دانلود مقاله کامل درباره اثر قارچ اندوفایت Priformospora indica بر افزایش مقاومت گیاه جو به فلز سرب

اختصاصی از اینو دیدی دانلود مقاله کامل درباره اثر قارچ اندوفایت Priformospora indica بر افزایش مقاومت گیاه جو به فلز سرب دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

اثر قارچ اندوفایت Priformospora indica بر افزایش مقاومت گیاه جو به فلز سرب

چکیده

قارچ های اندوفیت به عنوان یکی از مهم ترین گروه میکروارگانیسم های خاک با ایجاد تغییرات ژنتیک، فیزیولوژیک و اکولوژیک در گیاهان میزبان خود نقش موثری در تحریک رشد گیاه و نیز افزایش توان تحمل گیاه به تنش های زیستی وغیر زیستی ایفا می نمایند. این تحقیق با هدف ارزیابی تاثیر قارچ Priformospora indicaبر افزایش توان تحمل گیاه جو (Hordeum vulgare L.) به فلز سرب انجام شده است. بدین منظور آزمایش گلخانه ای در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به صورت فاکتوریل با دو سطح قارچ (تلقیح شده و تلقیح نشده) و 5 سطح فلز سرب (0, 25, 50, 100, 500 mg/kg)در سه تکرار انجام شد. اندازه گیری وزن خشک زیست توده اندام هوایی و ریشه نشان داد که عملکرد گیاهان تیمار شده با قارچ در تمامی سطوح اعمال شده سرب به میزان معنی داری (P ≤ 0.05) بالاتر از گیاهان فاقد قارچ بود. همچنین غلظت کلروفیل در گیاهان تلقیح شده با قارچ P.indica بیشتر از گیاهان شاهد (تلقیح نشده) بود. بررسی غلظت سرب در اندام هوایی و ریشه گیاهان بیانگر افزایش تجمع سرب در ریشه گیاهان تلقیح شده و کاهش غلظت این عنصر در اندام هوایی گیاهان مذکور میباشد.

واژه های کلیدی: Priformospora indica، سرب، جو

مقدمه:

گیاهان در رویشگاههای طبیعی و یا در شرایط زراعی غالباً در معرض عوامل محیطی زنده و یا غیر زنده ای قرار می گیرند که به دلیل ایجاد اختلال یا توقف در عمل طبیعی و در نتیجه کاهش رشد و عملکرد آنها به عنوان عوامل تنش زا شناخته می شوند. گیاهان هرگز نخواهند توانست خود را از شرایط تنش زای محیطی دور نگه دارند لذا به ناچار استراتژی های مختلفی جهت سازش با شرایط محیطی نامطلوب و خنثی نمودن اثرات تنش اتخاذ می نمایند. تولید گیاهان تراریخته مقاوم به تنش های زیستی و غیر زیستی از طریق مهندسی ژنتیک مانندDNA نوترکیب علیرغم صرف وقت و هزینه زیاد از موفقیت چندانی برخوردار نبوده است. لذا کاربرد روشهای بیولوژیک مانند استفاده از میکروارگانیسمهای مفید و دارای توان همزیستی با گیاهان مانند باکتریهای محرک رشد گیاه (PGPR) و قارچهای اندوفیت جهت افزایش تحمل گیاهان به تنشهای محیطی از جمله شوری، خشکی، سرما و آلودگی خاک به فلزات سنگین محققان را در نیل به کشاورزی پایدار امیدوارتر نموده است. Priformospora indicaیکی از قارچهای اندوفیت شبه میکوریزی است که توسط وارما و همکاران از خاک ریزوسفری گیاهان خشکیپسند کنار (Prosopis juliflora) و گز (Zizyphus nummularia) از صحرای تار (Thar) ایالت راجستان کشور هندوستان کشف شد. قارچ P .indica با کلنیزاسیون ریشه گیاهان میزبان مختلف سبب تحریک رشد و افزایش مقاومت آنها به تنشهای زیستی و غیر زیستی میگردد. این قارچ برخلاف قارچهای میکوریزی آربوسکولار (AM) که همزیست اجباری گیاهان میزبان هستند، همزیست اختیاری است و به آسانی در محیطهای کشت مصنوعی قادر به رشد می باشد (3، 20). از اینرو بهرهگیری از توان این قارچ در افزایش مقاومت گیاه به تنشهای محیطی از جمله فلزات سنگین (کادمیم، مس، سرب و...) از اهمیت بسزایی برخوردار است.

سرب عنصری بسیار سمی است و به عنوان یکی از مهم ترین آلایندههای مهم محیط زیست محسوب میگردد. میانگین فراوانی سرب در پوسته زمین حدود 15 میلی گرم در کیلوگرم خاک تخمین زده شده است. سرب غالباً به شکل Pb2+ برای گیاه قابل استفاده است. سنگهای مادری، عمدهترین منبع طبیعی سرب موجود در خاکها میباشند، اما احتراق بنزین سربدار ، صنایع فراوری فلزات، کارخانههای باطریسازی، کاربرد ضایعات شهری و کاربرد لجن فاضلاب از دیگر منابع ورود این فلز به محیط به شمار میروند )9،4 .( وجود کمپلکسهای پایدار آلی دارای سرب در خاکهای آلوده، مواد آلی را به عنوان منبع مهم سرب در چنین خاکهایی معرفی میکند(11). ورود سرب به خاک، راه ورود آن به چرخه غذایی انسان و سایر جانوران زنده را هموار خواهد کرد؛ زیرا علیرغم عدم وجود این عنصر به صورت محلول و قابل دسترس گیاه در خاک، مقادیر زیادی از آن میتواند از طریق ریشههای موئین جذب و در دیوارههای سلولی گیاه تجمع یابد (13). زیمدال و کوئپ (24) اظهار نمودند که فرایند اصلی موثر در تجمع سرب در ریشه، ساقه و برگهای گیاه، رسوب این عنصر به صورت پیروفسفات در طول دیوارههای سلول گیاهی میباشد.

کاباتاپندیاس و پندیاس(9) نشان دادند که ذرت (Zea mays ) و آفتابگردان ( Helianthus annus) قادرند مقادیر زیادی از سرب را در ریشههای خود انباشته کنند. تحقیقات نشان داده است که غلظتهای پایین سرب دارای اثرات بازدارنده بر متابولیسم گیاه است. این تحقیقات همچنین بر اثرات سمی سرب بر فرایندهایی همچون تقسیم میتوز ، فتوسنتز و جذب آب اشاره دارند (19). علائم سمیت سرب در گیاه چندان اختصاصی نیستند، این عنصر با ایجاد اختلال در واکنشهای انتقال الکترون، بر فرایندهای فتوسنتز و تنفس گیاه اثر سوء بر جای میگذارد. زیمدال (22) نشان داد که وجود یک میلیگرم در کیلوگرم سرب در میتوکندری ذرت، واکنشهای انتقال الکترون و فتوسنتز را دچار اختلال میکند. غلظت سرب در ریشهها با مقدار سرب خاک همبستگی داشته که این همبستگی، جذب سرب توسط گیاه را نشان میدهد.

تاکنون تحقیقات متعددی در مورد نقش قارچ P. indica در بهبود رشد و عملکرد گیاهان مختلف و همچنین افزایش تحمل گیاه به تنشهای زیستی (بیماریهای گیاهی) و غیر زیستی از جمله شوری و خشکی (15،2) صورت گرفته است. علیرغم وجود گزارشاتی در مورد نقش قارچ P. indica در افزایش مقاومت گیاه به فلزات سنگین اما هنوز تحقیق جامعی در این مورد صورت نگرفته است. لذا این تحقیق با هدف بررسی اثر قارچ P.indica در افزایش مقاومت گیاه جو (Hordeum vulgare) به سرب و نیز تأکید بر خاصیت تحریک کنندگی رشد این قارچ صورت گرفته است.

مواد و روش ها:

جهت بررسی توان قارچ P. indica در تحریک رشد گیاه جو و همچنین مطالعه تأثیر آن بر افزایش مقاومت این گیاه به تنش آلودگی خاک به فلز سرب آزمایش گلخانه‌ای در گلدان‌های یک کیلوگرمی با استفاده از مخلوطی از ماسه و پرلیت (با نسبت 1:2) استریل در قالب طرح بلوکهای کاملاً تصادفی به صورت فاکتوریل با 3 تکرار در گلخانه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل2 سطح قارچ P. indica (تلقیح و عدم تلقیح)، 5 سطح فلز سرب (0، 25، 50، 100 و 500 میلی گرم برکیلوگرم) بودند. بدین منظور بذور جو ( رقم Pallas تهیه شده از دانشگاه گیسن آلمان) به ترتیب با الکل 98% به مدت 30 ثانیه و هیپوکلریت سدیم 7% به مدت 5 دقیقه ضد عفونی و در پتریهای حاوی آب- آگار 1% جوانهدار شدند. پس از آنکه طول ریشهچه بذور جوانهدار شده به حدود 2 سانتیمتر رسید، با محلول آب-توئین 2% حاوی mL-16 10×5 اسپور تلقیح و تعداد 4 عددگیاهچه تلقیح شده در هر گلدان کاشته شدند. لازم به ذکر است که در مورد تیمارهای شاهد بذرهای جوانهدار شده جو با مخلول آب-توئین فاقد اسپورهای قارچ آغشته و در گلدانهای حاوی بسترکشت کاشته شدند. گلدانها پس از کشت، به گلخانه با طول دوره روشنایی 16 ساعته و با حداکثر دمای روزانه 22 تا 24 درجه سانتی‌گراد، دمای شبانه حداقل 18 درجه سانتی‌گراد، رطوبت نسبی 60%، شدت روشنایی 10000 لوکس منتقل و طی دوره رشد به مدت پنج هفته با محلول غذاییWuxal Top N (N/P/K:12/4/6) آبیاری شدند. پس از یک هفته از کاشت، نمونه برداری از ریشه گیاهان تلقیح شده جهت اطمینان از برقراری همزیستی و تعین میزان کلنیزاسیون ریشه صورت پذیرفت. اعمال تنش ناشی از آلودگی سرب پس از گذشت ده روز از کاشت گیاهان انجام گرفت و به منظور جلوگیری از شوک ناگهانی ناشی از اثرات تنش، اعمال تنش به صورت تدریجی و در طی یک هفته توسط محلول نیترات سرب ((PbNO3 صورت پذیرفت. چهار هفته پس از اعمال تنشهای مورد نظر و مشاهده اختلاف ظاهری در رشد گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indica در شرایط طبیعی و تنش، قبل از برداشت گیاهان، غلظت کلروفیل با استفاده از دستگاه اسپد اندازهگیری شد. در هنگام برداشت، گیاهان از محل طوقه قطع و وزن تر اندام هوایی آنها اندازه گیری شد. همچنین ریشهها با دقت از خاک خارج گردیدند و پس از شستشو با آب و جدا نمودن تمام ذرات شن و پرلیت چسبیده به آنها در پاکتهای کاغذی قرار داده شدند. همچنین وزن خشک بخش هوایی و ریشه گیاه با قراردادن نمونههای گیاهی در آون با دمای 65 درجه سانتیگراد به مدت 48 ساعت انجام پذیرفت. جهت تعیین مقدار سرب موجود دراندام هوایی و ریشه گیاه، نمونههای گیاهی آسیاب شده به مدت 2 ساعت در حرارت 550 درجه سانتی‌گراد در کوره سوزانده شدند وپس از عصارهگیری با اسید کلریدریک 2 نرمال در بالن 50 ml به حجم رسانده شدند وغلظت سرب آنها با استفاده از دستگاه جذب اتمی (مدل دستگاه؟؟؟) قرائت شد.

تجزیه و تحلیل آماری نتایج آزمایش با استفاده از نرم‌افزار آماری SAS انجام شد. مقایسه میانگین ها یا استفاده از ؟؟؟/ انجام شد.

نتایج:

بررسی توان آلوده سازی ریشه توسط قارچ P. indica

مطالعه میکروسکوپی صورت گرفته روی ریشههای تلقیح شده با قارچ P.indica نشان داد که این قارچ توانایی بالایی در کلنیزاسیون ریشه گیاه میزبان مورد آزمایش داشته است، به طوریکه درصد کلنزاسیون ریشههای مذکور بین 90-80 درصد بود. مشاهدات میکروسکوپی انبوهی از هیفهای برون ریشهای حاصل از رشد اسپورهای قارچ مذکور را در سطح خارجی و کورتکس ریشه نشان داد.

مقایسه شاخصهای فیزیولوژیک گیاهان شاهد و تلقیح شده با قارچ P. indica در شرایط آلودگی خاک به سرب

مقایسه صفات فیزیولوژیک گیاهان شاهد و تلقیح شده با قارچ در سطوح مختلف سرب مستلزم بررسی و مطالعه اثرات متقابل تیمارهای آزمایش (قارچ و سرب) بر صفات مذکور است. تجزیه واریانس یافتههای این پژوهش (جدول 1) نشان میدهد که از بین صفات فیزیولوژیکی مختلف، اثرات متقابل سرب و قارچ بر وزن خشک اندام هوایی و ریشه و غلظت سرب اندام هوایی معنیدار شده است که به بررسی و تفسیر آنها پرداخته میشود.

وزن خشک اندام هوایی:

نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان میدهد که اثر قارچ، سرب و اثر متقابل آنها بر وزن خشک اندام هوایی گیاهان معنیدار شده است (جدول 1). همانطور که نتایج مقایسه میانگین ها نشان میدهد (جدول 2) که وزن خشک اندام هوایی گیاهان شاهد (عدم تلقیح با قارچ) در تیمار فاقد سرب و سایر سطوح این فلز، اختلاف معنیداری با یکدیگر ندارند. اما در گیاهان تلقیح شده با قارچ به استثناء تیمار