بخشی از مقاله
متريبوزین متعلق به علفکشهاي گروه شیمیایی تریازین می باشد که باعث مهار فتوسنتز شده و در زنجیرهي انتقال الکترون اختلال ایجاد میکند .(1) غلظتهاي بالاي علفکش در خاك، تأثیر نامساعدي بر فرایندهاي میکروبیولوژیک دارد. از آن براي کنترل گندمیان یکساله و علفهاي هرز پهنبرگ استفاده میشود. مزیت علفکش فوق این است که هم قبل از جوانهزنی و هم بعد از آن
میتواند مورد استفاده قرار گیرد. از آن در مزارع
سیب زمینی، گوجه فرنگی، سویا و ... استفاده میشود
.(13) در بیشتر شرایط محیطی، علفکش متريبوزین ابتدا از طریق ریشه جذب شده و به سمت برگها حرکت میکند و در نتیجه برگها آسیبهاي حاصل از متريبوزین
را تجربه میکنند. نشان داده شده است که متري بوزین به طور جدي بر روي فتوسنتز تأثیر منفی میگذارد و از طرف دیگر میزان جذب گاز کربنیک را کاهش داده و منجر به تولید گونههاي فعال اکسیژن میشود .(7)
قارچ هاي میکوریز موجوداتی هستند که ارتباط مستقیمی بین خاك و ریشه ایجاد میکنند. اجتماعات میکوریز آربوسکولار، اجزاي مکمل و عملکردي ریشه هاي گیاهان میباشند و به طور گسترده به عنوان افزایندههاي رشد گیاهان در مناطق آلوده با علفکشها شناخته شدهاند(.(14
این قارچ ها بر ریشه هاي گیاهان در حال رشد در خاك هاي آلوده با علفکشها موجود بوده و نقش مهمی در تحمل سمیت و انباشتگی علفکشها ایفا می کنند. میزان
52
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 27، شماره 1، 1393
سمیت علفکشها در خاك بستگی به میزان دسترسی گیاهان به این ترکیبات دارد که به صورت توانایی گیاه براي انتقال آنها از بخش خاك به داخل سیستم موجود زنده تعریف میشود. چنین تصور میشود که اثر میکوریز بر تغذیهي گیاهی در مورد عناصر موجود در اطراف ریشههاي گیاه ازجمله فسفات بیشتر قابل توجه باشد .(2)
مسمومیت با علفکشها، تنش اکسیداتیو را القا میکند؛ زیرا آنها در برخی سازوکارهاي تولید کننده گونههاي فعال اکسیژن (ROS) عمل میکنند. واسطه هاي ROS معمولاً از
تحریک O2 به منظور تشکیل سینگلت((O2، به شکل
پراکسید هیدروژن (H2O2) یا یک رادیکال هیدروکسی
(OH) ایجاد میشوند. این رادیکالها بهطور موقت در موجودات هوازي موجودند؛ زیرا آنها در طی فرایندهاي متابولیک طبیعی از قبیل تنفس و فتوسنتز نیز در سلولهاي گیاهی تولید می شوند. تعدادي از آنها ممکن است بهعنوان مولکولهاي علامتده مهم عمل کنند که بیان ژن را تغییر میدهند و فعالیت پروتئینهاي دفاعی ویژه اي را تعدیل میکنند. با وجود این، تمام ROSها میتوانند در غلظتهاي بالا براي موجودات زیانبار باشند. ROSها میتوانند پروتئینها، لیپیدها و اسیدهاي نوکلئیک را اکسید کنند که این امر اغلب سبب تغییراتی در ساختار یاختهاي و جهش میشود(.(4
کدوي خورشتی ازجمله صیفیجات پرمصرف در ایران است که در نقاط مختلف کشور بطور گستردهاي کشت می شود. در طی تولید آن علفکشهاي متنوع و به خصوص متريبوزین مورد استفاده قرار میگیرد. با توجه به موارد فوق، توجه و مطالعه بر روي روشهاي ایجاد مقاومت به این علفکش ضروري به نظر میرسد.
مواد و روشها
آزمایشها بهصورت طرح کاملاً تصادفی و با استفاده از 4
غلظت متري بوزین (صفر، 0/002، 0/005 و 0/02 گرم بر لیتر) و در حضور و غیاب قارچ میکوریز ( Glomus
(etunicatum در چهار تکرار انجام شد. دانه هاي کدو با محلول هیپوکلریت سدیم 10) درصد) ضدعفونی شده و در گلدانهاي سترون کشت شدند. هر گلدان با ماسهي ضدعفونی شده همراه با 50 گرم مایهي تلقیح پر شد. به گلدانهاي میکوریزي، مایهي تلقیح سالم و فعال و به گلدانهاي شاهد، مایهي تلقیح سترون شده افزوده شد.
گلدانهاي حاوي بذر آبیاري شده و در اتاقک رشد با دماي روزانه 30 و دماي شبانه 18 درجه، دوره نوري 16 ساعته
(با نوري به شدت (Em-2s-1 75 و رطوبت نسبی 70 تا
80 درصد رشد کردند. در طول دورهي رشد 45 روزه، در گلدان هاي حاوي قارچ هاي میکوریز مقدار فسفر محلول غذایی براي ترغیب همزیستی نصف شد. در پایان دوره رشد اندام هوایی و ریشهي گیاهان از هم جدا و بررسیهاي بیوشیمیایی و فیزیولوژیک بر روي آنها انجام شد. گیاهان به مدت 48 ساعت در دماي 70 درجهي سانتیگراد آون قرار گرفتند. پس از خشک شدن کامل نمونهها، با توزین مجدد وزن خشک بهدست آمد.
استخراج کلروفیل از برگ با کمک استون 80 درصد و به روش لیختنتالرو ولبورن انجام شد(.(11 همچنین، اندازهگیري قندهاي محلول با استفاده از روش فنل سولفوریک و براساس هیدرولیز اسیدي قندهاي محلول با ایجاد ترکیب فورفورال و تشکیل کمپلکس رنگی با فنل انجام شد(.(6 اندازهگیري پروتئین کل نیز به روش فولن لوري انجام گردید(.(12 این روش براساس هیدرولیز پروتئینها و آزاد شدن اسیدهاي آمینهي موجود در ساختمان پروتئین هاست که با معرف فولن کمپلکسهاي رنگی ایجاد میکنند. در نهایت، شدت رنگ بهوسیله اسپکتروفتومتر و در طول موج 660 نانومتر اندازهگیري شد.
میزان پرولین آزاد در ریشهها و اندام هوایی نمونههاي شاهد و تیمار طبق روش بیتس و همکاران (1973)
اندازه گیري شد .(5) بافت خشک ریشه و اندام هوایی به
53
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 27، شماره 1، 1393
میزان 0/04 گرم با 15 میلیلیتر اسید سولفوسالیسیلیک %3
ساییده شد و به مدت 72 ساعت در دماي 4 درجهي یخچال قرار گرفت تا اسید آمینه پرولین آزاد شود. بعد مخلوط همگن شده به مدت 20 دقیقه با نیروي 3000g
سانتریفوژ شد. محلول رویی با 2 میلیلیتر اسید استیک گلاسیال و 2 میلیلیتر شناساگر نینهیدرین (حاوي 20
میلیلیتر اسیدفسفریک 6 مولار، 30 میلیلیتر اسیداستیک گلاسیال و 1/25 گرم نینهیدرین) مخلوط شد و به مدت یک ساعت در بنماري در حال جوش قرار گرفت. لوله-
هاي آزمایش بعد از خروج از بنماري در آب یخ قرار گرفتند و بعد 4 میلیلیتر تولوئن به هر لوله اضافه و به هم زده شد تا دو فاز جداگانه ایجاد گردد. سپس، میزان جذب در520 نانومتر با اسپکتروفتومتر فرابنفش و مرئی WPA)
مدل (S2100 اندازهگیري شد و محتواي پرولین بر حسب میلیگرم بر گرم وزن خشک تعیین شد.
طرح آزمایش با طرح کاملاً تصادفی و با 3 تکرار براي هر تیمار بهکار گرفته شد. کلیه محاسبات با استفاده از آزمون دانکن (آنالیز واریانس یک طرفه) و نرم افزار SPSS 17 version و رسم نمودارها با استفاده از نرمافزار Excel
انجام شد.
نتایج
سمیت متري بوزین در گیاهان کدو به شکل زرد شدگی و بافت مردگی ظاهر میشود. این علائم به شکل سوختگی در حاشیهي برگها هم در گیاهان میکوریزي و هم در گیاهان غیرمیکوریزي مشاهده شد که با افزایش غلظت علفکش بر شدت تأثیر و تعداد برگهایی که داراي علائم فوق بودند اضافه شد.
با مقایسهي دادههاي حاصل از آنالیز آماري در مورد وزن خشک ریشهها، مشاهده میشود که با اثر دادن سمیت علفکش متريبوزین هم در گیاهان میکوریزي و هم در گیاهان غیرمیکوریزي، وزن خشک ریشهها کاهش مییابد؛ ولی در حالت کلی گیاهان میکوریزي از وزن خشک بیشتري نسبت به گیاهان شاهد برخوردار بودند. مقایسهي دادههاي حاصل از آنالیز آماري در مورد وزن خشک اندام هوایی نشان داد که وزن خشک این اندام همراه با افزایش غلظت متريبوزین کاهش مییابد ولی در حالت کلی این کاهش در گیاهان میکوریزي کمی کمتر از گیاهان غیرمیکوریزي بود. بررسی آماري نشان داد که بین گیاهان شاهد و گیاهان کدوي آغشته شده با میکوریز اختلاف معنیداري (P≤0/05) وجود دارد(جدول.(1
جدول-1 وزن خشک ریشه و اندام هوایی گیاهان کدوي خورشتی میکوریزي و غیرمیکوریزي تحت تأثیر غلظتهاي مختلف علفکش متريبوزین
(دادهها نمایانگر میانگین ± انحراف معیار هستند و حروف یکسان هر ستون نمایانگر عدم تفاوت معنیدار است).
غلظت علفکش وزن خشک ریشه (میلیگرم) وزن خشک اندام هوایی (میلیگرم)
(گرم در لیتر)
غیرمیکوریزي میکوریزي غیرمیکوریزي میکوریزي
شاهد (0) 603 ± 3/3a 621 ± 5/4a 753 ± 6/6a 7200 ± 57a
0/0002 573 ± 8/8b 592± 5/3b 596 ± 3/3b 6047 ± 46b
0/0005 453 ± 3/3c 475 ± 2/9c 466 ± 8/8c 5167 ± 88c
0/002 433 ± 3/3c 454 ± 3/4d 322 ± 5/7d 2100 ± 57d
مقدار قندهاي محلول کل هم ریشه و هم اندام هوایی کلی کاهش مییابد. البته بررسی دادههاي مربوط به مقدار
همراه با افزایش سمیت علفکش متريبوزین در حالت قندهاي محلول کل ریشه و اندام هوایی نشان داد که
54
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 27، شماره 1، 1393
گیاهان میکوریزي از قند محلول بیشتري نسبت به شاهد کدوي تیمار شده با قارچ میکوریز اختلاف معنیداري
برخوردارند. آنالیز آماري دادههاي مربوط به قندهاي (P≤0/05) با هم دارند (شکل .(1
محلول کل ریشهها و اندام هوایی نشان میدهد که گیاهان
شکل-1 تأثیر غلظتهاي متفاوت متري بوزین بر مقدار قندهاي محلول کل در ریشه (الف) و اندام هوایی (ب) گیاهان کدوي خورشتی غیر میکوریزي و میکوریزي (دادههاي میانگین سه تکرار± انحراف معیار هستند)
