بخشی از مقاله
چکیده
همزیستی اکتومیکوریزایی نقش مهمی در فیزیولوژی، مقاومت، زادآوری و دیگر جنبههای زیستی درختان میزبان در اکوسیستمهای جنگلی ایفا میکند؛ بنابراین در میان راهکارهای موجود برای بهبودبخشی رشد اولیه و بقاء کاشت و کارهای جنگلی، همزیستی میکوریزایی القاء شده از طریق تلقیح گیاهچهها با استرینهای قارچی بومی، بعنوان روشی کارآمد و نیز جایگزینی برای کودهای شیمیایی معرفی شده است.
در این تحقیق بازیدیوکارپ قارچ اکتومیکوریز Tricholoma acerbum که در استان مازندران طرح جنگلداری نسارود - بینشکی - بطور وسیعی درختان بلوط بلندمازو - Quercus castaneifolia - را کلونیزه نموده بود جمعآوری و در آزمایشگاه کلنی خالص قارچی از بازیدوکارپ جداسازی گردید. سپس امکان برقراری همزیستی آن روی ریزقلمههای بلندمازو در شرایط درون شیشهای مورد ارزیابی قرار گرفت و نیز میزان سازگاری گیاهچه و قارچ از طریق بررسی خصوصیات فیزیولوژیکی گیاهچه پس از کلونیزاسیون ارزیابی شد.
به این ترتیب که ابتدا گیاهچههای بلوط از طریق کشت بافت تکثیر شدند و پس از برقراری همزیستی، میزان کلروفیل و نیز وضعیت آبی گیاه تلقیح شده در مقایسه با گیاه شاهد اندازه گیری و مقایسه شد. نتایج نشان دهنده بهبود وضعیت آبی و فیزیولوژیکی گیاه تلقیح شده با قارچ میکوریز در مقایسه با شاهد بود. بنابراین میتوان برقراری این رابطه اکتومیکوریزایی را به-عنوان راهکاری در جهت افزایش موفقیت نهالکاری در برنامههای احیائی جنگلهای بلوط مد نظر قرار داد.
مقدمه
در حال حاضر حدود یکسوم از اراضی زمین بدلیل خشک بودن شدید برای رشد گیاهان و تولیدات آنها مناسب نیستند و نیز پیشبینی میشود گرم شدن همهگیر زمین شدت و گسترش خشکی را افزایش خواهد داد؛ در این شرایط افزایش مرگ و میر درختان ناشی از گرما و خشکی در اکوسیستمهای جنگلی، دور از انتظار نخواهد بود. به علاوه، خشکی مهمترین فاکتور محدود کننده پایداری و استقرار نهالها، به ویژه در طی جنگلکاریها و احیاء جنگلهای تخریب شده، میباشد - Rennenberg et
برای غلبه نمودن و چیره شدن بر خشکی، راهکارهایی لازم است که توانایی درختان یا نهالها را در برابر استرس خشکی در مناطقِ با رطوبت پایین از طریق بهبود جذب آب و عناصر غذایی افزایش دهد و بدین ترتیب برنامههای جنگلکاری و مدیریت جنگل را با موفقیت روبرو سازد. از راهکارهایی که در سالهای اخیر برای بهبودبخشی رشد اولیه و بقاء کاشت و کارهای جنگلی، بسیار مورد توجه واقع شده است، استفاده از همزیستی اکتومیکوریزایی القاء شده - مصنوعی - از طریق تلقیح نهالها با استرینهای قارچی منتخب میباشد.
قارچ های اکتومیکوریز میتوانند وضعیت فیزیولوژیکی در گیاهان را از طریق افزایش پتانسیل فتوسنتز، افزایش برداشت آب و عناصر غذایی بهینه نمایند و بدین ترتیب بقا و رشد گیاهان را تحت شرایط خشکی افزایش دهند . - Sebastiana et al. 2013 - از سوی دیگر، تلاش برای یافتن استراتژیهای سازگارسازی با تغییرات کلیمایی که میتواند بقا و رشد درختان را در اکوسیستمهای تخریب شده بهبود بخشیده و موجب جنگلکاریهای سریع این نواحی و احیاء آنها گردد؛ در سراسر جهان در حال انجام است. از جمله راهکارهای تخفیف اثرات تغییرات فراگیر کلیمایی میتواند تا حدودی از طریق ریزش کربن در خاک به دست آید.
در این زمینه نیز همزیستی اکتومیکوریزایی میتواند نقش مهمی را در ریزش کربن به خاک ایفا کند؛ چراکه بخش اساسی از محصول هضم کربن توسط گیاهان میکوریزایی به درون خاک، یعنی محل حضور بیومس شریک قارچی ارسال میشود. در میان گونههای جنس بلوط، بلندمازو - Quercus - castanefolia یکی از گونههای صنعتی و با ارزش زیست محیطی شمال ایران است که متأسفانه، در سالهای اخیر به دلایل مختلف حجم این گونه در رویشگاههای طبیعی در حال کاهش است.
با توجه به اهمیت اکولوژیکی و نیز ارزش بالای اقتصادی و زیست محیطی آن لازم است در کنار احیاء مناطق مخروبه، به افزایش کیفی نهالهای مورد استفاده در این مناطق نیز توجه گردد. برقراری همزیستی اکتومیکوریزایی در این گیاه از مهمترین راهکارها برای بهینهسازی رشد و افزایش مقاومت آنها به تنشهای مختلف محیطی میباشد.
در این تحقیق همزیستی اکتومیکوریزایی قارچ بومی Tricholoma acerbum روی گیاهچههای بلوط بلندمازو مستقر شد و سپس وضعیت آبی، رشد و خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه تلقیح شده با قارچ میکوریز در مقایسه با شاهد، جهت ارائه راهکارهای نوین در راستای برنامهریزی مدیریت صحیح حفاظت و احیاء این ذخیره ژنتیکی ارزشمند جنگلهای هیرکانی مورد مطالعه قرار گرفت.
مواد و روشها
جداسازی و به روی محیط کشت آوردن قارچ اکتومیکوریز و شناسایی آن طی بازدید از رویشگاه طبیعی بلوط در استان مازندران-طرح جنگلداری نسارود - بینشکی - ، از اسپوروکارپهای سالم و جوان رویش یافته در کنار درختان بلوط نمونهبرداری به عمل آمد و در حداقل زمان تحت شرایط خنک به آزمایشگاه رسانیده شد. در آزمایشگاه به منظور جداسازی و به روی محیط آوردن قارچهای اکتومیکوریز و استفاده از آنها برای برقراری همزیستی با گیاهچههای بلوط، بلوکهای بافتی قارچ در شرایط استریل از بخش درونی کلاهکهای تازه جداسازی و در محیط MMN - Qu et al. 2003 - - Modified Melin Norkans - کشت شدند، سپس پتریها به مدت دو ماه در انکوباتور 23 درجه سلسیوس در تاریکی نگهداری شدند.
برای شناسایی قارچ جداسازی شده با استفاده از روش مولکولی ابتدا تکثیر میسلیوم قارچ توسط کشت در محیط مایع MMN و نگهداری کشت به مدت یک ماه در دمای 23 درجه روی دستگاه شیکر انکوباتور با سرعت 100 دور در دقیقه صورت گرفت. استخراج DNA کل از میسلیوم خالص جدایه قارچی با استفاده از روش صفایی و همکاران - 1384 - انجام شد. ناحیه ITS1-5.8S-ITS2 از DNA ریبوزومی قارچ با استفاده از آغازگرهای ITS1F و ITS4B تکثیر و تعیین توالی شد - White et al. 1990; Gardes .& Bruns 1993 - مواد مورد استفاده و حجمهای به کار رفته از این مواد در واکنش PCR و برنامه حرارتی مطابق روش Gardes و - 1993 - Bruns تنظیم گردید.
توالی به دست آمده با استفاده از الگوریتم BLASTN با توالیهای نوکلئوتیدی پایگاه GenBank و UNITE مقایسه شد و نزدیکترین توالی به آن به عنوان توالی مرجع انتخاب شد. مقادیر score bit، e-value و sequence similarity توالی¬ها برای نتیجهگیری در مورد بهترین تطابق ارزیابی شد. e-value صفر به همراه ارزش بالای score bit - حداقل - 800 ایدهآلترین حالت و به عنوان یک تطابق قوی در نظر گرفته شد .
- Smith et al. 2007 - به منظور یافتن جایگاه تاکسونومیکی توالی به دست آمده، تجزیه و تحلیل فیلوژنتیکی آن با توالیهای موجود در پایگاه دادهها با روش بیزی - Bayesian method - صورت گرفت - زمانی . - 1393 تلقیح گیاهچه های Quercus castaneifolia توسط قارچ بومی Tricholoma acerbum تکثیر گیاهچههای Quercus castaneifolia از طریق کشت بافت صورت گرفت .
- Zamani et al. 2012 - برای برقراری همزیستی اکتومیکوریزایی از انتقال گیاهچههای ریشهدار و هم سایز بلوط به ظروف پلیاتیلنی 250 - MagenteaTM - میلیلیتری حاوی سوبسترای پیت-ورمیکولیت 4 - :1 - استفاده شد که قبلاً توسط محیط مایع MMN - با غلظت نصف شده از عناصر فسفر و نیتروژن و 0.2 درصد گلوکز؛ - [pH= 5.6] مرطوب و توسط میسلیوم قارچ اکتومیکوریز به مدت 6هفته کاملاً کلونیزه شده بودند - Duponnois & Garbaye, 1991; Oh et al., . - 1995 پس از انتقال، گیاهچهها در اتاقکهای رشد با دوره نوری 16 ساعت نور 3000- 5000 - لوکس - تحت دمای 23 درجه سلسیوس و 8 ساعت تاریکی با دمای 19 درجه سلسیوس به مدت 14 هفته نگهداری شدند - شکل . - Martins 2008; Repac 2010 - - 1
