بخشی از مقاله
چکیده
القای مقاومت در گیاهان یکی از روشهای جدید در مدیریت آفات گیاهی است. فسفیت پتاسیم از ترکیباتی است که قادر به القای مقاومت در گیاهان است. در این تحقیق نقش این ترکیب بهعنوان فعالکننده مکانیسمهای دفاعی گیاه خیار علیه شته جالیز Aphis gossypii موردبررسی قرار گرفت. 5 عدد بذر خیار رقم آلفا-بتا در گلدانها پلاستیکی کاشته شد و در گلخانه با دما 25 ± 5، رطوبت 65 5 و دوره روشنایی 16:8 - تاریکی: روشنایی - قرار داده شدند. در مرحله 4 برگچهای گلدانها با 100 میلیلیتر ترکیب فسفیت پتاسیم تیمار شدند. با کاربرد فسفیت پتاسیم مقاومت سیستمیک در گیاه خیار علیه عامل خسارت زا و کاهش معنیداری در خسارت آفات به گیاه نسبت به گیاهان شاهد مشاهده شد. فسفیت پتاسیم فاقد خاصیت گیاهسوزی بود. سطح آنزیمهای دفاعی گیاه با استفاده از فسفیت پتاسیم و پس از آلوده سازی آن با شته جالیز نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت. بهطوریکه بررسی آنزیمهای دفاعی گیاه نشان داد که در گیاهان تیمار شده سطح آنزیم پراکسیداز که یک آنزیم دفاعی در گیاه است و همچنین متابولیسمهای ثانویه گیاه مانند فنل کل و نیز پروتئین کل نسبت به گیاهان شاهد بیشتر بود. یافتههای این تحقیق نشان داد که استفاده از فسفیت پتاسیم بهعنوان فعالکننده سیستم دفاعی گیاه یک استراتژی ساده، نوین و سازگار با محیطزیست است که امکان استفاده از آن در مدیریت مبارزه با شته جالیز وجود دارد.
.1 مقدمه
یافتن روشهای جدید درزمینهی مقاومت گیاهان در برابر استرسهای زنده و غیرزنده از فاکتورهای کلیدی در کشاورزی پایدار است. گیاهان قادر به افزایش میزان مقاومت خود در برابر عوامل خسارت زا میباشند. این پدیده بهعنوان مقاومت القایی - induced resistance - شناختهشده است که توسط برخی میکروارگانیسمها، مواد شیمیایی طبیعی یا مصنوعی و یا با ایجاد زخم در گیاه تحریک و فعال میگردد .[1] بر اساس مکانیسمهای مختلفی که در ایجاد این مقاومت دخیلاند انواع متفاوتی از مقاومت القایی تعریفشده است. مقاومت سیستمیک القایی - Induced systemic resistance - مقاومتی است که توسط میکروارگانیسمهای مفید یا القاگرهای طبیعی ساختهشده و در گیاه القا میشود .[2] نوع دیگر مقاومت، مقاومت سیستمیک اکتسابی Systemic acquired resistance - است - که غالباً توسط حمله آفات یا بیمارگرها در گیاه اطلاق میشود .[3] استفاده از القاکنندههای شیمیایی که از یکسو سبب فعالسازی مکانیسمهای دفاعی گیاه قبل از رویارویی با آفت شوند و از سویی دیگر خطرات زیستمحیطی نداشته باشند در سالهای اخیر موردتوجه محققان قرارگرفته است. گیاهان توانایی پاسخ به حمله حشرات را از طریق تغییر دادن میزان آنزیمها دارند. این آنزیمها نهایتاً با موفقیت بر روی تغذیه حشرات اثر میگذارند. پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز در میان آنزیمها نقش مهمی را در برابر آفات ایفا میکنند. پراکسیداز H2O2 را به O2 تجزیه میکند و گلیکوپروتئین ها را به مولکولهای کوچکتر میشکند. پلی فنل اکسیداز فنل ها را به کوینون ها تبدیل میکند .[4] آنزیم دیگری که در مقاومت گیاه نقش دارد فنیل آلانین امونیالیاز - PAL - است. PAL یک آنزیم کلیدی است که فنیل آلانین را در داخل ترانس-سینامیک اسید میپوشاند. ترانس سینامیک اسیدها میتوانند بیشتر ترکیبات را به مواد سمی برای آفات تجزیه کنند. تابهحال تحقیقاتی با استفاده از القاگرها بهمنظور تحریک سیستم دفاعی گیاهان انجامشده است .[4] در سال 2012 اثر فسفیت پتاسیم بر روی شته سبز گندم Diuraphis noxia موردبررسی قرار گرفت که نتایج نشاندهنده افزایش سطح آنزیمها در گیاهان تیمار شده و همچنین افزایش ترکیبات ثانویه گیاهان بود که درنتیجه باعث کاهش خسارت شته به گیاهان گندم شده بود .[5] دیاس و همکاران - 2014 - اثر سیلیکون بهعنوان یک القاگر را در ایجاد مقاومت القایی در گیاه گندم در برابر شته Sitobion avenae موردبررسی قراردادند. نتایج نشاندهنده افزایش سطح آنزیمها و کاهش پارامترهای زیستی آفت بود. پاسخهای دفاعی گیاهان با افزایش سطح آنزیمهای دفاعی گیاهان در بادامزمینی در برابر حشراتی که دارای قطعات دهانی جونده و زننده- مکنده بودند با استفاده از القاگرها نیز ثابتشده است .[6]
.2 مواد و روشها
پرورش گیاهان میزبان:
پنج عدد بذر خیار رقم آلفا-بتا در گلدانهای پلاستیکی 25 - سانتیمتر قطر و 20 سانتیمتر ارتفاع - کاشته شدند و در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه ولیعصر - عج - رفسنجان با شرایط دمایی 25 5 درجه سلسیوس، درصد رطوبت 65 5 و دوره روشنایی 16:8 - تاریکی: روشنایی - قرار داده شدند تا به مرحله 4 برگچهای رسیدند.
پرورش شته جالیز :
مادههای بالغ بکرزا شته جالیز از روی گیاهان خیار آلوده جمعآوری شدند و بر روی گیاهان کشتشده قرار داده شدند. برای حفظ کلنی شته در فواصل هر هفته تعدادی گلدان خیار کشت شد و جایگزین گلدانهای قدیمیتر شدند.
تیمار گیاهان:
زمانی که گلدانها به مرحله 4 برگچهای رسیدند با 100 میلیلیتر از ترکیب فسفیت پتاسیم که بهصورت محلول به گلدانها اضافه شد تیمار شدند. قبل از تیمار گلدانها یک نهال از هر گلدان برداشته شد و بهعنوان روز صفر ثبت گردید. سپس 3 شته ماده بالغبر روی گیاهان تیمار فسفیت پتاسیم + شته رها شدند. به شتهها اجازه داده شد که تا روز 15 روی گیاهان تغذیه کنند. در روزهای 10،5 و 15 یک نهال از هر گلدان برای اندازهگیری سطح آنزیمها برداشته شد. تیمارهای دیگر گیاهان تیمار با فسفیت بدون آلودگی با شته و گیاهان آلوده با شته بودند.
زیستسنجی آنزیمها: آنزیم پراکسیداز:
فعالیت آنزیم پراکسیداز با روش هیلدبراند و همکاران - 1986 - با اندکی تغییر مورد ارزیابی قرار گرفت. به 30 میکرولیتر عصاره آنزیمی 2/77 سیسی بافر فسفیت پتاسیم، 100 میکرولیتر گایکول و 100 میکرولیتر هیدروژن پراکسیداز اضافه شد. فعالیت آنزیم در طولموج 470 نانومتر و در 4 زمان سنجیده شد.
فنل کل:
0/05 گرم از بافت تازه برگ در 5 میلیلیتر اتانول %95 در هاون چینی ساییده شد. سپس محلول در لوله فالکن ریخته شده و به مدت 24 ساعت در مکان تاریک قرار داده شد. بعد از 24 ساعت به یک میلیلیتر از عصاره رویی، 500 میکرولیتر اتانول %95، 1/5 میلیلیتر آب تقطیرشده، 500 میکرولیتر کربنات سدیم و 250 میکرولیتر فولین اضافه شد و سپس بعد از یک ساعت نمونهها در طولموج 725 نانومتر مورد ارزیابی قرار گرفتند.
پروتئین کل:
برای زیستسنجی پروتئین کل از روش - 1976 - با اندکی تغییر استفاده شد. به 100 میکرولیتر از عصاره آنزیمی 5 میلیلیتر معرف بیوره اضافه شد و سپس فعالیت آنزیم در طولموج 595 نانومتر مورد ارزیابی قرار گرفت.
تجزیه وتحلیل:
دادههای بهدستآمده با استفاده از نرمافزار SPSS - VER.20 - و آزمون دانکن تجزیهوتحلیل شدند. نمودار آنزیمها و ترکیبات ثانویه با استفاده از نرمافزار Excel 2013 رسم شدند.
.3 نتیجه گیری
فعالیت آنزیم پراکسیداز:
در میان تیمارها، فسفیت پتاسیم +شته - shph - فعالیت بیشتر آنزیم پراکسیداز را در مقایسه با تیمارهای دیگر و گیاهان کنترل تیمار نشده نشان داد. در گیاهان آلوده با شته - - - PA - در بین روزها در فعالیت آنزیم پراکسیداز اختلاف قابلتوجهی مشاهده نشد. در بین روزها، تیمار فسفیت+ شته و در روز 10 بیشترین فعالیت آنزیم را نسبت به تیمارها و روزهای دیگر نشان داد. در تیمار فسفیت+شته بین روزهای 5 و 10 اختلاف معنیداری وجود نداشت. همچنین در تیمار فسفیت و تیمار شته تنها بین روزهای 5 و 15 اختلاف معنیداری وجود نداشت . - P = 0.05 -
شکل .1 فعالیت آنزیم پراکسیداز در گیاه خیار در تیمارهای مختلف. ستونهای دارای حروف مشابه در سطح احتمال پنج درصد تفاوت معنیداری ندارند. گیاهان تیمار شده با فسفیت پتاسیم - - Ph،گیاهان تیمار شده با فسفیت پتاسیم +شته - Shph - ، گیاهان آلودهشده با شته - PA - ،گیاهان کنترل - . - PB
