اثر همزیستی قارچ Piriformospora indica بر واکنش گیاه برنج (Oryza sativa) به بیماری پوسیدگی طوقه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه بیوتکنولوژی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

2 استادیار گروه بیوتکنولوژی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

3 کارشناس ارشد پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری طبرستان

4 استادیار گروه گیاه‌پزشکی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

قارچ درون‌هم‌زیست Piriformospora indica ریزجاندارای است که در بسیاری از موارد سبب القای مقاومت سیستمیک علیه بیمارگرها در گیاهان میزبان می‌شود. از طرف دیگر، قارچ Fusariumproliferatum که عامل بیماری پوسیدگی طوقه در گیاه زراعی برنج است، علاوه بر کاهش رشد و عملکرد، تولید زهرابه‌هایی می‌کند که برای انسان و دام سمی است. پژوهش حاضر با هدف تعیین برهمکنش بین قارچ درون هم­زیست P. indica و قارچ F. proliferatum به منظور کنترل بیماری پوسیدگی طوقه با استفاده از روش­های غیر شیمیایی انجام شد. بر اساس نتایج حاصل، نشانه­های مورفولوژیک بیماری پوسیدگی طوقه از قبیل ارتفاع غیر نرمال گیاهان، زرد یا قهوه‌ای شدن و خشکیدگی برگ­ها، وجود ریشک‌های نابجا در گره­های اول و دوم و پوکی در گیاهانی که قبلاً با قارچ P. indica پیش­تیمار شده بودند، مشاهده نشد. میزان فعالیت برخی از آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان در پاسخ به بیماری پوسیدگی طوقه در گیاهانی که با قارچ P. indica پیش­تیمار شده بودند، در مقایسه با گیاهان شاهد (تیمار نشده) نشان داد که سطوح فعالیت آنزیم‌های پراکسیداز و آسکوربات ‌پراکسیداز در ریشه گیاهان پیش­تیمار شده با این قارچ به طور معنی­داری افزایش یافت، اما تغییر در برگ‌ها معنی­دار نبود. فعالیت آنزیم کاتالاز نیز در برنج دارای هم‌زیست و آلوده به بیماری، افزایش معنی­داری در برگ­ها و ریشه­ها داشت. این نتایج احتمالاً نشان دهنده نقش موثر  قارچ P. indicaدر حفاظت از این گیاه زراعی مهم در برابر قارچ F. proliferatum با استفاده از روش­های مختلف از جمله افزایش میزان فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت است. بنابراین، بر اساس نتایج این تحقیق پیشنهاد می­شود از قارچ P. indica به عنوان یکی از روش­های کنترل غیر شیمیایی بیماری پوسیدگی طوقه در برنج استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Symbiotic effect of endophytic fungus Piriformospora indica with rice (Oryza sativa) on resistance against Bakanae disease

نویسندگان [English]

  • Abbas Hajipoor Bagheri 1
  • Mohammad Mahdi Sohani 2
  • Seyed Hassan Hassani 2
  • Valiollah Babaiezad 3
  • Seyed Mohammad Alavi 4
1 Ph. D. Student, Dept. of Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Iran
2 Assist. Prof., Dept. of Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Iran
3 M. Sc., Agricultural Genetics and Biotechnology Institute of Tabarestan, Iran
4 Assist. Prof., Dept. of Plant Protection, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
چکیده [English]

Fusarium prolifratum is a causal agent of Bakanae disease (root rot and crown rot) in rice (Oryza sativa L.) which result in sever reduction of plant growth and yield. Morever, it produces mychotoxin that cause toxication in human and animals.Piriformospora indica is a endophytic fungus that can induced systemic resistance against different plant pathogens. In the current study, rice plants were pre-inoculated with P. indica followed by infected with Fusarium prolifratum in order to study the endophytic effects on plant resistance against Bakane disease as well as possibility of non-chemical control of the disease. A mild typical symptoms of the Bakane disease were developed in rice plants pre-inoculated with P. indica and chalenged with the Fusarum. Activity of some antioxidant enzymes such as Proxidase (POD), Ascorbat proxidase (POD) and catalase (CAT) were measured 4 days after inoculation with F. prolifratum in root and leaves. The concentration of the three enzymes were significantly higher in colonized plants with P. indica and challenged with F. prolifratum compare to non-colonized and control plants in root and leaves. These results suggest that P. indica might protect rice from necrotrophic pathogens through activating the plant antioxidant enzyme. Therefore, results of this research showed that the endophytic fungus P. indica can be used as one of the non-chemical methods for controlling Bakanae disease in rice.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant enzyms
  • Ascorbat proxidase
  • Bakanae disease
  • Catalase
  • Endophyte
  • Proxidase