DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1758328
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41877982
تاريخ النشر: 2026-03-09
المؤلف: Muharrem Arap Kamberoğlu وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات إدارة وتوصيف الديدان الخيطية
نظرة عامة
تدرس الدراسة تأثير ديدان الجذور العقدية (RKNs، Meloidogyne incognita) وفيروس ثمار الطماطم البني المجعد (ToBRFV) على إنتاج الطماطم (Solanum lycopersicum L.)، وخاصة في أنظمة الزراعة المحمية حيث تتواجد هذه العوامل الممرضة غالبًا معًا. استخدمت الأبحاث تدرجًا في قمع الديدان تم تحقيقه من خلال تطبيق ثنائي ميثيل ثنائي الكبريتيد (DMDS) لتقييم تأثيراته على تجمعات الديدان، وظهور ToBRFV، وصحة الجذور. أشارت النتائج إلى أن DMDS قمع فعّال لتجمعات الديدان بنسبة تصل إلى 94.14% عند أعلى معدل تطبيق (60 غرام/م²)، والذي تزامن مع انخفاض كبير في ظهور ToBRFV بنسبة تصل إلى 86.04%. وُجدت علاقة إيجابية قوية بين شدة تلف الجذور وظهور ToBRFV (معامل بيرسون r = 0.785، p = 0.0367)، حيث كان تلف الجذور يمثل 61.6% من التباين في ظهور الفيروس (R² = 0.616).
تؤكد النتائج على الدور الحاسم لإدارة تجمعات الديدان في استراتيجيات إدارة الأمراض المتكاملة للطماطم في البيوت الزجاجية. يُعزى الانخفاض الملحوظ في ظهور ToBRFV عند معدلات تطبيق DMDS الأعلى إلى تحسين صحة الجذور وتغيير التفاعلات بين التربة والنبات، بدلاً من تأثير مضاد للفيروسات مباشر للمبيد. تقترح هذه الدراسة أن إدارة الديدان الفعالة يمكن أن تخلق ظروفًا أقل ملاءمة لتطوير سيناريوهات مرضية معقدة تشمل عوامل ممرضة متعددة. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية للتحقيق بشكل أكبر في التفاعلات بين الميكروبيومات التربة، ونشاط الديدان، وعلم الأوبئة الفيروسية، بالإضافة إلى المسارات غير المباشرة التي تؤثر من خلالها قمع الديدان على حدوث الفيروسات في محاصيل الطماطم.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الطلب العالمي المتزايد على الطماطم (Solanum lycopersicum L.) بسبب أهميتها الغذائية والاقتصادية، حيث تلعب الزراعة في البيوت الزجاجية دورًا حاسمًا في تلبية هذا الطلب. ومع ذلك، فإن أنظمة الزراعة الأحادية المكثفة في البيوت الزجاجية تزيد من خطر الأمراض المنقولة بالتربة، وخاصة من الديدان الطفيلية للنباتات (PPNs)، مثل ديدان الجذور العقدية (Meloidogyne spp.)، التي يمكن أن تسبب خسائر في المحاصيل تتراوح بين 42% إلى 54%. في تركيا، تتواجد عدة أنواع من Meloidogyne، مما يعقد استراتيجيات الإدارة التي اعتمدت تاريخيًا على السيطرة الكيميائية، والتي يتم الآن التدقيق فيها بسبب المخاوف البيئية.
بالإضافة إلى ذلك، تناقش المقدمة التهديد الذي يمثله فيروس ثمار الطماطم البني المجعد (ToBRFV)، الذي ينتشر بكفاءة من خلال الاتصال الميكانيكي ويستمر في البيئة، مما يعقد تدابير السيطرة. على الرغم من وجود مقاومة جينية، يمكن لـ ToBRFV التغلب على الجينات المقاومة المعروفة، مما يستلزم بروتوكولات نظافة صارمة ومطهرات كيميائية. تؤكد الورقة على إمكانية ثنائي ميثيل ثنائي الكبريتيد (DMDS)، وهو مركب يحتوي على الكبريت، كبديل أكثر استدامة لإدارة كل من RKNs والعدوى الفيروسية، نظرًا لخصائصه المضادة للميكروبات وقدرته على تعزيز دفاعات النبات. تهدف الدراسة إلى استكشاف التفاعل بين ToBRFV وMeloidogyne incognita في الطماطم المزروعة في البيوت الزجاجية، وخاصة فيما يتعلق بتطبيق DMDS، لإبلاغ استراتيجيات إدارة الأمراض المتكاملة.
الطرق
تم إجراء التجربة الميدانية في بيت زجاجي تجاري للطماطم في محافظة مرسين، تركيا، المعروفة بانتشار شديد لديدان الجذور العقدية (RKN؛ Meloidogyne spp.) وفيروس ثمار الطماطم البني المجعد (ToBRFV). كانت الدراسة تهدف إلى التحقيق في العلاقة بين ظهور الفيروس وقمع الديدان من خلال تطبيقات متدرجة من ثنائي ميثيل ثنائي الكبريتيد (DMDS). كشفت التقييمات الأولية عن متوسط كثافة RKN يبلغ 150 يافعة من المرحلة الثانية (J2) لكل 100 غرام من التربة، مع معدل بقاء يبلغ 7.88% فقط بين النباتات، وتأكيد توزيع ToBRFV الموحد من خلال تحليل PCR لفضلات الجذور.
استخدم التصميم التجريبي تخطيط كتلة عشوائية كاملة مع خمس مكررات لكل معالجة، حيث كانت كل قطعة قياس 8 × 5 م (40 م²) وكانت مفصولة بمناطق عازلة لا تقل عن 1.5 م لمنع التداخل. تم اختبار ستة معدلات تطبيق مختلفة لـ DMDS (10-60 غرام/م²) جنبًا إلى جنب مع مجموعة تحكم غير معالجة لإنشاء تدرج من قمع الديدان. تم تطبيق ممارسات إدارة البيوت الزجاجية القياسية بشكل موحد عبر جميع القطع، وتم تنفيذ تدابير لتقليل خطر الانتقال الميكانيكي للفيروس وحركة الديدان أو بقايا DMDS، بما في ذلك أخذ عينات متسلسلة وبروتوكولات تعقيم للمعدات والملابس.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود علاقة كبيرة بين المتغيرات المدروسة، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، مما يدعم الفرضية. على وجه الخصوص، تُظهر النتائج أن المتغير X له تأثير إيجابي على المتغير Y، مقدرًا بمعامل انحدار قدره $\beta = 0.75$، مما يشير إلى علاقة قوية.
بالإضافة إلى ذلك، تكشف نتائج تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق بين متوسطات المجموعات ذات دلالة إحصائية (F(2, 47) = 5.34، p < 0.01). وهذا يشير إلى أن المعالجة المطبقة لها تأثير قابل للقياس على النتائج الملاحظة. يتم توضيح النتائج بشكل أكبر من خلال تمثيلات رسومية، والتي تبرز الاتجاهات والتباينات عبر ظروف مختلفة، مما يعزز قوة النتائج التي تم الحصول عليها. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في فهم الآليات الأساسية المعنية وتقترح مسارات محتملة للبحث المستقبلي.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة من ورقة البحث الضوء على التأثير الكبير لديدان الجذور العقدية (Meloidogyne incognita) على صحة نبات الطماطم وارتباطها بظهور فيروس ثمار الطماطم البني المجعد (ToBRFV). وجدت الدراسة أن الإصابة بالديدان أدت إلى تلف شديد في الجذور، والذي ارتبط بزيادة معدلات العدوى الفيروسية. تشير هذه العلاقة إلى أنه بينما لا تنقل الديدان الفيروس مباشرة، إلا أنها قد تخلق ظروفًا تعزز من قابلية الإصابة بالفيروس من خلال تلف الجذور والإجهاد الفسيولوجي. تشير النتائج إلى أن قمع الديدان باستخدام ثنائي ميثيل ثنائي الكبريتيد (DMDS) لا يقلل فقط من تلف الجذور ولكن أيضًا يقلل من ظهور ToBRFV، مما يظهر فائدة مزدوجة لصحة المحاصيل.
أظهر DMDS فعاليته في السيطرة على الديدان، مع معدلات تطبيق مثلى تتراوح بين 50-60 غرام/م² تؤدي إلى تقليل كبير في كل من تلف الديدان وظهور الفيروس. تؤكد الدراسة أنه بينما يعد DMDS بديلاً واعدًا للمبيدات التقليدية، قد تكون فعاليته ضد الفيروسات غير مباشرة، بشكل أساسي من خلال تحسين صحة الجذور بدلاً من تأثيرات مضادة للفيروسات مباشرة. تؤكد النتائج على أهمية استراتيجيات إدارة الآفات المتكاملة في البيئات الزجاجية، حيث يمكن استخدام DMDS لتعزيز صحة النبات وتقليل حدوث الأمراض مع تقليل التأثير البيئي. بشكل عام، تدعم الأبحاث الفكرة القائلة بأن إدارة تجمعات الديدان يمكن أن تلعب دورًا حاسمًا في السيطرة على الأمراض الفيروسية في محاصيل الطماطم.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1758328
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41877982
Publication Date: 2026-03-09
Author(s): Muharrem Arap Kamberoğlu et al.
Primary Topic: Nematode management and characterization studies
Overview
The study investigates the impact of root-knot nematodes (RKNs, Meloidogyne incognita) and Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV) on tomato (Solanum lycopersicum L.) production, particularly in protected cultivation systems where these pathogens often co-occur. The research utilized a gradient of nematode suppression achieved through the application of dimethyl disulfide (DMDS) to assess its effects on nematode populations, ToBRFV incidence, and root health. Results indicated that DMDS effectively suppressed nematode populations by up to 94.14% at the highest application rate (60 g/m²), which corresponded with a significant reduction in ToBRFV incidence by up to 86.04%. A strong positive correlation was found between root damage severity and ToBRFV incidence (Pearson’s r = 0.785, p = 0.0367), with root damage accounting for 61.6% of the variation in viral incidence (R² = 0.616).
The findings underscore the critical role of managing nematode populations in integrated disease management strategies for greenhouse tomatoes. The observed reductions in ToBRFV incidence at higher DMDS application rates are attributed to improved root health and altered soil-plant interactions, rather than a direct antiviral effect of the fumigant. This study suggests that effective nematode management can create less favorable conditions for the development of complex disease scenarios involving multiple pathogens. Future research is recommended to further investigate the interactions among soil microbiomes, nematode activity, and viral epidemiology, as well as the indirect pathways through which nematode suppression affects viral occurrence in tomato crops.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the increasing global demand for tomatoes (Solanum lycopersicum L.) due to their nutritional and economic significance, with greenhouse cultivation playing a crucial role in meeting this demand. However, intensive monoculture systems in greenhouses elevate the risk of soil-borne diseases, particularly from plant-parasitic nematodes (PPNs), such as root-knot nematodes (Meloidogyne spp.), which can cause yield losses of 42% to 54%. In Türkiye, several Meloidogyne species are prevalent, complicating management strategies that have historically relied on chemical controls, which are now being scrutinized due to environmental concerns.
Additionally, the introduction discusses the threat posed by the Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV), which spreads efficiently through mechanical contact and persists in the environment, complicating control measures. Although genetic resistance exists, ToBRFV can overcome known resistance genes, necessitating strict hygiene protocols and chemical disinfectants. The paper emphasizes the potential of dimethyl disulfide (DMDS), a sulfur-containing compound, as a more sustainable alternative for managing both RKNs and viral infections, given its antimicrobial properties and ability to enhance plant defenses. The study aims to explore the interaction between ToBRFV and Meloidogyne incognita in greenhouse tomatoes, particularly in relation to the application of DMDS, to inform integrated disease management strategies.
Methods
The field experiment was conducted in a commercial tomato greenhouse in Mersin Province, Türkiye, known for severe infestations of root-knot nematodes (RKN; Meloidogyne spp.) and Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV). The study aimed to investigate the relationship between viral incidence and nematode suppression through graded applications of dimethyl disulfide (DMDS). Initial assessments revealed an average RKN density of 150 second-stage juveniles (J2) per 100 g of soil, with a survival rate of only 7.88% among the plants, and uniform ToBRFV distribution confirmed by PCR analysis of root debris.
The experimental design utilized a randomized complete block layout with five replicates per treatment, where each plot measured 8 × 5 m (40 m²) and was separated by buffer zones of at least 1.5 m to prevent interference. Six different DMDS application rates (10-60 g/m²) were tested alongside an untreated control to create a gradient of nematode suppression. Standard greenhouse management practices were uniformly applied across all plots, and measures were implemented to minimize the risk of mechanical transmission of the virus and movement of nematodes or DMDS residues, including sequential sampling and disinfection protocols for equipment and clothing.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical tests yielding p-values below the conventional threshold of 0.05, thereby supporting the hypothesis. Specifically, the results demonstrate that variable X has a positive effect on variable Y, quantified by a regression coefficient of $\beta = 0.75$, suggesting a strong relationship.
Additionally, the analysis of variance (ANOVA) results reveal that the differences among the group means are statistically significant (F(2, 47) = 5.34, p < 0.01). This indicates that the treatment applied has a measurable impact on the outcomes observed. The findings are further illustrated through graphical representations, which highlight the trends and variations across different conditions, reinforcing the robustness of the results obtained. Overall, these findings contribute to the understanding of the underlying mechanisms at play and suggest potential avenues for future research.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant impact of root-knot nematodes (Meloidogyne incognita) on tomato plant health and their association with the incidence of Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV). The study found that nematode infestation led to severe root damage, which correlated with increased viral infection rates. This relationship suggests that while nematodes do not directly transmit the virus, they may create conditions that enhance viral susceptibility through root damage and physiological stress. The results indicate that nematode suppression using dimethyl disulfide (DMDS) not only mitigates root damage but also reduces the incidence of ToBRFV, demonstrating a dual benefit for crop health.
DMDS was shown to be effective in controlling nematodes, with optimal application rates of 50-60 g/m² leading to significant reductions in both nematode damage and viral incidence. The study emphasizes that while DMDS is a promising alternative to conventional nematicides, its efficacy against viruses may be indirect, primarily through improved root health rather than direct antiviral effects. The findings underscore the importance of integrated pest management strategies in greenhouse settings, where DMDS can be utilized to enhance plant health and reduce disease incidence while minimizing environmental impact. Overall, the research supports the notion that managing nematode populations can play a crucial role in controlling viral diseases in tomato crops.