بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین بیماریهای خربزه، پژمردگی خربزه ناشی از Fusarium oxysporum می باشد. در این تحقیق اثرات احتمالی کاربرد سیلیکون وکمپوست در امکان القای مقاومت میزبانی در مقابل این پاتوژن در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایشهای گلخانهای اثر کاربرد کمپوست مورد نظر - پیت ماس و کوکوپیت - در بازدارندگی از رشد پاتوژن نیز سنجیده شد.
بررسی تاثیر سیلیکون وکمپوست روی شاخصهای مقاومت القایی شامل آنزیمهای کیتیناز و بتا-1و-4گلوکاناز و همچنین مقدار پرولین در بافتهای گیاهان تیمار شده در شرایط گلخانه بود. ارزیابیها نشان داد میزان فعالیت آنزیمهای فوق و مقدار پرولین در گیاهان تیمار شده با القاء کنندهها در مقایسه با گیاهان شاهد سالم و آلوده افزایش یافته بود. بالاترین میزان فعالیت آنزیمها به ترتیب در روزهای دوم و چهارم بعد از کاربرد سیلیکون مشاهده شد و در روز ششم کاهش میزان فعالیت را نمایان ساختند.
میزان تجمع اسید آمینه پرولین در بافت گیاه نیز که روز هفتم پس از استفاده از سیلیکون مورد سنجش قرار گرفت افزایش معنیداری را در تیمارهای دارای سیلیکون نسبت به شاهد آلوده و سالم نشان داد. کاربرد کمپوست نیز در تمامی تیمارهای آزمایشی به میزان کمی اثرات بازدارندگی از بیماری و القاء افزایش میزان فعالیت آنزیمهای مرتبط با مقاومت القایی را نشان داد. با توجه به نتایج به دست آمده، به نظر میرسد که سیلیکون و کمپوست به عنوان محرکهای دفاع گیاه میتوانند به عنوان روش مبارزه بیخطر در برابر پژمردگی فوزاریومی خربزه مورد توجه قرار گیرند.
مقدمه
در شبه جنس فوزاریوم در ابتدا توسط لینک در سال 1809 نامگذاری شد. در کلید طبقهبندی بوس1 وجه تسمیه این جنس بر پایه اسپورهای دوکی شکل گونه F.roseum ذکر شده است - بوس ،. - 1971 بیماری پژمردگی فوزاریومی از بیماریهای مهم جالیز است که عامل آن Fusarium oxysporum Schelectend: Fr. f. sp. melonis - Lach & Currence - N. C. Snyder & H.N. Hansen می باشد که اولین بار در سال 1930 از ایالت های نیویورک و مینه سوتا گزارش گردید. این بیماری اولین بار در ایران در سال 1344 از مشهد گزارش شد - بنی هاشمی2،. - 1982 بسیاری از جدایههای این قارچ بیماریزا بوده و در گیاهان مختلف با حمله به سیستم آوندی سبب ایجاد بیماری پژمردگی و کاهش میزان محصول می شوند
پژمردگی تدریجی اندامهای هوایی و زرد شدن آنها از علایم بارز این بیماری است. ابتدا قسمتی از برگهای آلوده به زرد کم رنگ تغییر رنگ داده سپس زردی برگها گسترده تر و پررنگ تر و آنگاه پژمرده می شوند. ساقههای گیاهان آلوده نیز صمغ ترشح نموده و بصورت ترشحات کروی قهوهای تیره در سطح ساقه نمایان میگردند. در صورت شدت یافتن آلودگی قسمت-های عمدهای از مزرعه از بین خواهد رفت - صارمی1، . - 1996 میزبان این پاتوژن تحت شرایط طبیعی گیاهان طالبی، خربزه، خیار چنبر، گرمک و کدو میباشد.
نقش کیتینازها و سایر آنزیمهای تجزیه کننده و ژنها در نفوذ، انتشار، القای دفاع گیاه و بیان و ظهور علائم بسیار مطالعه شده است. بیان ژن کیتیناز عمدتا در نزدیکی بافتهای آوندی مانند رگبرگها مشاهده شده است. در عین حال بیان اصلی کیتیناز کمتر به بافت خاصی محدود بوده و تجمع ژن رونویسی کیتیناز در بافتهای نزدیک به هیف رخنه در تعاملات سازگار ویا ناسازگار مشاهده شده است. همچنین زمان برای القاء کیتیناز به خصوصیات تعاملی پاتوژن-میزبان وابسته است و از چند دقیقه تا 20-15 ساعت متفاوت است. پس از القاء، دوره فعالیت کیتیناز در طیف وسیعی از چند روز است. افزایش چشمگیر فعالیت کیتیناز در نتیجه القاء PR پروتئینها درمحیط آزمایشگاه است
آنزیم بتا-1 و 4 گلوکاناز نیز در مقاومت نقش دارد. این آنزیم در پروسههای مختلف مانند رسیدن میوه، ریزش اندام و رشد سلولی نقش دارد. - یدیدیا3 و همکاران ، . - 2000 یکی از پاسخهای عمومی سلول به تغییرات فشار اسمزی خارجی، تجمع متابولیتهایی است که قابلیت انحلال داشته ولی متابولیسم طبیعی گیاه را مختل نمیکنند. تحقیقات نشان میدهد که کاربرد برگی سیلیکون فقط اثر مکانیکی و اسموتیک دارد و کاربرد آن از طریق جذب ریشهای آن باعث SAR میشود
سیلیکون میتواند پاسخهای دفاعی مشابه SAR القا کند، زیرا در هر دو پتانسیلهای دفاعی گیاه بالا رفته و به دنبال آلودگی افزایش مییابد - فاو4، . - 2010 کمپوستهای با نسبت کربن به نیتروژن بالا چنانچه دارای فلور میکروبی مناسبی باشند مانع از گسترش بیماری فوزاریومی میشوند - هویتینک و همکاران، . - 1987 هدف از این تحقیق دستیابی به راهکارهای غیر شیمیایی و دوستدار طبیعت برای کنترل بیماری پژمردگی خربزه در محیط گلخانه است.
مواد و روشها
تهیه محلول سیلیکون
از سیلیکون به فرم سیلیکات سدیم Na2SiO 3; a.i. ~ 27% - ، ساخت شرکت مرک آلمان - و در غلظتهای 250 ،500 ،750 و 1000 پیپیام در آزمایشهای انجام شده در مزرعه و گلخانه و در غلظتهای 4،2 و8 میلیمولار در آزمایشگاه مورد استفاده قرار گرفت. لازم بذکر است که PH محلول برای آزمایشات مزرعهای و گلخانهای با استفاده از HCL روی عدد 6/4 تنظیم شد.
تهیه محلول بنومیل
از قارچکش بنومیل - شیمیایی - به عنوان شاهد استفاده شد تا تفاوت کنترلی آن با مقادیر مختلف سیلیکون که به عنوان کنترل غیر شیمیایی در نظر گرفته می شود قابل مقایسه باشد. از بنومیل هم در آزمایشات مزرعهای و هم در آزمایشات گلخانهای با نسبت 1/5 در هزار و در سه نوبت - مرحله چهار برگی گیاهچهها، تبدیل گل به میوه و مرحله قبل از رسیدگی میوه - استفاده شد.
تهیه کمپوست مورد نظر برای آزمایش
جهت کاشت بذور خربزه برای انجام آزمایشات گلخانهای از مخلوط پیت ماس و کوکوپیت به مقدار مساوی استفاده شد. ابتدا پیت ماس و کوکوپیت خرد شده را در آب فراوان قرار داده و پس از نیم ساعت که آب جذب کردند آنها را به نسبت مساوی درون سینی نشاء ریخته و درون هر چاهک یک عدد بذر قرار داده شد.
انجام آزمایشهای گلخانهای
هدف از آزمایش در گلخانه تعیین اثر کاربرد غلظتهای 250، 500، 750 و 1000 پیپیام سیلیکون و 1/5 در هزار بنومیل به همراه کمپوست مورد نظر - پیت ماس+کوکوپیت - در شرایط کاملا تصادفی و بررسی امکان القای مقاومت میزبانی علیه بیمارگر بوده است. محلول سیلیکون آماده شده و در سه مرحله چهاربرگی، تبدیل گل به میوه و مرحله قبل از رسیدگی به همراه آب آبیاری به خاک اطراف هر بوته در گلدانهای آزمایشی داده شد.
این آزمایش در چهار تکرار انجام شد و پس از پایان آزمایش وزن تر و خشک کل گیاه، وزن تر و خشک ریشه، طول شاخه گلدهنده و شدت بیماری با استفاده از شاخص شدت بیماری اندازهگیری شد و نتایج در قالب طرح آماری بلوک کاملا تصادفی با استفاده از نرم افزار SAS تجزیه و تحلیل شدند. همچنین مقدار آنزیمهای کیتیناز، بتا-1و-4گلوکاناز در زمانهای 0، 48، 96 و 144 ساعت بعد از سیلیکوندهی و پرولین فقط 7 روز بعد از سیلیکوندهی فقط در مرحله تبدیل گل به میوه - مرحله دوم سیلیکوندهی - به وسیله دستگاه اسپکتروفتومتر1 سنجیده شد و نتایج در قالب طرح آماری بلوک کاملا تصادفی با استفاده از نرم افزار SAS تجزیه وتحلیل شدند.
خصوصیات کمپوست مورد استفاده در آزمایشات گلخانهای
محتویات مواد آلی و عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم و غلظتهای چندین یون که در عصاره پیت موس مورد استفاده وجود داشت روی بستهبندی آن درج شده بود که به قرار زیر است: مواد آلی %94، نیتروژن %1/34، فسفر %0/16 ، پتاسیم %0/29، نسبت کربن به نیتروژن 48، pH آن 6/5، 0/65 =EC - dS m-1 - 2، 8/4 = N-NO3 - - mmolc l-1 - 2، N-NH4+
3/42 = - mmolc l-1 - 2، 2/55 = P-PO4 -3 - mmolc l-1 - 2، 26/3 =K+ - mmolc l-1 - 2، BOD - g O2 Kg .2/3 = DM-1 day-1 - c
ارزیابی و تعیین شدت بیماری در گلخانه و مزرعه
پنج الی شش هفته بعد از کشت گیاهان، علائم روی شاهد آلوده قابل رویت بود. ارزیابی شدت بیماری با مقیاس 0 تا 3 - ماتسوموتو2 و همکاران، - 2011 مطابق جدول - 1 - صورت گرفت. نتایج این مشاهدات که شامل چهار تکرار بود در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی به وسیله نرم افزار SAS تجزیه وتحلیل شدند و میانگینها به روش Duncan در سطح 0/01 مقایسه شدند.
جدول -1 شاخص شدت بیماری قارچ Fusarium oxysporum
