Επίδραση δευτερογενών μεταβολιτών φυτών ρίγανης στην εποίκιση της φυλλόσφαιρας από επίφυτους μικροοργανισμούς:
Creators: name: Θαλασσινός, Γεώργιος Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Φυλλόσφαιρα
Εποίκιση
Φαινολικά
Phyllosphere
Colonization
Phenolics

description: Ελέγχθηκαν δύο γενότυποι ρίγανης (Origanum vulgare) για την ικανότητά τους να παράγουν φαινολικές ουσίες και μελετήθηκε η εποίκηση της φυλλικής τους επιφάνειας από επίφυτα βακτήρια. Ο πρώτος γενότυπος ανήκε στο είδος Origanum vulgare subsp. hirtum. Ο δεύτερος, προέρχονταν από την επιλογή κλώνων του είδους Origanum vulgare με αυξημένη συγκέντρωση φαινολικών ενώσεων στα φύλλα, η οποία είχε προκληθεί στοχευμένα μετά την έκθεση των κλώνων σε καταπονήσεις. Ανάλυση των αιθερίων ελαίων υπέδειξε επίσης διαφορετική σύσταση μεταξύ των δύο γενοτύπων. Ειδικότερα, γινόταν μετρήσεις σε τακτά χρονικά διαστήματα και σε ετήσια βάση με σκοπό την εκτίμηση του αριθμού των επίφυτων βακτηρίων καθώς και των επιφανειακών και ολικών φαινολικών. Ο αριθμός των επίφυτων βακτηρίων επηρεαζόταν σημαντικά από τις περιβαλλοντικές συνθήκες (θερμοκρασία και σχετική υγρασία), ενώ δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στον αριθμό των επίφυτων βακτηρίων ανάμεσα στους δύο γενοτύπους και στα φύλλα διαφορετικής ηλικίας. Η συγκέντρωση των επιφανειακών και ολικών φαινολικών επίσης επηρεαζόταν από την εποχή δειγματοληψίας, αλλά επιπλέον τόσο ο γενότυπος όσο και η ηλικία των φύλλων ασκούσε σημαντική επίδραση. Επομένως τα επιφανειακά και τα ολικά φαινολικά συστατικά της ρίγανης προφανώς δεν επηρεάζουν τους πληθυσμούς των επίφυτων βακτηρίων.Στη συνέχεια, απομονώθηκε σειρά επίφυτων βακτηρίων απο τις περιοχές που περιέβαλαν τις αδενικές τρίχες. Ο βαθμός ανθεκτικότητάς τους στο αιθέριο έλαιο της ρίγανης ελέγχθηκε με τη μέθοδο εμποτισμένων χάρτινων δίσκων. Το ανθεκτικότερο από τα επίφυτα βακτήρια που ελέγχθηκαν ταυτοποιήθηκε με κλασικές και μοριακές μεθόδους ως το είδος Pseudomonas putida. Για το βακτήριο αυτό προσδιορίσθηκε η ελάχιστη βακτηριοστατική και βακτηριοκτόνος συγκέντρωση των αιθέριων ελαίων των προερχόμενων από τους δύο γενοτύπους ρίγανης.Παρά τις διαφορές που παρουσίαζε η σύσταση των αιθέριων ελαίων, δεν εμφανίσθηκαν διαφορές στις τιμές της ελάχιστης βακτηριοστατικής και βακτηριοκτόνου συγκέντρωσης.Ακολούθησε επιμόλυνση της φυλλικής επιφάνειας φυτών ρίγανης του βελτιωμένου γενότυπου με το βακτήριο Pseudomonas putida και 24 h αργότερα μελετήθηκε η μορφολογία της εποίκισης του βακτηρίου στις περιοχές που περιέβαλαν τις αδενικές τρίχες.Οι εικόνες από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης δείχνουν μεγάλο αριθμό βακτηρίων γύρω από ακέραιους ελαιοφόρους αδένες και βακτηριακά κύτταρα εντός διαρρηγμένων ελαιοφόρων αδένων. Η μοριακή βάση της ανθεκτικότητας του συγκεκριμένου στελέχους στα αιθέρια έλαια δεν είναι ακόμη γνωστή. Πάντως η ανθεκτικότητά του θα μπορούσε εν μέρει να αποδοθεί στο πλούσιο στρώμα πολυσακχαριτών που εκκρίνει και που του επιτρέπει ισχυρότερη προσκόλληση στη φυλλόσφαιρα και δυσχεραίνει τη διείσδυση βακτηριοκτόνων, φυσικών ή μη, ουσιών.
description: Two genotypes of oregano (Origanum vulgare) were used: I) the commonly cultivated in Greece for the production of essential oil Origanum vulgare ssp hirtum and, II) a genotype chosen following a clonal selection of plants belonging to the Origanum vulgare species and selected for its high shoot concentration of phenolics. Environmental conditions (temperature and relative humidity) significantly influenced the number of epiphytic bacteria, while no influence was recorded due to the plant genotype or leaf age. The total phenolic content of the phyllosphere was influenced by the oregano plant genotype, the leaf age and the sampling time. Correlation analysis between phenolic substance correlation and number of epiphytic bacteria indicated that a 20% increase in the quantity of leaf phenolic substances was not adequate to affect the number of epiphytic bacteria inhabiting the leaf surfaces.A number of epiphytic bacteria tolerant to the oregano oil were isolated from areas surrounding the glandular hairs. The magnitude of their tolerance was assessed by the disk diffusion assay. Using biochemical and molecular techniques the most tolerant bacterium was recognized as Pseudomonas putida. Its tolerance was further followed and validated through determination of the minimum inhibitory (MIC) and bactericidal (MBC) concentration. While analysis of essential oils extracted from two genotypes exhibited signignificant qualitative and quantitative differences, their inhibitory and bactericidal concentrations did not differ.To further pursue P. putida colonization habitats, the strain was inoculated on the phyllosphere of oregano plants. Twenty four hours following inoculation, morphology of the leaf colonization was studied through scanning electron microscopy. Images of the glandular hairs revealed that a large number of bacterial cells colonized the areas surrounding intact glandular cells. They also were found inside broken glandular hairs. Resistance of P. putida was in part attributed to its well known ability to catabolize aromatic compounds.Quantification of its extracellular polysaccharide layer, revealed that P. putida bacterium excreted significantly larger amounts of extracellular polysaccharides compared to other bacteria (e.g. P. syringae and E. amylovora), an attribute also contributing to its tolerance.