اثر استفاده از قارچ Piriformospora indica و کادمیوم بر برخی صفات مورفوفیزیولوژیک و غلظت عناصر غذایی در گیاه گوجه فرنگی در سیستم هواکشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، همدان، ایران

2 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، همدان، ایران.

3 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها

مراجع

Alloway, B.J. 1990. Soil processes and the Behavior of Metals. Chap 2 in Alloway, B.J.(ed) Heavy Metals in soils, Blackie Academic and professional. Glasgow. 7-28.
Arduini, I., Godbold, D.L., and Onnis, A. 1994. Cadmium and copper change root growth and morphology of Pinus pinea and Pinus pinaster seedlings. Physiologia Plantarum. 92:675-680.
Arnon, A. N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal. 23:112-121.
Bafeel, S. 2010.Physiological and biochemical aspects of tolerance in Lepidium sativum. (Cress) to lead toxicity. Catrina (Egyption Society for Environmental Sciences). 5(1):1-7.
Bagheri, A.A., Saadatmand, S., Niknam, V., Nejadsatari, T.,and Babaeizad, V. 2013. Effect of endophytic fungus, Piriformosporaindica on growth and activity of antioxidant enzymes of rice (Oryza sativa L.) under salinity stress. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 1(11): 1337-1350
Baltruschat, H., Fodor, J.B.D., Harrach, E., Niemczyk, B., Barna, G., and Skoczowski, A. 2008. Salt tolerance of barley induced by the root endophyte Piriformospora indica is associated with a strong increase in antioxidants. New Phytologist. 180: 501-510.
Bathes, V., and Wunderlich, B. 1973. Heat capacity of molten polymers. Journal of Polymer Science, Polymer Physics Edition. 11 (5): 861-873.
Bettaieb, I., Bourgou, S., Wannes, W.A., Hamrouni, I., Limam, F.,and Marzouk, B. 2010. Essential oils, phenolics, and antioxidant activities of different parts of cumin (Cuminum cyminum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 58: 10410-10418.
Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principles of protein-dyebinding.Analytical Biochemistry.72: 248-254.
Cataldo, D.A., Garland, T.R.,and Wildung, R.E. 1978.Nickel in plants. Plant Physiology. 62:566-570.
Das, A., Kamal, S., Shakil, N.A., Sherameti, I., Oelmüller, R., Dua, M., Tuteja, N., Johri, A.K.,and Varma, A. (2012). The root endophyte fungus Piriformospora indica leads to early flowering, higher biomass and altered secondary metabolites of the medicinal plant, Coleus forskohlii. Plant signaling & behavior. 7(1):103-112.
Dong, J., Wu,F.,and Zhang, G. 2005. Effect of cadmium on growth and photosynthesis of tomato seedlings. Journal of  Zhejiang University Science B. 6(10): 974-980.
Esmaielpour, B., Jalilvand, P., and Hadian, J. 2013. Effects of drought stress and arbuscular mycorrhizal fungi on some morphophysiological traits and yield of savory (Satureja hortensis L.). Journal of Agroecology. 5(2): 169-177.
Figueras, M., Pujal, J., Saleh, A., Save, R., Pages, M.,and Goday, A. 2004. Maize Rab17 over-expression in Arabidopsis plants promotes osmotic stress tolerance. Annals Applied Biology. 144: 251-7.
Fuentes, D., Disante , K.B., Valdecantos, A., Cortina, J.,and Vallejo, V.R. 2006. Response of Pinus halepensis Mill. seedlings to biosolids enriched with Cu, Ni and Zn in three mediterranean forest soils. Environmental Pollution.145 (1): 316-323.
Ghabooli, M., Khatabi, B., Ahmadi, F.S., Sepehri, M., Mirzaei, M., Amirkhani, A.,and Salekdeh, G.H. 2013.Proteomics study reveals the molecular mechanisms underlying water stress tolerance induced by Piriformospora indica in barley. Journal of Proteomics. 94: 289-301.
Ghasemnejhad, A., and Rbagherifard, A.A. 2014. Studying the qualitative characteristics of peach (Prunus persica (L.) batsch. cv. zaferani) inoculated with symbiotic fungus of Piriformospora indica. Journal of Plant Environmental Physiology. 9(3):43-52
Goncalvez, J., Beker, A., cargnelutti, D., Tabaldi, L., Pereira, L., Battisti, V.,and Schetinger, M. 2007. Cadmium toxicity causes oxidative stress and induces response of the antioxidant system in cucumber seedling. Brazilian Journal Plant Physiology. 19:223-232.
Hajinia, S., Zare, M.J., Mohammadi Goltapeh, E., and Rejali, F. 2011. Investigating the efficacy of endophytic fungus Piriformospora indica and Azospirillum Strains on alleviation of detrimental effect of salt stress on wheat (Triticum aestivum cv. Sardari). Environmental Stresses in Crop Sciences. 4(1):21-31.
Hassan, M. J., Zhu, Z., Amad,B.,and Mahmood, Q. 2006. Influence of cadmium toxicity on rice genotypes as affected by zinc, sulfur and nitrogen fertilizers. Caspian Journal of Environmental Science. 4(1): 1-8.
Hayden, A. L., Brigham, L. A.,and Giacomelli, G. A. 2004. Aeroponic cultivation of ginger (Zingiber officinalis) rhizomes. Acta Horticulturae. 659: 397-402.
Hui, F., Liu J., GAO, P.,and Lou, B. 2015. Piriformospora indica confers cadmium tolerance in Nicotiana tabacum. Journal of Environmental Science. 37: 184-191.
Irigoyen J.J., Emerich D.W.,and Sanchez-Diaz M. 1992. Water stress induced changes in concentrations of prolineand total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Journal of Plant Physiology. 55-60.
James, B., Rodel, D., Lorettu, U., Reynaldo, E.,and Tariq, H. 2008.Effect of vesicular arbuscular mycorrhiza (VAM) fungi inoculation on coppicing ability and drought resistance of Senna Spectabilis.Pakistan Journal of Botany. 40(5):2217-2224.
Javaid, A.,and Riaz T. 2008. Mycorrhizal colonization in different varieties of gladiolus and its relation with plant vegetative and reproductive growth. International Journal of Agriculture and Biology. 10: 278–282.
Kehstegar, M., Afsharand, S.A., and Nematpour, S.F. 2014. Effect of Heavy Metals Cu and Pb on Some Growth Characteristics, Proline Content and Lipid Peroxidation in Two Varieties of Mung Bean (Vigna radiate). Journal of Crop Ecophysiology. 8 (3): 374-363
Khalvati, M. A., Mozafar, A.,and Schmidhalter, U. 2005.Quantification of water uptake by arbuscularmycorrhizal hyphae and its significance for leaf growth, water relations, and gas exchange of barley subjected to drought stress. Plant Biology.7(6): 706-712.
Khatib, M.,  Rashe Mohasel, M.H.,  Ganjali, A., and Lahooti, M. 2008.  The effects of different nickel concentrations on some morpho-physiological characteristics of parsley (Petroselinum crispum). Iranian Journal of Field Crops Research. 6(2): 295-302.
Lorenz, O.A.,and Maynard, D.N. 1988. Knott’s handbook for vegetable Growers, 3rd ed., John Wiley & Sons, New York.
Manio, T., Stentiford, E.I.,and Millner, P.A.2003. The effect of heavy metals accumulation on the chlorophyll concentration of Typha latifolia plants, growing in substrate containing sewage sludge compost and watered with metaliferus water. Ecological Engineering. 20:65-74
Metwally, A., Finkemeier, I., George, M.,and Dietz, K.J. 2003. Salicylic acid alleviates the cadmium toxicity in barley seedling. Plant physiology. 132:272-281.
Oraei, M., Tabatabaei, S.J., A Imani, A., and Fallahi, E. 2010. Interactive effect of boron toxicity and rootstock on the growth, photosynthetic rate and nutrient concentrations of almond tree. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 20(2):49-63
Qiang, X., Weiss, M., Kogel, K. H.,and Schafer, P. 2011. Piriformospora indica—a mutualistic basidiomycete with an exceptionally large plant host range. Molecular Plant Pathology. 13(5):508-511.
Singleton, V.L.,and Rossi, A. 1965. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-posphotungustic acid reagent. American journal of Enology and Viticulture. 16(3): 144-158.
Smith, S.E.,and Read, D.J. 1997. Mycorrhizal symbiosis. Academic Press, San Diego, CA.p. 769.
Stewart, R.R.C.,and Bewley, J.D. 1980. Lipid peroxidation associated aging of soybean axes. Plant Physiology. 65: 245-248
Tagharobiyan, M., Poozesh, V. and Khorshidi, M. 2016. Influence of nickel on the indices of growth and content of photosynthetic pigments, protein, soluble sugar, proline and nickel accumulation in coriander. Journal of Applied Research of Plant Ecophysiology. 2 (2): 59-74
Valentovic, P., Luxova, M., Kolarovic, L.,and Gasparikova, O.2006.Effect of osmotic stress on compatible solutes content, membrane stability and waterrelations in two maize cultivars. Plant Soil and Environment. 52: 186-191.
Varma A., Verma, S., Sahay, N., Bütehorn, B., and Franken P. 1999. Piriformospora indica, a cultivable plant-growth-promoting root endophyte. Applied and Environmental Microbiology. 65(6): 2741-2744.
Varma, A., Abbott, L., Werner, D.,and Hampp, R. 2004. The state of art. Plant surface microbiology. Plant surface microbiology. Springer, Berlin Heidelberg New York, 1-11.
Verma, S.,and Dubey, R. 2001. Effect of cadmium on soluble sugars and enzymes of their metabolism in rice. Biologia Plantarum. 44 (1): 117-123.
Yadegari, M., Eskandari, S., and Irani Pour, R. 2017. Study of lead and cadmium accumulation in marigold medicinal plant (Calendula officinalis). Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research. 12(47): 76-92
Yang, X., Baligar, V.C., Martens, D.C.,and Clark, R.B. 1996. Plant tolerance to Ni toxicity. I. Influx, transport and accumulation of Ni in four species. Journal of Plant Nutrition. 19:73–85.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار