بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه دو جدایه قارچ اندوفیت شامل Penicillium sp. و Aspergillus sp. که به ترتیب از برگ گیاهان نتر - Astragalus squarrosus - و گچدوست سمنانی - Gypsophila mucronifolia - جداسازی شدهاند، برای انجام بررسیهای آزمایشگاهی بهمنظور کنترلزیستی قارچ عامل لکهنواری برگ جو - Pyrenophora graminea - انتخاب گردید. پس از انجام بررسیها مشخص شد که Penicillium sp. در هر دو آزمون کشت متقابل و تولید ترکیبات فرار ضد قارچی به ترتیب با %65/48 و %19/05 بازدارندگی موفقتر از جدایه Aspergillus sp. با داشتن %51/21 بازدارندگی در آزمون کشت متقابل و %7/91 بازدارندگی در آزمون تولید ترکیبات فرار ضدقارچی است.
مقدمه و هدف
پاتوژنهای گیاهی از کوچکترین ویروئید که تنها از یک تکرشته RNA تشکیل شده گرفته تا پاتوژنهای پیچیدهتر مثل ویروسها، باکتریها، قارچها، اوومیستها و نماتودها، دائما سیل عظیمی از گیاهان را در سراسر جهان آلوده میکنند و مسبب خسارتهای سنگینی هستند که به بخشهای کشاورزی، منابع طبیعی و فضای سبز وارد میشود.[1] با توجه به اینکه تولید غذا تا سال 2050 باید به میزان حداقل %70 افزایش پیدا کند، نگرانیها در رابطه با تضمین تولید غذا روبه فزونی است بنابراین مدیریت بیماریهای گیاهی بسیار حائز اهمیت است و یکی از مهمترین مباحث بین المللی دهه اخیر میباشد
با افزایش روند رشد جمعیت و افزایش تقاضای غذا، استفاده از مواد شیمیایی در کشاورزی با هدف افزایش تولیدات گیاهی و محافظت از گیاه در مقابل آفات و بیماریها افزایش پیدا کرده است
وارد شدن چنین نهادههایی به کشاورزی به طور خارقالعادهای کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی را در 100 سال اخیر افزایش داده است با اینحال آلودگیهای زیست محیطی که در اثر استفاده نامناسب و بیش از حد مواد شیمیایی به بار آمده و همچنین مساله مقاومت آفات و بیماریها به سموم شیمیایی، باعث شده که اذهان عمومی و متولیان مراکز علمی به سمت استفاده و توسعه عوامل بیولوژیکی سوق پیدا کند
کنترل بیولوژیکی - - Biological control یا بیوکنترل - - Biocontrol استفاده از ارگانیسم زنده به منظور محدود کردن یک آفت مشخص از طریق محدود کردن جمعیت خود آفت یا اینوکلوم بیمارگر و یا کاهش خسارتزایی آن است.[6] تعاریف مختلفی برای بیوکنترل پیشنهاد شده است. بیوکنترل عبارت از سرکوب بیمارگر یا محدود کردن بیماری با استفاده از یک عامل بیوکنترلی - - BCA است که معمولا یک قارچ، باکتری یا ویروس و یا ترکیبی از اینهاست
میکروارگانیسمهایی که از بافتهای درونی گیاهان استخراج میشوند یا به عبارت دیگر از بافتهای گیاهی که ضدعفونی سطحی شدهاند جداسازی میشوند و در ظاهر آسیبی به گیاه مزیبانشان وارد نمیکنند، اندوفیت هستند
با اینحال این تعریف خیلی هم درست نیست؛ زیرا اولا آن دسته از اندوفیتها که قابل کشت نیستند را شامل نمیشود و ثانیا تعیین بیماریزایی و تمییز دادن آنها از بیمارگرهایی که با تاخیر میزبانشان را بیمار میکنند کار بسیار دشواری است مخصوصا در مورد قارچهای غیرقابل کشت که جزئی از یک میکروبیوم1 هستند.[9] قارچهای اندوفیت حالتهای مختلفی از روابط همزیستی با گیاه میزبانشان را به نمایش میگذارند. در تعدادی از این روابط ممکن است رابطه همیاری2 برقرار باشد که در طولانیمدت برای هر دو طرف مفید واقع خواهد بود.[10] علاوه بر این ممکن است رابطه یک قارچ اندوفیت با میزبان گیاهیاش به گونهای باشد که فقط یکی از طرفین نفع ببیند
اندوفیتها ممکن است نقشهای مفید بسیاری در بهبود متابولیسم و فیزیولوژی گیاه میزبانشان ایفا کنند، از جمله تثبیت نیتروژن اتمسفر[12]، انحلال فسفات[13]، سنتز هورمونهای رشد گیاهی[14]، ازمحال ترکیبات سمی[15]، مهار فعالیتهای حیاتی قارچهای بیمارگر گیاهی [16] و همچنین آنتاگونیسم باکتریهای پاتوژن.
قارچ Pyrnophora graminea Ito & Kuribayashi دارای آنامورف Drecheslera graminea عامل بیماری لکه نواری در گیاه جو - . - Hordeum vulgare L میباشد و خسارتش در گیاهان بیمار منجر به کاهش محصول میشود .[19 ,18] محل استقرار این قارچ به صورت میسیلیوم در داخل کرنال بین سلولهای پارانشیمی و پریکارپ و همچنین بصورت پوشش دانه است ولی جنین را آلوده نمیکند.[20] در جریان جوانه زنی بذر، هیف قارچ به داخل غلاف نفوذ میکند و گیاه را از نوک ریشه بهصورت سیستمیک کلنیزه میکند.[21] دماهای پایینتر از 12œC در هنگام جوانه زنی بذر تاثیر مثبت بر اشاعه بیماری خواهد گذاشت.
آلودگی به وسیله این پاتوژن باعث پیدایش نوارهای طولی به رنگ قهوهای تیره روی برگ میشود که در بین رگبرگها توسعه پیدا کرده و منجر به کاهش ناحیه فتوسنتز کننده میشود. گیاه آلوده دچار ضعف عمومی میشود. ممکن است سیخکها ظاهر نشوند یا شکل نامتعارفی پیدا کنند. قارچ Pyrenophora graminea یک پاتوژن تکچرخهای است. اسپورهای تولید شده بر روی برگهای آلوده در جریان گلدهی گیاهان سالم به وسیله باد منتشر میشوند. اگر بذرهای حاصل از گیاهان آلوده در سال بعد کشت شوند، میزان آلودگی به شدت بالا خواهد رفت
تئوری و بیشینه تحقیق
درصد کنترلی که یک BCA بهدست میدهد میتواند نزدیک یا برابر با درصدی باشد که در اثر تیمار با قارچکشهای شیمیایی حاصل میشود. تیمار سیبهای آلوده به Phytophthora cactorum به وسیله قارچکشهای شیمیایی، بیماری را %100 کنترل کرد در حالی که تیمار با عامل بیوکنترلی، بسته به عامل مورد استفاده %98-79 کنترل حاصل کرد.[24] در مطالعه دیگری عامل بیوکنترلی Aspergillus versicolor توانست عامل اسکب پودری سیبزمینی - Spongospora subterranea - را به میزان %70-54 کنترل کند.[25] میزان آلودگی توتفرنگیهای آلوده به Botrytis cinerea به وسیله عامل بیوکنترلی Trichoderma atroviridae به میزان %88 کاهش پیدا کرد در حالی که تیمار بهوسیله قارچکش سنتزی Fenhexamide بیماری را به میزان %71 کنترل کرد.
مواد و روشها
ایزولههای بیوکنترل و بیمارگر
ایزولههای قارچ بیوکنترل - .Penicillium sp و - Aspergillus sp. و بیمارگر - - Pyrenophora graminea از کلکسیون قارچشناسی گروه بیماریشناسی گیاهی دانشگاه تربیت مدرس انتخاب گردید. این ایزولهها تا زمان انجام بررسی-های آزمایشگاهی بر روی محیط عصاره سیبزمینی، دکستروز، آگار و در دمای4œC نگهداری شدهاند.
آزمون برهمکنش هیفی یا کشت متقابل این آزمون با تغییر اندکی نسبت به مرجع اصلی آن صورت پذیرفت. بدین ترتیب که دیسکهای 6 میلیمتری از کشت تازه ایزولههای بیوکنترل و بیمارگر که قدرت رشد مناسبی داشتند، به صورت متقابل بر روی PDA در دمای 30œC و در شرایط بدون نور کشت داده شدند. با توجه به پایین بودن سرعت رشد هیفی ایزولههای بیوکنترل، در ابتدا ایزولههای بیوکنترل بر روی PDA قرار داده شدند و به آنها 7 شبانهروز فرصت رشد داده شد و پس از آن ایزوله بیمارگر در سمت مقابل آن قرار داده شد. در تشتک پتری شاهد به جای ایزولههای بیوکنترل از پلاگهای PDA استفاده شد.
آزمون تولید ترکیبات فرار ضد قارچی
از کشتهای تازه و جوان قارچ پاتوژن و بیوکنترل به وسیله Cork-borer دیسکهای 6 میلیمتری برش داده شد و در مرکز تشتکپتری پرشده با PDA قرار داده شد. دربها کنار گذاشته شد و کفههای حاوی دیسکهای قارچ پاتوژن و بیوکنترل به وسیله نوار پارافیلم بهم پسبانیده شدند. انکوباسیون در شرایط تاریکی و در دمای 30œC به گونهای انجام شد که در طول دوران انکوباسیون قارچ پاتوژن در بالا و بیوکنترل در پایین قرار گرفت. به دلیل سرعت رشد کند ایزولههای بیوکنترل، 7روز به آنها فرصت رشد داده شد. در تشتک پتری شاهد به جای دیسکهای قارچ بیوکنترل از دیسکهای PDA استفاده شد.
هردو آزمون ذکر شده با 4 تکرار و در 2 مرتبه انجام شد و میزان بازدارندگی از رابطه زیر بهدست آمد؛
که در آن a رشد ریسه - - cm در تشتک پتری شاهد و b رشد ریسه - - cm در تشتک پتری تیمار است.
نتایج و بحث
نتایج حاصل از آزمون تقابل هیفی نشان داد ایزوله Penicillium sp. که یکی از عوامل بیوکنترلی استفاده شده در این پژوهش میباشد، با %65/48 بازدارندگی، توانایی بالاتری نسبت به Aspergillus sp. با %51/21 بازدارندگی، که دیگر قارچ اندوفیت استفاده شده برای بیوکنترل P.graminea میباشد را دارد. همانطور که در شکل - a-1 - مشخص است، رشد ریسه قارچ پاتوژن در مقایسه با شکل - b-1 - با فاصله نسبتا زیادی از ریسه قارچ بیوکنترل متوقف شده است که این پدیده نشاندهنده سرعت بالاتر آزاد کردن متابولیتهای ضدقارچی در حضور P.graminea در ایزوله Aspergillus sp. در مقایسه با ایزوله Penicillium sp. به درون PDA است. ولی سرعت توسعه هیفی در حضور قارچ پاتوژن در Penicillium sp. در مقایسه با Aspergillus sp. بیشتر است.
