تأثیر قارچ مایکوریزا بر ویژگیهای آنتیاکسیدانی و جذب عناصر غذایی نهالهای پالونیا فورتونی (Paulownia fortunei) تحت تنش خشکی
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد علوم و مهندسی جنگل، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
4 دانشیار، گروه مهندسی علوم خاک، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
doi
10.30466/jfrd.2023.54759.1671چکیده
مقدمه و هدف: تنش خشکی از مهمترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان در جهان و از شایعترین تنشهای غیرزیستی است. به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، استقرار و رشد نهالهای جوان، کاملاً تحتتاثیر کمبود آب و تنش خشکی است. در این شرایط استفاده از همزیستی میکروارگانیسمها بهویژه قارچهای مایکوریزایی، میتواند با کمک به افزایش جذب آب و عناصر غذایی، اثر تنش خشکی را کاهش دهد. بنابراین، هدف از انجام این پژوهش، شناسایی اثر تلقیح قارچ مایکوریزا آربسکولار بر جذب برخی عناصر غذایی ماکرو و میکرو و همچنین فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی گونه پالونیا فورتونی (Paulownia fortunei (Seem.) Hemsl) بهعنوان یک گونه تندرشد بود.مواد و روشها: این آزمایش گلدانی، بهصورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و دو عامل انجام گرفت. عامل اول شامل چهار سطح تنش خشکی (بدون تنش با آبیاری کامل 100 درصد ظرفیت زراعی، تنش ضعیف با آبیاری در 80 درصد ظرفیت زراعی، تنش متوسط با آبیاری در 60 درصد ظرفیت زراعی و تنش شدید با آبیاری در 40 درصد ظرفیت زراعی) و عامل دوم شامل دو سطح بدون و با قارچهای مایکوریزا آربسکولار بود. اعمال تیمارهای تنشخشکی بر اساس روش وزنی انجام شد. ویژگیهای مورد بررسی شامل اندازهگیری پروتئین محلول، آنزیمهای کاتالاز، پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و همچنین جذب عناصر غذایی همچون فسفر، نیتروژن، پتاسیم، روی، آهن و منگنز بود. پس از دستهبندی دادهها، پراکنش نرمال و همگنی واریانس دادهها بهترتیب با آزمون شاپیرو ویلک و آزمون لوون بررسی شد. از تحلیل واریانس دو طرفه برای بررسی معنیداری اثر ساده و متقابل عاملها استفاده شد و برای مقایسه میانگین دادهها، از آزمون چنددامنهای دانکن استفاده شد.یافتهها: نتایج نشان داد که اثر متقابل تنش خشکی و مایکوریزا بر هیچ یک از صفات مورد بررسی معنیدار نبود. اثر ساده مایکوریزا بر تغییرات آنزیم سوپراکسید دیسموتاز معنیدار بوده ولی بر دیگر صفات اندازهگیری شده معنیدار نشد. نتایج نشان داد که تنش خشکی بهطور معنیداری سبب افزایش مقدار پروتئین محلول، فعالیت آنزیم پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز شد. مقایسه میانگینها نشان داد که بیشترین غلظت پروتئین محلول مربوط به تیمار تنش شدید با میانگین 95/38 و کمترین آن مربوط به تیمار بدون تنش (شاهد) با میانگین 45/31 میلی گرم بر گرم وزن تر برگ است ولی مابین تیمارهای تنش ضعیف، متوسط و تنش شدید تفاوت معنیداری مشاهده نشد. در مورد غلظت آنزیم کاتالاز مابین تیمارهای تنش متوسط و تنش شدید، همچنین تیمار تنش ضعیف و تنش متوسط اختلاف معنیداری مشاهده نشد. بیشترین غلظت آنزیم پراکسیداز مربوط به تیمار تنش شدید با میانگین 77/3 میلی گرم برمول بر دقیقه برمیلیگرم پروتئین و کمترین آن مربوط به تیمار بدون تنش (شاهد) با میانگین 21/3 میلی گرم بر مول بر دقیقه بر میلیگرم پروتئین بوده ولی، مابین تیمارهای تنش متوسط و تنش شدید و همچنین مابین تیمارهای تنش ضعیف و تنش متوسط اختلاف معنیداری مشاهده نشد. بیشترین غلظت آنزیم سوپراکسیددیسموتاز مربوط به تیمار تنش شدید با میانگین 176/0 و کمترین مقدار آن مربوط به تیمار شاهد یا بدون تنش با میانگین 108/0 میلیگرم برمول بر دقیقه برمیلیگرم پروتئین بود. غلظت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در تیمار با مایکوریزا با میانگین 159/0 میلیگرم برمول بر دقیقه برمیلیگرم پروتئین و به طور معنیداری بیشتر از غلظت این آنزیم در تیمار بدون مایکوریزا با میانگین 140/0 میلیگرم بر مول بر دقیقه بر میلیگرم پروتئین مشاهده شد. تنش خشکی همچنین باعث کاهش کلیه عناصر غذایی اندازهگیری شده شد؛ درحالیکه تلقیح با قارچ مایکوریزا سبب افزایش عناصر غذایی به جز نیتروژن در کلیه سطوح تنش خشکی شد.نتیجهگیری کلی: گرچه با افزایش سطوح تنش خشکی، جذب عناصر غذایی ماکرو و میکرو توسط نهالهای پالونیا فورتونی کاهش مییابد ولی کاربرد قارچ مایکوریزا میتواند در شرایط تنش خشکی، جذب عناصر غذایی ماکرو و میکرو را بهدلیل جذب بهتر آب توسط هیفهای گسترشیافته در اطراف ریشهها بهبود بخشد. بنابراین به نظر میرسد که قارچ مایکوریزا در جذب و متابولیسم عناصر مورد نیاز نهالهای پالونیا فورتونی بهویژه در شرایط تـنش اهمیت زیادی دارد. همچنین، تلقیح قارچ مایکوریزا باعث افزایش فعالیت آنزیم آنتیاکسیدانی سوپراکسید دیسموتاز (SOD) شد که میتواند مقاومت نهال را در برابر تنش خشکی افزایش دهد.