DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-05523-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40473918
تاريخ النشر: 2025-06-05
المؤلف: Seyedeh Negin Mirghasemi وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات إدارة وتوصيف الديدان الخيطية
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في فعالية البكتيريا البروبيوتيك كعوامل تحكم بيولوجية ضد نيماتودا العقد الجذرية (RKNs)، وبالتحديد Meloidogyne incognita، في زراعة الكيوي. تقيم الدراسة ثلاثة سلالات بكتيرية—Pseudomonas chlororaphis RO1، Bacillus subtilis RO8، وBacillus velezensis RO9—المحضرة في أشكال سائلة قائمة على حمض الهيوميك وأشكال ميكروكبسولة. أظهرت النتائج المخبرية أن B. velezensis RO9 حققت زيادة بنسبة 52.2% في معدل وفيات النيماتودا اليافعة من المرحلة الثانية (J2s). أظهرت التجارب في البيوت الزجاجية أن التركيبات السائلة القائمة على حمض الهيوميك من RO1 وRO9 قللت بشكل كبير من المؤشرات المرضية لـ M. incognita، حيث كانت RO1 فعالة بشكل خاص في التجارب الميدانية، متفوقة على RO9 في تقليل أعداد J2 في التربة وبيض النيماتودا.
تشير النتائج إلى أن السلالات البيولوجية المحضرة من P. chlororaphis RO1 وB. velezensis RO9 فعالة في إدارة RKNs في كل من البيوت الزجاجية والحقول. تؤكد الدراسة على أهمية اختيار العزلات البكتيرية لممارسات الزراعة المستدامة وتبرز إمكانيات هذه التركيبات للزراعة العضوية وإدارة الآفات المتكاملة. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية لتحسين تقنيات التطبيق والجرعة والتوقيت لتعزيز فعالية التحكم البيولوجي لهذه العوامل ضد M. incognita وغيرها من مسببات الأمراض التي تؤثر على الكيوي.
الطرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى مصادرها وطرق تحضيرها. كما يصف القسم المنهجيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مما يضمن إمكانية تكرار النتائج.
تُبرز التقنيات والبروتوكولات الرئيسية، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير البيانات. يؤكد القسم على الالتزام بالمعايير الأخلاقية وأي إرشادات ذات صلة تم اتباعها خلال عملية البحث. بشكل عام، يوفر هذا القسم نظرة شاملة على الإطار التجريبي الذي يدعم نتائج الدراسة.
النتائج
أظهر تطبيق صيغة البايو-نيماتوسيد على نباتات الكيوي تقليلاً كبيراً في شدة المرض والأعراض المرتبطة بـ *Meloidogyne incognita* عند مقارنتها بمجموعة التحكم. تشير النتائج، الموضحة في الأشكال 2 و3، وكذلك المفصلة في الجداول 2 و3 و4، إلى أن العلاج أثر بشكل فعال على مؤشرات مرضية متنوعة، مما يبرز إمكانيته كاستراتيجية إدارة قابلة للتطبيق لهذه المرض المرتبط بالنيماتودا في زراعة الكيوي.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على النتائج المهمة المتعلقة باستخدام عوامل التحكم البيولوجي البكتيرية، وبالتحديد Pseudomonas chlororaphis RO1، Bacillus velezensis RO9، وBacillus subtilis RO8، في إدارة نيماتودا العقد الجذرية (RKNs) في بساتين الكيوي. أجريت الدراسة في مختبر النيماتولوجيا بجامعة جيلان، إيران، وفي التقييمات الميدانية من مارس إلى أكتوبر 2023، وأظهرت أن هذه البكتيريا البروبيوتيك قللت بشكل فعال من أعداد النيماتودا في كل من ظروف البيوت الزجاجية والحقول. أدى تطبيق هذه التركيبات إلى انخفاض ملحوظ في عدد الأورام، كتل البيض، واليافعات من Meloidogyne incognita، حيث أظهرت P. chlororaphis RO1 وB. velezensis RO9 أكبر وعد كعوامل تحكم بيولوجية.
تشمل الآليات الكامنة وراء التأثيرات النيماتوسيدية لهذه العزلات البكتيرية إنتاج مركبات مضادة للميكروبات، والتنافس على الموارد، وتنشيط آليات الدفاع النباتية. تؤكد الدراسة الأبحاث السابقة التي تشير إلى أن البكتيريا المفيدة يمكن أن تقمع أعداد النيماتودا من خلال أنشطة فسيولوجية متنوعة. علاوة على ذلك، تشير النتائج إلى أن تكرار التطبيق يلعب دوراً حاسماً في تعزيز فعالية هذه العوامل البيولوجية، حيث أن تطبيقين يؤديان إلى قمع أكبر للنيماتودا. بشكل عام، تدعم الأبحاث إمكانية استخدام البكتيريا المحضرة بيولوجياً كبديل صديق للبيئة للمبيدات الكيميائية في الزراعة المستدامة، خاصة لإدارة RKNs في زراعة الكيوي. يُوصى بإجراء دراسات مستقبلية لتحسين تقنيات التطبيق وتعزيز الإمكانات البيولوجية لهذه العوامل.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-05523-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40473918
Publication Date: 2025-06-05
Author(s): Seyedeh Negin Mirghasemi et al.
Primary Topic: Nematode management and characterization studies
Overview
This research investigates the efficacy of probiotic bacteria as biological control agents against root-knot nematodes (RKNs), specifically Meloidogyne incognita, in kiwifruit cultivation. The study evaluates three bacterial strains—Pseudomonas chlororaphis RO1, Bacillus subtilis RO8, and Bacillus velezensis RO9—formulated in humic acid-based liquid and microencapsulated forms. Laboratory results indicated that B. velezensis RO9 achieved a 52.2% increase in mortality of second-stage juvenile nematodes (J2s). Greenhouse experiments showed that the humic acid-based liquid formulations of RO1 and RO9 significantly reduced pathogenic indices of M. incognita, with RO1 being particularly effective in field trials, outperforming RO9 in reducing soil J2 populations and nematode eggs.
The findings suggest that the bioformulated strains of P. chlororaphis RO1 and B. velezensis RO9 are effective in managing RKNs in both greenhouse and field settings. The study emphasizes the importance of selecting bacterial isolates for sustainable agricultural practices and highlights the potential of these formulations for organic farming and integrated pest management. Future research is recommended to optimize application techniques, dosage, and timing to enhance the biocontrol efficacy of these agents against M. incognita and other pathogens affecting kiwifruit.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as their sources and preparation methods. The section also describes the methodologies applied for data collection and analysis, ensuring reproducibility of the results.
Key techniques and protocols are highlighted, including any statistical analyses performed to interpret the data. The section emphasizes adherence to ethical standards and any relevant guidelines followed during the research process. Overall, this section provides a comprehensive overview of the experimental framework that supports the study’s findings.
Results
The application of the bionematicide formula to kiwifruit plants demonstrated a significant reduction in disease severity and symptoms associated with *Meloidogyne incognita* when compared to the control group. The results, illustrated in Figures 2 and 3, as well as detailed in Tables 2, 3, and 4, indicate that the treatment effectively influenced various pathological indices, highlighting its potential as a viable management strategy for this nematode-related disease in kiwifruit cultivation.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant findings regarding the use of bacterial biocontrol agents, specifically Pseudomonas chlororaphis RO1, Bacillus velezensis RO9, and Bacillus subtilis RO8, in managing root-knot nematodes (RKNs) in kiwifruit orchards. Conducted in the Nematology Laboratory of the University of Guilan, Iran, and in field evaluations from March to October 2023, the study demonstrated that these probiotic bacteria effectively reduced nematode populations in both greenhouse and field conditions. The application of these formulations resulted in a notable decrease in the number of galls, egg masses, and juveniles of Meloidogyne incognita, with P. chlororaphis RO1 and B. velezensis RO9 showing the most promise as biocontrol agents.
The mechanisms underlying the nematicidal effects of these bacterial isolates include the production of antimicrobial compounds, competition for resources, and the activation of plant defense mechanisms. The study corroborates previous research indicating that beneficial bacteria can suppress nematode populations through various physiological activities. Furthermore, the findings suggest that the frequency of application plays a crucial role in enhancing the efficacy of these biocontrol agents, with two applications yielding greater nematode suppression. Overall, the research supports the potential of using bioformulated bacteria as an environmentally friendly alternative to chemical pesticides in sustainable agriculture, particularly for the management of RKNs in kiwifruit cultivation. Future studies are recommended to optimize application techniques and further enhance the biocontrol potential of these agents.