ارزیابی قابلیت همزیستی قارچ Funneliformis mosseae با ارقام زراعی جو تحت تنش شوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

3 استاد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 محقق، مرکز تحقیقات زیست شناسی گیاهی، گروه علوم زیستی، دانشگاه مونترال، مونترال، کانادا

10.22124/cr.2024.27578.1823

چکیده

مقدمه: همزیستی با قارچ میکوریز آربسکولار (Arbuscular mycorrhizal Fungi) اغلب سبب افزایش تحمل گیاهان در مقابله با تنش‌های مختلف می‌شود. در بین تنش‌های غیرزنده، شوری سبب کاهش قابل توجه در میزان تولید محصول می‌شود. مطالعه واکنش ژنوتیپ‌های مختلف گیاهان به همزیستی با قارچ‌های میکوریز آربسکولار و پتانسیل استفاده از این رابطه در بهبود تأثیرات نامطلوب شوری و افزایش تحمل گیاهان، در افزایش عمکلرد گیاهی مفید خواهد بود. مطالعه حاضر با هدف بررسی تأثیر قارچ میکوریز آربسکولار و همچنین تنش شوری بر پاسخ ارقام تجاری جو صورت گرفته‌است.

مواد و روش‌ها: در این پژوهش 6 رقم تجاری جو شامل خاتم، گلشن، افضل، ماکویی، ارس و دشت در دو سطح شوری شامل NaCl صفر و 150 میلی‌مولار و دو سطح همزیستی شامل تلقیح و عدم تلقیح با Funneliformis mosseae مورد بررسی قرارگفتند. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک تصادفی با 3 تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زنجان اجرا شد. پنج هفته پس از کشت گیاهان برداشت شده و صفات مرتبط با قارچ میکوریز شامل فراوانی همزیستی و ساختارهای قارچی به‌همراه وزن تر اندام هوایی، محتوای نسبی آب برگ و نسبت Na+/K+ اندام هوایی گیاه مورد بررسی قرار گرفتند.

یافته‌های تحقیق: نتایج این پژوهش نشان داد بین ارقام از نظر فراوانی کلونیزاسیون، هیف، آربسکول و وزیکول قارچ تنوع وجود دارد. از‌طرف‌دیگر، شوری فراوانی کلونیزاسیون، هیف و آربکسول را کاهش و فراوانی وزیکول را افزایش داد که میزان کاهش در ارقام متحمل خاتم و افضل، به‌ویژه در رقم افضل، قابل توجه بود. افزایش فراوانی وزیکول نیز فقط در ارقام ماکویی، ارس و دشت معنی‌دار بود. همچنین بر اثر شوری، وزن تر اندام هوایی و محتوای نسبی آب برگ کاهش یافتند، و غلظت Na+ و نسبت Na+/K+ اندام هوایی افزایش داشتند که میزان تغییرات در ارقام ماکویی، ارس و دشت، به‌ویژه ارس بیشتر بود. علاوه‌براین، وزن تر و محتوای نسبی آب برگ گیاهان کلونیزه‌شده با قارچ میکوریز کمتر از گیاهان کلونیزه‌نشده بود. بااین‌حال، همزیستی سبب افزایش محتوای نسبی آب برگ ارقام خاتم و گلشن در شرایط بدون تنش شوری شد.

نتیجه‌گیری: بین ارقام تجاری جو از لحاظ پاسخ به همزیستی با قارچ میکوریز و واکنش به شوری تنوع وجود دارد. با آنکه کاهش کلونیزاسیون ممکن است به گیاه در جلوگیری از مصرف منابع کربوهیدرات کمک کند، اما در مطالعه‌ حاضر، نتیجه مورد انتظار از همزیستی از نظر بهبود رشد گیاه جو و یا تعدیل آثار نامطلوب شوری بر گیاه مشاهده نشد. این امر نشان‌دهنده پیچیدگی رابطه همزیستی بین گیاه و قارچ است که شرایط محیطی و به‌ویژه تنش،‌ پیچیدگی آن را بیشتر می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Funneliformis mosseae Symbiosis with Barley Cultivars under Salinity Stress

نویسندگان [English]

  • Roghaie Azimkhani 1
  • Reza Fotovat 2
  • Ehsan Mohsenifard 2
  • Nasser Aliasgharzad 3
  • Maryam Nadimi 4
1 Ph.D. Student, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran
3 Professor, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
4 Researcher, Institute de Recherche en Biologie Ve´ge´tale, De´partement de Sciences Biologiques, Universite´ de Montre´al, Montre´al, Canada
چکیده [English]

Introduction

Symbiosis with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi mostly alleviates damage caused by stresses in host plant. Among abiotic stresses, salinity causes considerable loss in crop productivity. Comprehensive study of plant genotypes response to symbiosis with AM fungi and potential role of this connection in alleviating adverse effects of salinity would be effective in improving crop yield. The current study aimed to investigate response of barley to mycorrhizal colonization and salinity.

Materials and Methods

In this study six barley cultivars, including Khatam, Golshan, Afzal, Aras, Makoui and Dasht were evaluated at two salinity level (0 and 150m NaCl) and two symbiosis level (inoculated and non-inoculated with Funneliformis mosseae . A factorial design with 3 replications was conducted under greenhouse condition in Zanjan University. Five weeks after planting plants were harvested and colonization rate and fungal structures abundance were measured in roots. Also some physiological traits including shoot fresh weight, leaf relative water content (RWC), shoot Na+ concentration, K+ concentration were measured and Na+/K+ ratio was calculated.

Research Finding

Studied barley cultivars were different in respect of colonization rate and hypha, arbuscule and vesicle abundance. Salinity reduced cultivars colonization rate, hyphal and arbuscular abundance and increased vesicle abundance. Reduction in colonization level, and hypha and arbuscule abundance were more pronounced in salt-tolerant cultivars khatam and Afzal, particularly Afzal. Furthermore, increased vesicle frequency was significant in Makoui, Aras and Dasht. Salinity also reduced shoot fresh weight and leaf relative water content accompanied by increased Na+ concentration and Na+/K+ ratio. Observed changes in these traits were more evident in Aras. On the other hand, colonized plants exhibit lower shoot fresh weight and leaf RWC compared to non-colonized ones. However, under non-stress condition, symbiosis enhanced leaf RWC in Khatam and Golshan.

Conclusion

Based on studied traits, cultivars responded to symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungus and also to salinity differently. Although reduced colonization rate might help barley to reduce consumption of its carbohydrates sources, but we didn’t observe expected results regarding barley growth improvement or mitigation of salinity effects as results of symbiosis. These results provide evidences for complexity of interaction between plants and AM fungi which environmental condition intensify this complexity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Na+/K+ ratio
  • Relative water content
  • Shoot fresh weight