بررسي امكان همزيستي و ارزيابي تاثير قارچ اندومايكوريز Piriformospora indica در گياه برنج

POSSIBLE SYMBIOSIS AND EVALUATION OF ENDOMYCORRHIZAL FUNGUS Piriformospora indica EFFECTS IN RICE PLANT

قارچ‌هاي ميكوريز از مهم‌ترين ميكروارگانيسم هاي خاك محسوب مي شوند كه با ايجاد تغييرات ژنتيكي، فيزيولوژيكي و اكولوژيكي در گياهان ميزبان خود، عملكرد آنها را در واحد سطح افزايش مي‌دهند. قارچ اندوميكوريز Piriformospora indica Sav. Verma, Aj. Varma, Rexer, G. Kost & P. Franken 1998 متعلق به گروه قارچ هاي ميكوريز در راسته Sebacinales، رده Hymenomycetes و شاخه بازيديوميكوتا مي باشد و روي ريشه تعدادي از گياهان تك لپه‌اي تيره Poaceae و گياهان دو لپه اي تيره Brassicaceae و Chenopodiaceae گزارش شده است. بررسي هاي متعدد نشان داده است كه اين قارچ موجب افزايش طول ريشه و اندام هوايي گياه از طريق تحريك گياه در توليد هورمون هاي رشدي، افزايش جذب برخي از عناصر غذايي مانند فسفر و تحمل بيشتر گياه به تنش هاي خشكي و شوري مي‌شود. اين قارچ هم‌چنين موجب القا مقاومت سيستميك عليه عوامل بيمارگر ريشه، ساقه و برگ در برخي گياهان شده كه منجر به افزايش عملكرد مي شود. در اين بررسي جدايه قارچ P. indica (اهدايي پروفسور كوژل، رييس موسسه بيماري‌شناسي و جانورشناسي كاربردي دانشگاه گيزن آلمان) در محيط كشت جامد اختصاصي (CM) Complex medium به‌مدت يك ماه در دماي Co 27 نگه داشته شد. بذور برنج رقم طارم محلي پس از ضدعفوني سطحي با محلول هيپو كلريد سديم 1 درصد روي كاغذ صافي مرطوب در تشتك‌هاي پتري سترون به‌مدت 72 ساعت جوانه دار شدند. ريشه گياهچه‌هاي 4 روزه در سوسپانسيون ml–1 6 10 كلاميدوسپور قارچ غوطه‌ور و به‌مدت 12 ساعت در دماي محيط با دور rpm 40 تكان داده شد. گياهچه ها در ظروف حاوي محيط آبي يوشيدا جهت رشد تا زمان نشا قرار گرفتند. گياهچه‌هاي تيمار شده با قارچ اندوفيت و گياهچه‌هاي تيمار نشده (شاهد) در قالب طرح كاملاً تصادفي در 3 تكرار در گلدان مورد ارزيابي قرار گرفتند. براي رديابي قارچ از رنگ‌آميزي ريشه گياهان تيمار شده براساس روش ويرهيليگ و همكاران با اندك تغيير استفاده شد. رديابي مولكولي قارچ با استفاده ازآغازگر اختصاصي (accession no. AJ249911) Tef انجام شد. نتايج نمايانگر حضور كلاميدوسپورهاي گرد تا گلابي شكل در بافت كورتكس ريشه و نوالي معادل با بخشي از ژن Tef قارچ P. indica با آغازگر مورد استفاده در ريشه هاي تلقيحي بود. در گياهان تيمار شده با P. indica، پنجه‌زني گياه تا 50 درصد افزايش يافت. هم‌چنين تعداد خوشه‌هاي بارور و طول ريشه در مقايسه با شاهد افزايش قابل ملاحظه‌اي را نشان داد. مطالعه امكان القاي مقاومت در برابر عوامل بيماري‌زا توسط قارچ ميكوريز در گياه برنج در دست بررسي است. اين اولين مطالعه از امكان همزيستي قارچ P. indica با رقم ايراني برنج مي‌باشد.

The mycorrhizal fungi are the most important micro-organism among the soil micro flora which via genetical, physiological and ecological changes lead to more yield in symbiotic plants. The Piriformospora indica Sav. Verma, Aj. Varma, Rexer, G. Kost & P. Franken 1998, is one of well known endomycorrhizal fungus with different beneficial effects on diverse monocots (Poaceae) and dicots (Brassicaceae and Chenopodiaceae) plants. P. indica belongs to Sebacinales, Hymenomycete and Basidiomycota phylum. It has been reported that P. indica is capable to symbioses with different plants. Several studies showed that P. indica increases root and stem length in plants via induction of growth promotion hormones, more absorption of nutrients such as phosphorus and increase tolerance to salinity and drought stresses. As well P. indica causes induction of systemic acquired resistance against different diseases on roots and shoots. In this study P. indica (kind gift from Prof. Kogel, Head of Institute of Phytopathology and Applied Zoology, University of Giessen, Germany) culture was grown on complex medium (CM) at 27 oC for one month. Disinfected rice (Local Cv.Tarom) seeds with 1% active chlorine were germinated on water soaked filter paper in Petri plates. Four days old seedling immersed in 106 ml–1 of P. indica chlamydospores suspension for 12 hours and shacked with 40 rpm. Infected and mock seedlings transferred in plates containing aqueous uchida medium for planting in soil. To detect of P. indica roots samples were stained with ink following by Vierheilig et al. method with minor changes. Molecular detection of P. indica in plants carried out using Tef specific primer pairs (accession no. AJ249911). Result of this study showed that treated plants with P. indica, contain round to pear shaped chlamydospore formed in infected roots. The rate of tillering increased up to 50% in P. indica infected plants. As well as, the number of fertilized spikes and root length increased noticeably in P. indica treated rice plants. Studying of induced diseases resistance in p. indica treated rice plants is under progress. This is the first report of symbiosis in Iranian local rice cultivar and P. indica.