اثر همزيستي قارچ Piriformospora indica بر واكنش گياه برنج (Oryza sativa) به بيماري پوسيدگي طوقه

Symbiotic effect of endophytic fungus Piriformospora indica with rice (Oryza sativa) on resistance against Bakanae disease

قارچ درون‌هم‌زيست Piriformospora indica ريزجانداراي است كه در بسياري از موارد سبب القاي مقاومت سيستميك عليه بيمارگرها در گياهان ميزبان مي‌شود. از طرف ديگر، قارچ Fusarium proliferatum كه عامل بيماري پوسيدگي طوقه در گياه زراعي برنج است، علاوه بر كاهش رشد و عملكرد، توليد زهرابه‌هايي مي‌كند كه براي انسان و دام سمي است. پژوهش حاضر با هدف تعيين برهمكنش بين قارچ درون هم زيست P. indica و قارچ F. proliferatum به منظور كنترل بيماري پوسيدگي طوقه با استفاده از روش هاي غير شيميايي انجام شد. بر اساس نتايج حاصل، نشانه هاي مورفولوژيك بيماري پوسيدگي طوقه از قبيل ارتفاع غير نرمال گياهان، زرد يا قهوه‌اي شدن و خشكيدگي برگ ها، وجود ريشك‌هاي نابجا در گره هاي اول و دوم و پوكي در گياهاني كه قبلاً با قارچ P. indica پيش تيمار شده بودند، مشاهده نشد. ميزان فعاليت برخي از آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان در پاسخ به بيماري پوسيدگي طوقه در گياهاني كه با قارچ P. indica پيش-تيمار شده بودند، در مقايسه با گياهان شاهد (تيمار نشده) نشان داد كه سطوح فعاليت آنزيم‌هاي پراكسيداز و آسكوربات ‌پراكسيداز در ريشه گياهان پيش تيمار شده با اين قارچ به طور معني داري افزايش يافت، اما تغيير در برگ‌ها معني دار نبود. فعاليت آنزيم كاتالاز نيز در برنج داراي هم‌زيست و آلوده به بيماري، افزايش معني داري در برگ ها و ريشه ها داشت. اين نتايج احتمالاً نشان دهنده نقش موثر قارچ P. indica در حفاظت از اين گياه زراعي مهم در برابر قارچ F. proliferatum با استفاده از روش هاي مختلف از جمله افزايش ميزان فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدانت است. بنابراين، بر اساس نتايج اين تحقيق پيشنهاد مي شود از قارچ P. indica به عنوان يكي از روش هاي كنترل غير شيميايي بيماري پوسيدگي طوقه در برنج استفاده شود.

Fusarium prolifratum is a causal agent of Bakanae disease (root rot and crown rot) in rice (Oryza sativa L.) which result in sever reduction of plant growth and yield. Morever, it produces mychotoxin that cause toxication in human and animals. Piriformospora indica is a endophytic fungus that can induced systemic resistance against different plant pathogens. In the current study, rice plants were pre-inoculated with P. indica followed by infected with Fusarium prolifratum in order to study the endophytic effects on plant resistance against Bakane disease as well as possibility of non-chemical control of the disease. A mild typical symptoms of the Bakane disease were developed in rice plants pre-inoculated with P. indica and chalenged with the Fusarum. Activity of some antioxidant enzymes such as Proxidase (POD), Ascorbat proxidase (POD) and catalase (CAT) were measured 4 days after inoculation with F. prolifratum in root and leaves. The concentration of the three enzymes were significantly higher in colonized plants with P. indica and challenged with F. prolifratum compare to non-colonized and control plants in root and leaves. These results suggest that P. indica might protect rice from necrotrophic pathogens through activating the plant antioxidant enzyme. Therefore, results of this research showed that the endophytic fungus P. indica can be used as one of the non-chemical methods for controlling Bakanae disease in rice.