تاثیر قارچ اندوفیت Piriformospora indica جهت کاهش اثرات مضر تنش شوری در گیاه ذرت (Zea mays L.)

مقدمه وهدف تنش شوری از شایع ترین تنش های محیطیمحدود کننده رشد و عملکرد گیاهان است که تولید موفقیت آمیز محصولات زراعی را به خصوص در اقلیم های خشک و نیمه خشک کره زمین به مخاطره انداخته است. لذا، افزایش توان گیاهان زراعی به تنش شوری جهت رشد در خاکهای حاوینمکهای محلول، از نظر تقلیل افت عملکرد اهمیت زیادی دارد. ریزجانداران مفید خاکزی شامل باکتری ها و قارچ های اندوفیت نقش مهمی در بهبود سازگاری گیاهان میزبان مختلف به تنش های محیطی غیرزیستی (خشکی، شوری، فلزات سنگین، و...) و زیستی (آفات و عوامل بیماری زای گیاهی) دارند. قارچ اندوفیت Piriformospora indica یکی از مهمترین قارچهای اندوفیت است که نه تنها موجب تحریک رشد گیاه می شود، بلکه مقاومت گیاه به تنش های محیطی ازجمله شوری را نیز افزایش می دهد. هدف اصلی این پژوهش، بررسی اثر قارچ P. indica در افزایش مقاومت گیاه ذرت به تنش شوری می باشد.
مواد و روش ها آزمایشی گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی شامل دو فاکتور شوری (0، 100 و 300 میلی مولار کلرید سدیم) و تلقیح قارچی (تلقیح و عدم تلقیح) در بستر حاوی مخلوط شن و پرلیت استریل (نسبت حجمی شن به پرلیت: 2/1) انجام شد. تنش شوری پس از 10 روز از کاشت گیاهان و به مدت 8 هفته اعمال گردید. پس از اینکه گیاهان دوری رشد رویشی خود را سپری کردند، نمونه برداری از ریشه گیاه انجام و درصد کلونیزاسیون ریشه به قارچ اندازه گیری و نیز عملکرد کل زیست توده گیاهی شامل وزنخشک ریشه و وزن تر و خشک اندام هوایی گیاهان اندازه گیری شد. همچنین غلظت عناصری مانند سدیم، پتاسیم و فسفر گیاه مورد اندازه گیری قرار گرفت.
یافته ها مطالعات میکروسکوپی صورت گرفته بر روی ریشه گیاهان تلقیح شده با اسپورهای قارچ P. indica حاکی از توان بالای این قارچ در کلونیزاسیون ریشه گیاه میزبان مورد آزمایش بود، به طوری که انبوهی از هیف های برون ریشه ای حاصل از تندش اسپورهای قارچ در سطح خارجی و بخش کورتکس ریشه ها مشاهده گردید. نتایج به دست آمده بیانگر آن بود که وزن خشک اندام هوایی گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indica در شرایط تنش شدید شوری (mM NaCl300)، حدود 90% بیشتر از گیاهان شاهد فاقد آلودگی قارچی گزارش شد. مقدار فسفر اندام هوایی گیاهان دارای رابطه همزیستی با قارچ در سطوح 0 و 100 میلی مولار کلرید سدیم، به ترتیب 9% و 12% بیشتر از گیاهان شاهد بود. مقدار سدیم موجود در برگ گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indica نسبت به گیاهان شاهد کمتر بود. افزایش شوری برخلاف سدیم، موجب کاهش غلظت پتاسیم در ریشه گیاهان شد. محاسبه نسبت +K+/Na نشان دهنده کاهش این نسبت در تمام تیمارها به جز در اندام هوایی گیاهان تلقیح یافته با قارچ بود.
نتیجه گیری قارچ P. indica از طریق افزایش جذب آب مورد نیاز سلولها و در نتیجه افزایش پتانسیل آبی گیاه تا حد زیادی مانع از بروز اثرات منفی شوری بر گیاه می شود. همچنین با افزایش مقدار جذب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه و نیز تولید ترکیبات محرک رشد گیاه موجب بهبود صفات مورفولوژیکی گیاه نظیر وزن تر و خشک ریشه و اندام های هوایی (ساقه و برگ) و نیز عملکرد گیاه می شود.
جذب مقادیر زیاد یون سدیم توسط گیاه در محیط شور، سبب افزایش مقدار این یون در ریشه و بخش های هوایی گیاه و درنتیجه اختلال در سیستم های غشایی و آنزیمی سلول می شود. بنابراین، مشاهده غلظت پایین سدیم در برگ های گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indicaو زیاد بودن آن در ریشه این گیاهان در مقایسه با گیاهان شاهد فاقد تلقیح قارچی نشان دهنده آن است که جلوگیری از انتقال سدیم اضافی به برگ و نگه داشتن آن در ریشه احتمالا به عنوان یکی از مکانیسم های احتمالی افزایش رشد گیاه توسط این قارچ مطرح می باشد. همچنین، نسبت بالای K+/Na+ در اندام هوایی گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indica نسبت به گیاهان شاهد فاقد تلقیح قارچی در سطوح مختلف تنش تایید کننده متحمل بودن برگ های این گیاهان نسبت به شوری است.