تأثير فايروس موزائيك الخيار (Cucumber mosaic virus) على نبات الطماطة (lycopersicom L. (Solanum و مقاومته باستخدام بعض عوامل المقاومة الإحيائية والتراكيب الوراثية

رسالة ماجستير

اسم الباحث : سندس قحطان جاسم الشمري

اسم المشرف : أ‌.د. عقيل نزال بربر العابدي

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية الزراعة

الاختصاص : علم وقاية النبات

سنة نشر البحث : 2023

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

هدفت هذه الدراسة إلى اختبار استجابة بعض التراكيب الوراثية لنبات الطماطة (Solanum lycopersicum) ضد فايروس موزائيك الخيار (Cucumber mosaic virus، CMV) و معرفة تأثير الاصابة بالفايروس على محتوى ثمار الطماطة من بعض العناصر المعدنية (الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والفسفور والحديد والرصاص) والهرمونات النباتية (الجبريلين و السايتوكاينين) و فيتامين C و الكربوهيدرات و الانزيمات (البيروكسيديز و الكاتيليز) و الحامض الاميني البرولين و الفينولات الكلية و بعض مؤشرات النمو الخضري و الجذري و الزهري و حاصل النبات الواحد. كما هدفت هذه الدراسة الى مقاومة الفايروس باستعمال بعض المبيدات الاحيائية (Trichozon و TriBio5و Verox) بمعاملة النباتات قبل و اثناء و بعد الاصابة بالفايروس لملاحظة تأثير ذلك على شدة الاصابة و محتوى النبات من بعض العناصر المعدنية و الهرمونات النباتية و الانزيمات و الكربوهيدرات و فيتامين Cو الحامض الاميني البرولين. نفذت جميع تجارب هذا البحث في مختبر الفايروسات النباتية و مختبر التقانات الاحيائية و البيوت البلاستيكية التابعة لكلية الزراعة/ جامعة كربلاء خلال الموسم الزراعي 2022-2023.
أظهرت نتائج اختبار استجابة التراكيب الوراثية لنباتات الطماطة (Bayan و Heba Madina و Mercurو Oscarو Emmylouو Basmah و Plato و Zenga و Joleene) بأن جميع التراكيب الوراثية كانت حساسة للإصابة و بدرجات مختلفة، اذ وجد من بين تلك التراكيب ان التركيبان الوراثيان Bayan و Heba هما الأكثر حساسية تجاه الاصابة بفايروس (CMV) و بمعدلات شدة اصابة بلغت 88.88% و 100%، على التوالي، بينما كانت التراكيب الوراثية Madinaو Joleeneو Zenga اقلها حساسية للإصابة و بشدة اصابة بلغت 31.11% و 44.44% و 46.66%، على التوالي.
كما أثبتت النتائج إن للإصابة الفيروسية تأثيراً واضحاً في خفض مستوى العناصر المعدنية من الكالسيوم اذ بلغ 35.29 ملي مول. لتر-1 و الفسفور بلغ 3.14 ملي مول. لتر-1 والحديد بلغ 0.022 ملي مول. لتر-1 و الرصاص بلغ 0.019 ملي مول. لتر-1 في التراكيب الوراثية المصابة بفايروس موزائيك الخيار (CMV) و كانت التراكيب الوراثية المصابة هي الأكثر تأثراً و اختلافاً و بفارق معنوي عن مستوياتها الطبيعية في النباتات غير المصابة.
لوحظ ايضاً إن للإصابة الفيروسية تأثيراً معنويا في خفض مستوى هرمون الجبريلين (53.53 مايكروغرام/ مل-1) و الكربوهيدرات (27.03%) و فيتامينC (6.62 ملغم. غم-1 وزن طري) و بفارق معنوي عن محتواها في النباتات غير المصابة و التي بلغت 55.30 مايكروغرام/ مل-1 و 44.93% و 15.41 ملغم. غم-1 وزن طري، على التوالي. بينت النتائج ايضاً ارتفاع مستوى عنصر الصوديوم (0.38 جزء بالمليون) و البوتاسيوم (79.93 جزء بالمليون) و انزيمي البيروكسيديز (11.53 وحدة. مل-1) و الكاتيليز (1.47 وحدة. مل-1) و الحامض الاميني البرولين (62.4 مايكروغرام/ مل-1) و هرمون السايتوكاينين (87.56 مايكروغرام/ مل-1 و الفينولات (0.45 ملغم / غم-1 وزن جاف) في التراكيب الوراثية المصابة بالفايروس و بفارق معنوي عن مستوياتها الطبيعية في النباتات غير المصابة التي بلغت معدلاتها 0.22 جزء بالمليون و 45.57جزء بالمليون و 4.49 وحدة. مل-1 و 0.36وحدة. مل-1 و 28.6 مايكروغرام / مل-1 و 31.32 مايكروغرام/ مل-1 و 0.42 ملغم/ غم-1 وزن جاف، على التوالي.
بالنسبة الى مقاومة الفايروس، فقد استعملت بعض المبيدات الاحيائية (TriBio5 و Verox و TriBio5) لمعاملة نباتات الطماطة صنف Joleene الحساسة لفايروس موزائيك الخيار (CMV) قبل و اثناء و بعد الاصابة بالفايروس لمعرفة تأثير تلك المعاملات على شدة الاصابة و محتويات النبات من بعض العناصر المعدنية (الصوديوم و الكالسيوم و البوتاسيوم و الفسفور والحديد و الرصاص) و الهرمونات النباتية (الجبريلين و السايتوكاينين) و فيتامين C و الكربوهيدرات و الانزيمات (البيروكسيديز و الكاتيليز) و الحامض الاميني البرولين و الفينولات الكلية و بعض مؤشرات النمو الزهري و الانتاجية و الوزن الجاف لنباتات الطماطة المعاملة.
بينت النتائج بان المبيدVerox كان الأكثر تأثيراً في خفض شدة الاصابة عند معاملة النباتات قبل الاصابة بالفايروس. كما اعطت النباتات المعاملة بالمبيد TriBio5 قبل الاصابة اعلى المعدلات في مستويات العناصر المعدنية الكالسيوم و الحديد و الرصاص و بفارق معنوي عن مستوياتها في النباتات المصابة بالفايروس (معاملة المقارنة)، بينما لوحظ ارتفاع مستويات عنصري الصوديوم و البوتاسيوم في النباتات المعاملة بالمبيد الاحيائي Verox بعد الاصابة لتصل الى 77.07 و 87.08 جزء بالمليون، على التوالي. بينت النتائج ايضا ان معاملة نباتات الطماطة بالمبيد الاحيائي Verox قبل الإصابة بالفايروس اعطى أعلى المعدلات في محتوى النباتات من هرمون الجبريلين (27.84 مايكروغرام/ مل-1) و بفارق معنوي عن محتوى النباتات المعاملة اثناء و بعد الاصابة بفايروس موزائيك الخيار(CMV). اما بالنسبة لهرمون السايتوكاينين فكانت معاملة النباتات بعد الإصابة بالفايروس هي الأعلى
(27.52 مايكروغرام/ مل-1) قياساً بمواعيد المعاملة قبل و اثناء الإصابة بالفايروس التي بلغت معدلاتها 23.84 و 25.52 مايكروغرام/ مل-1، على التوالي.
اما بالنسبة لإنزيمي البيروكسيديز و الكاتليز، فقد كان اعلى مستوى لهما في النباتات المعاملة بالمبيد الاحيائي TriBio5 بعد الاصابة بالفايروس و بمعدلات بلغت 13.69 وحدة. مل-1 و 13.69 وحدة. مل-1، على التوالي قياساً بمستوياتها في النباتات المعاملة قبل الاصابة و التي بلغت 14.64 وحدة. مل-1 و1.01 وحدة. مل-1 ، على التوالي. اوضحت النتائج ايضاً ان اعلى مستوى لفيتامين C و الكربوهيدرات تحقق في النباتات المعاملة بالمبيد الاحيائي Verox قبل الاصابة و بمعدلات بلغت 17.28 ملغم. 100 غم-1 وزن طري و 61.07%، على التوالي و بفارق معنوي عن النباتات المصابة اثناء و بعد الاصابة لكل من الفيتامين (14.25 ملغم. 100 غم1- وزن طري و12.02 ملغم. 100 غم1- وزن طري، على التوالي) و الكربوهيدرات (48.23% و 42.37%، على التوالي).
كما اعطت النباتات المعاملة بالمبيد Trichozon قبل الإصابة بالفايروس أعلى عدداً للنورات الزهرية و الزهيرات 37.33) نورة زهرية/ نبات-1 و 82.67 زهرة/ نورة-1، على التوالي( واختلفت معنوياً عن المعدلات التي اعطتها النباتات المعاملة بنفس المبيد اثناء الاصابة بالفايروس (CMV) و التي بلغت 28.33 نورة زهرية نبات-1 للنورات الزهرية و 65.33 زهرة نورة-1 لعدد الزهيرات. اثبتت النتائج ايضاً ان أعلى حاصل للنبات و اعلى وزن جاف للمجموعين الخضري و الجذري كان في النباتات المعاملة بالمبيد الاحيائي Verox قبل الإصابة بالفايروس بمعدلات بلغت 867 و 67.10 غم/ نبات و اختلافه معنويا عن معدلات حاصل النباتات المعاملة اثناء و بعد الإصابة بالفايروس و التي بلغت 426 و 233 غم نبات-1، على التوالي لحاصل النبات و 41.07 و 34.06 غم / نبات للوزن الجاف، على التوالي.

RP-Effect of Cucumber mosaic virus on tomato plants (Solanum lycopersicom L.) and its control using some biological control factors and tomato .pdf

The aim of this study was to investigate the response of some tomato genotypes against Cucumber mosaic virus (CMV) and to understand the impact of infection with the virus on the content of tomato fruits with some mineral elements (sodium, calcium, potassium, phosphorus, iron and lead), plant hormones (gibberellins and cytokinins), vitamin C, carbohydrates, enzymes (peroxidases and catalases), as well as the proline amino acid, total phenols, some indicators of vegetative and flowering growth, and the yield of one plant.
This study also aimed to control the virus by using some biopesticides (Trichozon, TriBio5 and Verox) by treating the plants before, during and after the infection to observe the effect of this on the severity of the infection and the plant content of some mineral elements, plant hormones, enzymes, carbohydrates, vitamin C and the amino acid proline. All experiments in this study were carried out in the plant virus laboratory, biotechnology laboratory, and plastic houses at the Department of Plant Protection/College of Agriculture, University of Kerbala, during the growing season of 2022–2023.
The results of testing genotypes of tomato plants (Bayan, Heba Madina, Mercur, Oscar, Emmylou, Basmah, Plato, Zenga, and Joleene) showed that all genotypes were sensitive to infection, with varying sensitivity degrees. It was found that the genotypes Bayan and Heba were the most sensitive to infection with CMV at 88.88% and 100%, respectively, On the other hand, the genotypes Madina, Joleene, and Zenga were the least sensitive to infection, with infection rates of 31.11%, 44.44%, and 46.66%, respectively.
The results also showed that the viral infection had a clear effect on reducing the levels of the mineral elements calcium, phosphorus, iron, and lead in the genotypes infected with CMV, and the genotypes (Basmah and Heba) were the most affected (with a significant difference) with levels of 28.10 mmol.L-1 and 1.92 mmol.L-1, 0.018 ppm and 0.016 mmol L-1, respectively, compared to their levels in non-infected plants, which were , 0.023 ppm, 0.024 mmol L-1, 44.30 mmol.L-1, 3.22 mmol.L-1 , respectively. Additionally, it was observed that the viral infection had a significant effect on reducing the levels of the hormone gibberellin (53.53 μg ml-1), carbohydrates (27.03%), and vitamin C (6.62 mg g-1 fresh weight) with a significant difference from their content in uninfected plants, which amounted to 55.30 μg ml-1, 44.93%, and 15.41 mg g-1 fresh weight, respectively.
The results also showed an increase in the levels of sodium (0.38 ppm), potassium (79.93 ppm), peroxidase (11.53 units ml-1), catalase (1.47 units ml-1), and the amino acid proline (62.4 μg ml-1) and cytokinins (87.56 μg ml-1) and phenols (0.45 mg g-1 dry weight) in genotypes infected with CMV virus, with a significant difference from their normal levels in uninfected plants, with rates of 0.22 ppm and 45.57 ppm, and 4.49 units ml-1 and 0.63 units mL-1, 28.6 µg mL-1, 31.32 µg mL-1, and 0.42 mg g-1 dry weight, respectively. As for virus control, some biopesticides (TriBio5, Verox, and TriBio5) were used to treat tomato plants (Joleene variety) that are sensitive to Cucumber mosaic virus (CMV) before, during, and after infection with the virus to observe the effect of these treatments on the severity of the infection and the plant contents of some elements (sodium, calcium, potassium, phosphorus, iron, and lead), plant hormones (gibberellins and cytokinins), vitamin C, carbohydrates, enzymes (peroxidase and catalase), the amino acid proline, total phenols, and some indicators of flowering growth, productivity, and dry weight of treated tomato plants. The results showed that Verox pesticide was the most effective in reducing the severity of the infection when the plants were treated before infection with the virus.
The plants treated with TriBio5 before infection also gave the highest rates in the levels of the mineral elements calcium, iron, and lead, with a significant difference from their levels in the plants infected with the virus (comparison treatment), while it was observed that the levels of sodium and potassium increased in the plants treated with Verox biopesticide after infection to reach 77.07 and 87.08 ppm, respectively. The results also showed that the treatment of tomato plants with the biopesticide Verox before infection with the virus gave the highest rates of plant content of the gibberellin hormone (27.84 μg ml-1), with a significant difference from the content of the plants treated during and after infection with CMV. As for the cytokinin hormone, the treatment of plants after infection with the virus was the highest (27.52 μg ml-1) compared to the treatment times before and during infection with the virus, which averaged 23.84 and 25.52 μg ml-1, respectively.
As for the peroxidase and catalase enzymes, their levels were highest in the plants treated with the TriBio5 biopesticide after infection with the virus, at rates of 13.69 units ml-1 and 13.69 units ml-1, respectively, compared to their levels in the treated plants before infection, which amounted to 14.64 units ml-1 and 1.01 units ml-1, respectively. Results also showed that the highest levels of vitamin C and carbohydrates were achieved in plants treated with Verox before infection, at rates of 17.28 mg 100 g-1 fresh weight and 61.07%, respectively, with a significant difference from infected plants during and after infection for both vitamins (14.25 mg 100 g-1 fresh weight and 12.02 mg 100 g-1 fresh weight, respectively) and carbohydrates (48.23% and 42.37%, respectively).
The plants treated with Trichozon before infection with the virus gave the highest number of inflorescences and florets 37.33 inflorescences plant-1 and 82.67 flowers inflorescence-1, respectively, and this differed significantly from the rates given by the plants treated with the same pesticide during infection with the virus (CMV), which amounted to 28.33 inflorescences plant-1 and 65.33 flowers inflorescence-1. The results also showed that the highest plant yield and the highest dry weight of the vegetative and root systems were in the plants treated with the biopesticide Verox before infection with the virus, at rates of 867 and 67.10 g plant-1, respectively, and they differed significantly from the rates of yield of treated plants during and after infection with the virus, which amounted to 426 and 233 g plant-1, respectively, for plant yield and 41.07 and 34.06 g plant-1, respectively, for dry weight.