مژگان کوثری*1 
، لیلا جباری1، مهدی نیک راد1
، لیلا جباری1، مهدی نیک راد1
1- بخش بیوتکنولوژی میکروبی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
چکیده: (504 مشاهده)
چکیده مبسوط:
مقدمه و هدف: کم‌آبی و تنش خشکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده تولید گیاهان زراعی در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان به‌شمار می‌آیند. تغییرات اقلیمی، از جمله کاهش منابع آب و افزایش دما، می‌توانند تأثیرات قابل توجهی بر کشاورزی و به‌ویژه بر تولید و کیفیت دانه‌های غلات بگذارند. در ایران، به‌ویژه با توجه به شرایط اقلیمی خاص و نیاز بالای آب گیاه برنج، موضوع تنش خشکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است .برای مقابله با تنش خشکی و افزایش مقاومت برنج، روش‌های مختلفی پیشنهاد شدهاند که یکی از مؤثرترین آن‌ها بیوپرایمینگ بذر است. بیوپرایمینگ به فرایند پیش‌تیمار بذر با استفاده از میکروارگانیسم‌ها یا ترکیبات زیستی اشاره دارد که بهمنظور بهبود جوانه‌زنی و رشد اولیه گیاهان انجام می‌شود. این روش بهدلیل تأثیرات مثبت آن بر افزایش تولید محصول، بهبود حاصل‌خیزی پایدار خاک و افزایش مقاومت گیاه به شرایط نامساعد، اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق، فرمولاسیون‌های پروبیوتیک تریکودرما برای بیوپرایمینگ بذر برنج مورد استفاده قرار گرفت. تریکودرما، به‌عنوان یک میکروارگانیسم با خواص محرک رشد و زیست‌مهارگری، می‌تواند به بهبود معماری ریشه و توسعه سیستم ریشه کمک کند. هدف این مطالعه، افزایش توانمندی گیاه برنج در دسترسی به آب و بهبود مقاومت به تنش‌های محیطی مانند خشکی و کم‌آبی است. بیوپرایمینگ بذر به‌ویژه از طریق افزایش قدرت جوانه‌زنی، تقویت رشد ریشه، و بهبود توانایی گیاه در جذب آب و مواد غذایی، به کاهش اثرات منفی تنش خشکی کمک می‌کند. در نتیجه، استفاده از فرمولاسیون‌های پروبیوتیک تریکودرما می‌تواند به بهبود عملکرد برنج در شرایط تنش و افزایش بهره‌وری تولید کمک کند.
مواد و روش‌ها: برای بررسی تأثیر بیوپرایمینگ بذر با استفاده از قارچ‌های Trichoderma بر بهبود سیستم ریشه و صفات مورفولوژیکی رقم هاشمی برنج (L.Oryza sativa )، آزمایش‌هایی در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه‌ای طراحی و اجرا شدند. در مرحله اول، تیمارهای بیوپرایمینگ بر روی بذرهای پوشش‌دار و بدون پوشش در شرایط آزمایشگاهی اعمال شدند. تأثیر این تیمارها بر بذرهای بدون پوشش از طریق کشت متقابل تأیید گردید. سپس، آزمایش بیوپرایمینگ با ۶۰ جدایه قارچ Trichoderma به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با ۱۵ تکرار، بر روی بذرهای پوشش‌دار انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل بیوپرایمینگ بذر برنج با ۱۰ تیمار منتخب از جدایه‌های Trichoderma در دو سطح کاربرد و عدم کاربرد قارچ بودند. بهترین تیمارهای حاصل از مرحله آزمایشگاهی، به‌طور جداگانه و در ترکیب با یکدیگر از نظر توانایی تحریک رشد ریشه و تأثیر بر صفات مورفولوژیکی در شرایط گلخانه‌ای بررسی شدند. شرایط کشت در گلخانه به‌گونه‌ای طراحی شد که شبیه‌سازی دقیقی از شرایط مزرعه‌ای را فراهم آورد. بذور تیمار شده در آزمایشگاه جوانه زدند و گیاهان به سینی‌های نشا در گلخانه منتقل شدند. سپس گیاهان به گلدان‌ها منتقل شدند و در فواصل زمانی یک‌ماهه، داده‌برداری از صفات مورفولوژیکی و افزودن مایه تلقیح به گلدان‌ها انجام شد. پس از ورود گیاهان به فاز زایشی، داده‌برداری از سطح ریشه، طول و تعداد ریشه‌ها صورت گرفت.
یافته‌ها: تحلیل جوانه‌زنی بذر برنج در مراحل اولیه رشد نشان داد که تیمارهای M4، (M9+M74+GL89)، و (M9+G131+M4+GL89) موجب ۱۰۰ درصد جوانه‌زنی بذرها شدند. تحلیل آماری داده‌ها نشان داد که درصد جوانه‌زنی در نمونه‌های تیمارشده به‌طور معنی‌داری بالاتر از نمونه‌های شاهد بود و در شرایط گلخانه‌ای نیز تمامی تیمارها درصد جوانه‌زنی بیشتری را نسبت به شاهد نشان دادند. تحلیل Heat Map، تجزیه و تحلیل واریانس و مقایسه میانگین‌ها نشان دادند که استفاده از Trichoderma به‌طور معنی‌داری (۶۸ درصد) تعداد پنجه‌ها، طول و تعداد ریشه‌ها را نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. به‌ویژه، تیمار M75 با تولید ۵۰ ریشه، در مقایسه با شاهد که ۲۳ ریشه داشت، بیشترین تأثیر را در افزایش تعداد ریشه‌ها نشان داد. همچنین، تیمار KhB2 با طول ریشه 35/5 سانتی‌متر، بیشترین طول ریشه و تیمار GL89 با تعداد 2/14 پنجه، بیشترین تعداد پنجه را تولید کردند. علاوه بر این، تیمار M75 با طول ساقه 82/5 سانتی‌متر، بیشترین رشد طولی را ثبت نمود. این نتایج نشان می‌دهند که بیوپرایمینگ بذر برنج با Trichoderma به‌طور مؤثری می‌تواند ویژگی‌های گیاهچه‌ای، سیستم ریشه‌ای و مراحل فنولوژیکی رشد گیاه را بهبود بخشد. تحلیل‌های سه‌بعدی ریشه با استفاده از نرم‌افزار Image J و نقشه‌های حرارتی (Heat Map) برتری تیمارهای KhB2 و GL89 را در تمامی ارزیابی‌های مورفولوژیکی تأیید کرد. این تحلیل‌ها به‌طور جامع مورفولوژی سطح ریشه تیمارهای ممتاز را با استفاده از نمودارهای سه‌بعدی و مقیاس Z به تصویر کشیدند. نتایج نمودار سه‌بعدی نشان دادند که درصد سطح ریشه‌ها در تیمارهای ممتاز GL89 و KhB2 به‌طور معنی‌داری بالاتر از تیمار شاهد بود. سطح ریشه برای تیمار KhB2 سه برابر و برای تیمار GL89 یک و نیم برابر شاهد افزایش یافت. این افزایش‌ها به‌وضوح نشان‌دهنده ارتقاء معنیدار سطح مقطع ریشه‌ها در تیمارهای پروبیوتیک نسبت به تیمار شاهد است. این یافته‌ها با داده‌های مقایسه میانگین‌ها و نقشه‌های حرارتی هم‌خوانی دارند و تأثیر مثبت تیمارهای پروبیوتیک بر گسترش سطح ریشه را تأیید می‌کنند.
علاوه بر این، بررسی خواص زیست‌مهارگری ۱۰ جدایه منتخب Trichoderma نشان داد که این جدایه‌ها به‌طور معنی‌داری درصد رشد طولی و جوانه‌زنی اسپورهای ۱۵ قارچ پاتوژن را نسبت به شاهد کاهش دادند. در میان این جدایه‌ها، KhB2 و GL89 با کاهش‌های 100% و %93 نسبت به شاهد، به‌عنوان بهترین عملکردها شناسایی شدند.
نتیجه گیری: آنالیز نهایی یافته‌ها نشان داد که استفاده از سویه‌های ممتاز قارچ تریکودرما، KhB2 وGL89، که دارای خواص زیست‌مهارگری و تحریک رشد بسیار خوب هستند، بیشترین تأثیر را بر افزایش طول و تعداد ریشه‌ها در گیاه برنج داشت. بنابراین، کاربرد فرمولاسیون‌های پروبیوتیک این سویه‌های منتخب می‌تواند به‌عنوان یک گزینه مؤثر برای معرفی به شالی‌کاران و استفاده در مزارع توصیه شود.
مقدمه و هدف: کم‌آبی و تنش خشکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده تولید گیاهان زراعی در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان به‌شمار می‌آیند. تغییرات اقلیمی، از جمله کاهش منابع آب و افزایش دما، می‌توانند تأثیرات قابل توجهی بر کشاورزی و به‌ویژه بر تولید و کیفیت دانه‌های غلات بگذارند. در ایران، به‌ویژه با توجه به شرایط اقلیمی خاص و نیاز بالای آب گیاه برنج، موضوع تنش خشکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است .برای مقابله با تنش خشکی و افزایش مقاومت برنج، روش‌های مختلفی پیشنهاد شدهاند که یکی از مؤثرترین آن‌ها بیوپرایمینگ بذر است. بیوپرایمینگ به فرایند پیش‌تیمار بذر با استفاده از میکروارگانیسم‌ها یا ترکیبات زیستی اشاره دارد که بهمنظور بهبود جوانه‌زنی و رشد اولیه گیاهان انجام می‌شود. این روش بهدلیل تأثیرات مثبت آن بر افزایش تولید محصول، بهبود حاصل‌خیزی پایدار خاک و افزایش مقاومت گیاه به شرایط نامساعد، اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق، فرمولاسیون‌های پروبیوتیک تریکودرما برای بیوپرایمینگ بذر برنج مورد استفاده قرار گرفت. تریکودرما، به‌عنوان یک میکروارگانیسم با خواص محرک رشد و زیست‌مهارگری، می‌تواند به بهبود معماری ریشه و توسعه سیستم ریشه کمک کند. هدف این مطالعه، افزایش توانمندی گیاه برنج در دسترسی به آب و بهبود مقاومت به تنش‌های محیطی مانند خشکی و کم‌آبی است. بیوپرایمینگ بذر به‌ویژه از طریق افزایش قدرت جوانه‌زنی، تقویت رشد ریشه، و بهبود توانایی گیاه در جذب آب و مواد غذایی، به کاهش اثرات منفی تنش خشکی کمک می‌کند. در نتیجه، استفاده از فرمولاسیون‌های پروبیوتیک تریکودرما می‌تواند به بهبود عملکرد برنج در شرایط تنش و افزایش بهره‌وری تولید کمک کند.
مواد و روش‌ها: برای بررسی تأثیر بیوپرایمینگ بذر با استفاده از قارچ‌های Trichoderma بر بهبود سیستم ریشه و صفات مورفولوژیکی رقم هاشمی برنج (L.Oryza sativa )، آزمایش‌هایی در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه‌ای طراحی و اجرا شدند. در مرحله اول، تیمارهای بیوپرایمینگ بر روی بذرهای پوشش‌دار و بدون پوشش در شرایط آزمایشگاهی اعمال شدند. تأثیر این تیمارها بر بذرهای بدون پوشش از طریق کشت متقابل تأیید گردید. سپس، آزمایش بیوپرایمینگ با ۶۰ جدایه قارچ Trichoderma به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با ۱۵ تکرار، بر روی بذرهای پوشش‌دار انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل بیوپرایمینگ بذر برنج با ۱۰ تیمار منتخب از جدایه‌های Trichoderma در دو سطح کاربرد و عدم کاربرد قارچ بودند. بهترین تیمارهای حاصل از مرحله آزمایشگاهی، به‌طور جداگانه و در ترکیب با یکدیگر از نظر توانایی تحریک رشد ریشه و تأثیر بر صفات مورفولوژیکی در شرایط گلخانه‌ای بررسی شدند. شرایط کشت در گلخانه به‌گونه‌ای طراحی شد که شبیه‌سازی دقیقی از شرایط مزرعه‌ای را فراهم آورد. بذور تیمار شده در آزمایشگاه جوانه زدند و گیاهان به سینی‌های نشا در گلخانه منتقل شدند. سپس گیاهان به گلدان‌ها منتقل شدند و در فواصل زمانی یک‌ماهه، داده‌برداری از صفات مورفولوژیکی و افزودن مایه تلقیح به گلدان‌ها انجام شد. پس از ورود گیاهان به فاز زایشی، داده‌برداری از سطح ریشه، طول و تعداد ریشه‌ها صورت گرفت.
یافته‌ها: تحلیل جوانه‌زنی بذر برنج در مراحل اولیه رشد نشان داد که تیمارهای M4، (M9+M74+GL89)، و (M9+G131+M4+GL89) موجب ۱۰۰ درصد جوانه‌زنی بذرها شدند. تحلیل آماری داده‌ها نشان داد که درصد جوانه‌زنی در نمونه‌های تیمارشده به‌طور معنی‌داری بالاتر از نمونه‌های شاهد بود و در شرایط گلخانه‌ای نیز تمامی تیمارها درصد جوانه‌زنی بیشتری را نسبت به شاهد نشان دادند. تحلیل Heat Map، تجزیه و تحلیل واریانس و مقایسه میانگین‌ها نشان دادند که استفاده از Trichoderma به‌طور معنی‌داری (۶۸ درصد) تعداد پنجه‌ها، طول و تعداد ریشه‌ها را نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. به‌ویژه، تیمار M75 با تولید ۵۰ ریشه، در مقایسه با شاهد که ۲۳ ریشه داشت، بیشترین تأثیر را در افزایش تعداد ریشه‌ها نشان داد. همچنین، تیمار KhB2 با طول ریشه 35/5 سانتی‌متر، بیشترین طول ریشه و تیمار GL89 با تعداد 2/14 پنجه، بیشترین تعداد پنجه را تولید کردند. علاوه بر این، تیمار M75 با طول ساقه 82/5 سانتی‌متر، بیشترین رشد طولی را ثبت نمود. این نتایج نشان می‌دهند که بیوپرایمینگ بذر برنج با Trichoderma به‌طور مؤثری می‌تواند ویژگی‌های گیاهچه‌ای، سیستم ریشه‌ای و مراحل فنولوژیکی رشد گیاه را بهبود بخشد. تحلیل‌های سه‌بعدی ریشه با استفاده از نرم‌افزار Image J و نقشه‌های حرارتی (Heat Map) برتری تیمارهای KhB2 و GL89 را در تمامی ارزیابی‌های مورفولوژیکی تأیید کرد. این تحلیل‌ها به‌طور جامع مورفولوژی سطح ریشه تیمارهای ممتاز را با استفاده از نمودارهای سه‌بعدی و مقیاس Z به تصویر کشیدند. نتایج نمودار سه‌بعدی نشان دادند که درصد سطح ریشه‌ها در تیمارهای ممتاز GL89 و KhB2 به‌طور معنی‌داری بالاتر از تیمار شاهد بود. سطح ریشه برای تیمار KhB2 سه برابر و برای تیمار GL89 یک و نیم برابر شاهد افزایش یافت. این افزایش‌ها به‌وضوح نشان‌دهنده ارتقاء معنیدار سطح مقطع ریشه‌ها در تیمارهای پروبیوتیک نسبت به تیمار شاهد است. این یافته‌ها با داده‌های مقایسه میانگین‌ها و نقشه‌های حرارتی هم‌خوانی دارند و تأثیر مثبت تیمارهای پروبیوتیک بر گسترش سطح ریشه را تأیید می‌کنند.
علاوه بر این، بررسی خواص زیست‌مهارگری ۱۰ جدایه منتخب Trichoderma نشان داد که این جدایه‌ها به‌طور معنی‌داری درصد رشد طولی و جوانه‌زنی اسپورهای ۱۵ قارچ پاتوژن را نسبت به شاهد کاهش دادند. در میان این جدایه‌ها، KhB2 و GL89 با کاهش‌های 100% و %93 نسبت به شاهد، به‌عنوان بهترین عملکردها شناسایی شدند.
نتیجه گیری: آنالیز نهایی یافته‌ها نشان داد که استفاده از سویه‌های ممتاز قارچ تریکودرما، KhB2 وGL89، که دارای خواص زیست‌مهارگری و تحریک رشد بسیار خوب هستند، بیشترین تأثیر را بر افزایش طول و تعداد ریشه‌ها در گیاه برنج داشت. بنابراین، کاربرد فرمولاسیون‌های پروبیوتیک این سویه‌های منتخب می‌تواند به‌عنوان یک گزینه مؤثر برای معرفی به شالی‌کاران و استفاده در مزارع توصیه شود.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1403/5/29 | پذیرش: 1403/11/7
دریافت: 1403/5/29 | پذیرش: 1403/11/7
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
