیم‌کننده رونویسی یعنی LuxR جلوگیری می‌کنند. نتایج روش HPLC نشان داد که در برخی جدایه‌ها هیچ میزانی از AHL ردیابی نشد که نشانگر تجزیه کامل آن توسط آنتاگونیست‌ها و توانایی بالای تجزیه‌کنندگی این آنزیم‌ها بود. توانایی غیر فعال کردن AHLs (quorum quenching, QQ) ممکن است در کنترل بیماری‌زایی بسیاری از باکتری‌های پاتوژن و کاهش خسارت ساق سیاه سیب‌زمینی موثر باشد.
کلمات کلیدی: QS، AHL، Pectobacterium atrosepticum

QS؛ AHL؛ Pectobacterium atrosepticum