دانشگاه شاهد نشریه تغذیه گیاهان باغی 2645-4084 4 (شماره ا، بهار و تابستان) 2021 08 23 Effect of using Piriformospora indica and cadmium on some morphophysiological traits and concentration of nutrients of tomato in aeroponic system اثر استفاده از قارچ Piriformospora indica و کادمیوم بر برخی صفات مورفوفیزیولوژیک و غلظت عناصر غذایی در گیاه گوجه فرنگی در سیستم هواکشت 47 60 3492 10.22070/hpn.2021.5319.1086 FA شریفه گلستانی کیان دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، همدان، ایران زهرا موحدی استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، همدان، ایران. مهدی قبولی استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، همدان، ایران. 0000-0002-6173-7327 احسان محسنی فرد استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران. Journal Article 2020 02 25 Introduction: Heavy metal stress is one of the most important limiting factors for plant growth and yield in many parts of the world. Cadmium is a heavy metal of special importance (Alloway, 1990). The differences in plant response and toxicity are due to the differences in the cadmium content of the rhizosphere, continuity of treatments, and, especially, plant types and cultivars (Hassan et al., 2006). Application of biological methods is effective in increasing plant resistance to environmental stress; one such method is to use the potential of beneficial soil organisms such as mycorrhizal fungi.Endophytic mycorrhizal fungi include the endophytic fungus Piriformospora indica. Due to the importance of symbiotic relationship between the fungus P. indicaand various plants for growth stimulation and, as a result, yield enhancement and also for increasing plant tolerance to different stresses, researchers have been studying the potentials of this fungus for achieving the objectives of sustainable agriculture (Qiang et al., 2011). An appropriate cultivation system for studying the effects of Piriformospora indica on plants under cadmium stress is the aeroponic system. The aeroponic method is a special hydroponic system in which plant roots are placed in a closed container and nutrient solution is sprayed on them at intervals by a pump and a timer(Hayden et al., 2004). Because of the advantages of the aeroponic system for investigating the effects of heavy metals on plants, and especially vegetables, it was used in this study to examine the effects of the fungus Piriformospora indicaon some morphophysiological traits of the tomato plant under cadmium stress. Material and methods: This experiment was conducted in completely randomized design with three replications. The treatments were the control, 3 mgL-1 concentration of cadmium nitrate with inoculated plants,3 mgL-1 concentration of cadmium nitrate with un-inoculated plants, 6 mgl-1 concentration of cadmium nitrate with inoculated plants, 6 mgL-1 concentration of cadmium nitrate with un-inoculated plants. Then, the morphological traits such as wet and dry weights of aerial organs, wet and dry weights of roots, plant height, root height, and the number of leaves were measured for the plants. In addition, the physiological traits such as photosynthetic pigments, ion leakage, phenolic compounds, proteins, carbohydrates, peroxide lipids and the absorption of the elements phosphorous, zinc, iron, manganese, and cadmium were also assessed. Results and discussion: The results of variance analysis showed that there is a significant difference at the 5-percent level between different treatments for the traits wet and dry weights of aerial organs, wet and dry weights of roots, plant height, root height, number of leaves,photosynthetic pigments, ion leakage, phenolic compounds, proteins, carbohydrates, peroxide lipids and the absorption of the elements phosphorous, zinc, iron, manganese, and cadmium. Conclusions: The results of the investigation were indicative of negative effects of cadmium on most of the traits studied. Using the fungus P. indicawas relatively effective in the reduction of the negative effects of cadmium toxicity. Furthermore, the results showed that the aeroponic system can be well used to study the effects of heavy metals, especially on roots, because all the stages of root growth and the direct effects of heavy metals on them can be easily monitored in a controlled environment. تنش فلزات سنگین یکی از مهمترین عوامل محدود کنندة رشد و عملکرد گیاهان در بسیاری از مناطق دنیا است. قارچ Piriformospora indica به عنوان یک قارچ اندوفیت شبه میکوریزی باعث تحریک رشد بسیاری از گونه‌های گیاهی گردیده و همچنین مقاومت به تنش‌های زیستی و غیرزیستی را افزایش می‌دهد. هدف از اجرای این پژوهش بررسی تاثیر قارچ اندوفیت P. indica بر برخی ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیکی گیاه گوجه‌فرنگی در شرایط تنش نیترات کادمیم در سیستم هواکشت بود. این پژوهش در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل شاهد، گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indicaوmg L-13 نیترات کادمیم، عدم تلقیح گیاهان با قارچ P. indica و mg L-13 نیترات کادمیم، گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indica و mg L-16 نیترات کادمیم، عدم تلقیح گیاهان با قارچ P. indica و mg L-16 نیترات کادمیم بود. نتایج بررسی‌های صورت گرفته نشان داد که با افزایش غلظت کادمیم، تعداد برگ، طول ریشه‌، ارتفاع کل، وزن تر و خشک ریشه‌ و کل و رنگیزه‌های فتوسنتزی کاهش یافت، بطوریکه کمترین تعداد برگ (61/45)، طول ریشه (74/35 سانتی‌متر)‌، ارتفاع کل (50/113 سانتی‌متر)، وزن تر و خشک ریشه‌ (به ترتیب، 72/20 و 13/3 گرم)، وزن تر و خشک کل (به ترتیب، 44/63 و 73/17 گرم)، کلروفیل a (32/1 میلی‌گرم بر گرم)، کلروفیل b (10/1 میلی‌گرم بر گرم) و کاروتنوئید (35/1 میلی‌گرم بر گرم) در غلظت mg L-16 نیترات کادمیم در عدم تلقیح گیاهان با قارچ P. indica بدست آمد. همچنین گیاهان تلقیح شده با قارچ در مقایسه با گیاهان شاهد از رشد و عملکرد بیشتری در شرایط تنش برخودار بودند که این موضوع بر نقش مؤثر این قارچ در بهبود خصوصیات گیاه گوجه‌فرنگی تحت شرایط تنش فلزات سنگین دلالت داشت.

https://hpn.shahed.ac.ir/article_3492_0060ef47b12160b9198302ebdb144dcf.pdf