1- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده: (70 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: سویا (Glycine max L.) به عنوان یکی از مهم‌ترین و استراتژیک‌ترین محصولات کشاورزی در سطح جهان جایگاه ویژه‌ای دارد. این گیاه نه تنها نقش اساسی در تأمین نیازهای غذایی انسان مانند پروتئین‌های گیاهی و روغن‌های خوراکی، دارد بلکه کاربردهای گسترده‌ای نیز در صنایع مختلف دارد. با این حال، تولید این محصول همواره با محدودیت‌هایی مواجه بوده است. یکی از چالش‌های جدی که تولید سویا را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد، بیماری پوسیدگی ذغالی است که توسط قارچ Macrophomina phaseolina ایجاد می‌شود. خسارات ناشی از این بیماری می‌توانند بسیار قابل‌توجه باشند. در برخی از موارد گزارش شده است که این بیماری باعث کاهش عملکرد تا 50 درصد در مزارع سویا شده است. برای مدیریت این بیماری، تاکنون تلاش‌های گوناگونی از جمله بهره‌گیری از تکنیک‌های بهینه کشت، تیمار بذرها با قارچ‌کش‌ها و کنترل بیولوژیکی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. با این حال، نتایج حاصله معمولاً کوتاه‌مدت بوده‌اند و نتوانسته‌اند به طور پایدار مشکل را حل کنند. بنابراین، یکی از راهبردهای ضروری و کلیدی برای مدیریت مؤثر بیماری پوسیدگی ذغالی، تمرکز بر تقویت مقاومت ژنتیکی میزبان است. این استراتژی نه تنها امکان کاهش خسارات اقتصادی را فراهم می‌آورد، بلکه پایداری تولید سویا را نیز تضمین می‌کند. این پژوهش با هدف جامع شناسایی ارقام مقاوم سویا، تحلیل دقیق سازوکارهای کلیدی مقاومت گیاه و ارزیابی فعالیت آنزیمی مرتبط با این مقاومت طراحی و اجرا شده است.
مواد وروش: ابتدا، نمونه‌برداری از گیاهان دارای علائم پوسیدگی ذغالی از مزارع مختلف سویا در استان مازندران انجام شد. سپس قارچ عامل بیماری جداسازی و خالص‌سازی گردید و از طریق روش‌های مولکولی و مورفولوژیکی شناسایی شد. در مرحله بعدی پژوهش برای پیدا کردن رقم مقاوم و حساسُ، شش رقم تجاری سویا تهیه و کشت شدند و پس از رسیدن به مرحله شش برگی، گیاهچه‌ها به قارچ آلوده شدند و پس از دو هفته میزان شدت بیماری‌زایی بررسی شد. در نتیجه، ارقام مقاوم و حساس شناسایی شده و برای مراحل بعدی انتخاب گردیدند. ارقام منتخب مقاوم و حساس دوباره کشت شده و در مرحله شش‌برگی با سوسپانسیون اسپور قارچ M. phaseolina تیمار و نمونه‌برداری در زمان‌های مختلف پس از آلودگی (0، 24، 48، 72، 96 و 144 ساعت) انجام گردید. عصاره‌های گیاهی استخراج و فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: بر اساس ویژگی‌های پرگنه‌های قارچی و مولکولی (ITS4/5)، جدایه عامل بیماری به‌عنوان قارچ M. phaseolina شناسایی شد. بر اساس نتایج غربالگری انجام شده میان شش رقم سویا، رقم JK کمترین میزان آلودگی و رقم Sahar بیشترین میزان آلودگی را نشان دادند؛ بنابراین، این ارقام به‌ترتیب به‌عنوان مقاوم‌ترین و حساس‌ترین ارقام شناخته شدند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که فعالیت آنزیم‌های CAT، POX و APX در تمامی منابع تغییرات معنی‌داری بوده است. بررسی فعالیت آنزیم کاتالاز نشان داد که در ارقام JK و Sahar، پس از آلودگی قارچی، میزان فعالیت این آنزیم به طور تدریجی در فواصل زمانی 24، 48 و 72 ساعت پس از بروز آلودگی افزایش یافت. با این حال، میزان فعالیت کاتالاز در زمان اوج در رقم مقاوم JK حدود 63/1 برابر بیشتر از رقم حساس Sahar در زمان مشابه بود. فعالیت آنزیم پراکسیداز نیز در واکنش به آلودگی ناشی از قارچ در هر دو رقم مورد بررسی یعنی JK و Sahar افزایش یافت. اوج فعالیت آنزیم پراکسیداز در رقم مقاوم JK در 96 ساعت پس از آلودگی مشاهده گردید که این میزان، 47/5 برابر فعالیت نسبت به زمان صفر بود. در مقابل، رقم حساسSahar بیشترین سطح فعالیت خود را در 144 ساعت پس از آلودگی نشان داد که این سطح، 85/2 برابر میزان اولیه در زمان صفر ثبت شده است. در خصوص آنزیم آسکوربات پراکسیداز در رقم مقاوم JK، فعالیت این آنزیم پس از آلودگی به قارچ تا 72 ساعت به طور مستمر افزایش یافت و سپس روندی کاهشی را طی کرد. بالاترین سطح فعالیت آنزیم در رقمJK مربوط به 72 ساعت بود که تقریباً 38/2 برابر میزان شاهد اندازه‌گیری شد اما در رقم حساس Sahar، فعالیت این آنزیم به صورت تدریجی پس از آلودگی افزایش یافت و حداکثر سطح خود را در 144 ساعت پس از آلودگی نشان داد که معادل 47/1 برابر میزان اولیه در زمان صفر ثبت گردید.
نتیجه‌گیری: نتایج حاکی از تفاوت‌های عملکرد آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی میان ارقام مقاوم و حساس بود که بیانگر واکنش‌های متفاوت گیاه در برابر تنش ناشی از قارچ عامل بیماری می‌باشد. بر اساس تحلیل‌های انجام‌شده و یافته‌های به‌دست‌آمده، رقم JK با فعالیت بالاتر آنزیم‌هایی نظیر کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز، در شرایط بیماری پوسیدگی ذغالی عملکرد بهتری نسبت به سایر ژنوتیپ‌های سویا نشان داد، که نشانه‌ای از تحمل بیشتر این رقم در برابر بیماری مذکور می‌باشد. با توجه به اینکه تاکنون هیچ رقم کاملاً مقاومی نسبت به این بیماری شناسایی نشده است، می‌توان با ارزیابی سطح فعالیت سیستم آنزیمی و سازوکارهای دفاعی در برابر این بیماری، ژنوتیپ‌هایی را که در این زمینه برتری دارند شناسایی کرده و به‌عنوان ارقام متحمل برای کشت در مناطق آلوده توصیه نمود.
مقدمه و هدف: سویا (Glycine max L.) به عنوان یکی از مهم‌ترین و استراتژیک‌ترین محصولات کشاورزی در سطح جهان جایگاه ویژه‌ای دارد. این گیاه نه تنها نقش اساسی در تأمین نیازهای غذایی انسان مانند پروتئین‌های گیاهی و روغن‌های خوراکی، دارد بلکه کاربردهای گسترده‌ای نیز در صنایع مختلف دارد. با این حال، تولید این محصول همواره با محدودیت‌هایی مواجه بوده است. یکی از چالش‌های جدی که تولید سویا را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد، بیماری پوسیدگی ذغالی است که توسط قارچ Macrophomina phaseolina ایجاد می‌شود. خسارات ناشی از این بیماری می‌توانند بسیار قابل‌توجه باشند. در برخی از موارد گزارش شده است که این بیماری باعث کاهش عملکرد تا 50 درصد در مزارع سویا شده است. برای مدیریت این بیماری، تاکنون تلاش‌های گوناگونی از جمله بهره‌گیری از تکنیک‌های بهینه کشت، تیمار بذرها با قارچ‌کش‌ها و کنترل بیولوژیکی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. با این حال، نتایج حاصله معمولاً کوتاه‌مدت بوده‌اند و نتوانسته‌اند به طور پایدار مشکل را حل کنند. بنابراین، یکی از راهبردهای ضروری و کلیدی برای مدیریت مؤثر بیماری پوسیدگی ذغالی، تمرکز بر تقویت مقاومت ژنتیکی میزبان است. این استراتژی نه تنها امکان کاهش خسارات اقتصادی را فراهم می‌آورد، بلکه پایداری تولید سویا را نیز تضمین می‌کند. این پژوهش با هدف جامع شناسایی ارقام مقاوم سویا، تحلیل دقیق سازوکارهای کلیدی مقاومت گیاه و ارزیابی فعالیت آنزیمی مرتبط با این مقاومت طراحی و اجرا شده است.
مواد وروش: ابتدا، نمونه‌برداری از گیاهان دارای علائم پوسیدگی ذغالی از مزارع مختلف سویا در استان مازندران انجام شد. سپس قارچ عامل بیماری جداسازی و خالص‌سازی گردید و از طریق روش‌های مولکولی و مورفولوژیکی شناسایی شد. در مرحله بعدی پژوهش برای پیدا کردن رقم مقاوم و حساسُ، شش رقم تجاری سویا تهیه و کشت شدند و پس از رسیدن به مرحله شش برگی، گیاهچه‌ها به قارچ آلوده شدند و پس از دو هفته میزان شدت بیماری‌زایی بررسی شد. در نتیجه، ارقام مقاوم و حساس شناسایی شده و برای مراحل بعدی انتخاب گردیدند. ارقام منتخب مقاوم و حساس دوباره کشت شده و در مرحله شش‌برگی با سوسپانسیون اسپور قارچ M. phaseolina تیمار و نمونه‌برداری در زمان‌های مختلف پس از آلودگی (0، 24، 48، 72، 96 و 144 ساعت) انجام گردید. عصاره‌های گیاهی استخراج و فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: بر اساس ویژگی‌های پرگنه‌های قارچی و مولکولی (ITS4/5)، جدایه عامل بیماری به‌عنوان قارچ M. phaseolina شناسایی شد. بر اساس نتایج غربالگری انجام شده میان شش رقم سویا، رقم JK کمترین میزان آلودگی و رقم Sahar بیشترین میزان آلودگی را نشان دادند؛ بنابراین، این ارقام به‌ترتیب به‌عنوان مقاوم‌ترین و حساس‌ترین ارقام شناخته شدند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که فعالیت آنزیم‌های CAT، POX و APX در تمامی منابع تغییرات معنی‌داری بوده است. بررسی فعالیت آنزیم کاتالاز نشان داد که در ارقام JK و Sahar، پس از آلودگی قارچی، میزان فعالیت این آنزیم به طور تدریجی در فواصل زمانی 24، 48 و 72 ساعت پس از بروز آلودگی افزایش یافت. با این حال، میزان فعالیت کاتالاز در زمان اوج در رقم مقاوم JK حدود 63/1 برابر بیشتر از رقم حساس Sahar در زمان مشابه بود. فعالیت آنزیم پراکسیداز نیز در واکنش به آلودگی ناشی از قارچ در هر دو رقم مورد بررسی یعنی JK و Sahar افزایش یافت. اوج فعالیت آنزیم پراکسیداز در رقم مقاوم JK در 96 ساعت پس از آلودگی مشاهده گردید که این میزان، 47/5 برابر فعالیت نسبت به زمان صفر بود. در مقابل، رقم حساسSahar بیشترین سطح فعالیت خود را در 144 ساعت پس از آلودگی نشان داد که این سطح، 85/2 برابر میزان اولیه در زمان صفر ثبت شده است. در خصوص آنزیم آسکوربات پراکسیداز در رقم مقاوم JK، فعالیت این آنزیم پس از آلودگی به قارچ تا 72 ساعت به طور مستمر افزایش یافت و سپس روندی کاهشی را طی کرد. بالاترین سطح فعالیت آنزیم در رقمJK مربوط به 72 ساعت بود که تقریباً 38/2 برابر میزان شاهد اندازه‌گیری شد اما در رقم حساس Sahar، فعالیت این آنزیم به صورت تدریجی پس از آلودگی افزایش یافت و حداکثر سطح خود را در 144 ساعت پس از آلودگی نشان داد که معادل 47/1 برابر میزان اولیه در زمان صفر ثبت گردید.
نتیجه‌گیری: نتایج حاکی از تفاوت‌های عملکرد آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی میان ارقام مقاوم و حساس بود که بیانگر واکنش‌های متفاوت گیاه در برابر تنش ناشی از قارچ عامل بیماری می‌باشد. بر اساس تحلیل‌های انجام‌شده و یافته‌های به‌دست‌آمده، رقم JK با فعالیت بالاتر آنزیم‌هایی نظیر کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز، در شرایط بیماری پوسیدگی ذغالی عملکرد بهتری نسبت به سایر ژنوتیپ‌های سویا نشان داد، که نشانه‌ای از تحمل بیشتر این رقم در برابر بیماری مذکور می‌باشد. با توجه به اینکه تاکنون هیچ رقم کاملاً مقاومی نسبت به این بیماری شناسایی نشده است، می‌توان با ارزیابی سطح فعالیت سیستم آنزیمی و سازوکارهای دفاعی در برابر این بیماری، ژنوتیپ‌هایی را که در این زمینه برتری دارند شناسایی کرده و به‌عنوان ارقام متحمل برای کشت در مناطق آلوده توصیه نمود.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1403/11/6 | پذیرش: 1404/1/23
دریافت: 1403/11/6 | پذیرش: 1404/1/23
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |