1- سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی
چکیده: (103 مشاهده)
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، می‌تواند تأثیرات قابل توجهی بر کشاورزی و به‌ویژه بر تولید و کیفیت دانه‌های غلات بگذارد. 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 شده است که یکی از مؤثرترین آن‌ها بیوپرایمینگ بذر است. بیوپرایمینگ به فرایند پیش‌تیمار بذر با استفاده از میکروارگانیسم‌ها یا ترکیبات زیستی اشاره دارد که به منظور بهبود جوانه‌زنی و رشد اولیه گیاهان انجام می‌شود. این روش به دلیل 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، به عنوان 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 (Oryza sativa L.)، آزمایش‌هایی در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه‌ای طراحی و اجرا شد.
در مرحله اول، تیمارهای بیوپرایمینگ بر روی بذرهای پوشش‌دار و بدون پوشش در شرایط آزمایشگاهی اعمال شد. 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 شده 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 تیمار شده به‌طور معنی‌داری بالاتر از نمونه‌های کنترل بود و در شرایط گلخانه‌ای نیز تمامی تیمارها درصد جوانه‌زنی بیشتری نسبت به کنترل نشان دادند. تحلیل Heat Map، تجزیه و تحلیل واریانس و مقایسه میانگین‌ها نشان داد که استفاده از Trichoderma به‌طور معناداری (۶۸ درصد) تعداد پنجه‌ها، طول و تعداد ریشه‌ها را نسبت به تیمار شاهد افزایش داده است. به‌ویژه، تیمار M75 با تولید ۵۰ ریشه، در مقایسه با کنترل که ۲۳ ریشه داشت، بیشترین تأثیر را در افزایش تعداد ریشه‌ها نشان داد. همچنین، تیمار KhB2 با طول ریشه 5/35 سانتی‌متر، بیشترین طول ریشه و تیمار GL89 با تعداد 14/2 پنجه، بیشترین تعداد پنجه را تولید کردند. علاوه بر این، تیمار M75 با طول ساقه 5/82 سانتی‌متر، بیشترین رشد طولی را ثبت نمود.
این نتایج نشان می‌دهد 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 کشید. نتایج نمودار سه‌بعدی نشان داد که درصد سطح ریشه‌ها در تیمارهای ممتاز GL89 و KhB2 به‌طور معناداری بالاتر از تیمار کنترل است. سطح ریشه برای تیمار KhB2 سه برابر و برای تیمار GL89 یک و نیم برابر کنترل افزایش یافته است. این افزایش‌ها به‌وضوح نشان‌دهنده ارتقاء معنادار سطح مقطع ریشه‌ها در تیمارهای پروبیوتیک نسبت به تیمار کنترل است. این یافته‌ها با داده‌های مقایسه میانگین‌ها و نقشه‌های حرارتی هم‌خوانی دارد و تأثیر مثبت تیمارهای پروبیوتیک بر گسترش سطح ریشه را تأیید می‌کند.
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 داده‌اند. 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 داشته است. بنابراین، کاربرد فرمولاسیون‌های پروبیوتیک این سویه‌های منتخب می‌تواند به‌عنوان یک گزینه مؤثر برای معرفی به شالی‌کاران و استفاده در مزارع توصیه شود.
در این تحقیق، فرمولاسیون‌های پروبیوتیک تریکودرما برای بیوپرایمینگ بذر برنج مورد استفاده قرار گرفت. تریکودرما، به عنوان 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 (Oryza sativa L.)، آزمایش‌هایی در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه‌ای طراحی و اجرا شد.
در مرحله اول، تیمارهای بیوپرایمینگ بر روی بذرهای پوشش‌دار و بدون پوشش در شرایط آزمایشگاهی اعمال شد. 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 شده 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 تیمار شده به‌طور معنی‌داری بالاتر از نمونه‌های کنترل بود و در شرایط گلخانه‌ای نیز تمامی تیمارها درصد جوانه‌زنی بیشتری نسبت به کنترل نشان دادند. تحلیل Heat Map، تجزیه و تحلیل واریانس و مقایسه میانگین‌ها نشان داد که استفاده از Trichoderma به‌طور معناداری (۶۸ درصد) تعداد پنجه‌ها، طول و تعداد ریشه‌ها را نسبت به تیمار شاهد افزایش داده است. به‌ویژه، تیمار M75 با تولید ۵۰ ریشه، در مقایسه با کنترل که ۲۳ ریشه داشت، بیشترین تأثیر را در افزایش تعداد ریشه‌ها نشان داد. همچنین، تیمار KhB2 با طول ریشه 5/35 سانتی‌متر، بیشترین طول ریشه و تیمار GL89 با تعداد 14/2 پنجه، بیشترین تعداد پنجه را تولید کردند. علاوه بر این، تیمار M75 با طول ساقه 5/82 سانتی‌متر، بیشترین رشد طولی را ثبت نمود.
این نتایج نشان می‌دهد 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 کشید. نتایج نمودار سه‌بعدی نشان داد که درصد سطح ریشه‌ها در تیمارهای ممتاز GL89 و KhB2 به‌طور معناداری بالاتر از تیمار کنترل است. سطح ریشه برای تیمار KhB2 سه برابر و برای تیمار GL89 یک و نیم برابر کنترل افزایش یافته است. این افزایش‌ها به‌وضوح نشان‌دهنده ارتقاء معنادار سطح مقطع ریشه‌ها در تیمارهای پروبیوتیک نسبت به تیمار کنترل است. این یافته‌ها با داده‌های مقایسه میانگین‌ها و نقشه‌های حرارتی هم‌خوانی دارد و تأثیر مثبت تیمارهای پروبیوتیک بر گسترش سطح ریشه را تأیید می‌کند.
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 داده‌اند. 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 داشته است. 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. |
