بررسي تغييرات فيزيولوژيكي و بيوشيميايي خيار آلوده به Pythium aphanidermatum و اثر سيليكات كلسيم در كاهش صدمات ناشي از آن

Physiological and biochemical changes in cucumber infected by Pythium aphanidermatum and the effect of calcium silicate on damage reduction

گونه‌ي Pythium aphanidermatum، از اُاُميست‌هاي خاك‌بُرد و همه جازي است كه روي گونه‌هاي مختلف خانواده‌ي كدوييان سبب پوسيدگي ريشه مي‌شود. در اين مطالعه، اثر اين بيمارگر روي تغييرات فيزيولوژيك گياه خيار و كاهش اثرات بيماري حاصل از آن با استفاده از كاربرد سيليكات كلسيم با غلظت‌هاي 50، 100 و 150 ميلي‌گرم در ليتر بررسي شد. جنبه‌هاي گوناگوني از فيزيولوژي و بيوشيمي گياه مانند فتوسنتز، ساخت پروتيين و پاسخ آنتي‌اكسيداني بررسي گرديد. گياهان در گلخانه در دو مرحله‌ي 36 روزگي (مرحله‌ي رويشي) و 71 روزگي (مرحله‌ي زايشي) جمع‌آوري شدند. ميزان كلروفيل، كارتنوييد، پرولين، كربوهيدرات، پروتيين، پراكسيداسيون چربي‌ها، آنتوسيانين و فعاليت كاتالاز اندازه گيري و داده ها واكاوي شدند. نتايج حاصل از اين بررسي، كاهش مقادير كلروفيل و كارتنوييد و افزايش ميزان پرولين، كربوهيدرات، پروتيين، پراكسيداسيون چربي ها، آنتوسيانين و فعاليت كاتالاز را بر اثر مايه‌زني بيمارگر در مقايسه با شاهد نشان دادند. افزودن سيليكات كلسيم 100 و 150 ميلي گرم در ليتر به خاك گياهان سالم موجب افزايش شاخص‌هاي فيزيولوژيكي مانند مقادير پرولين، كربوهيدرات، پروتيين و آنتوسيانين نسبت به نمونه‌هاي شاهد شد. هم‌چنين، افزايش ميزان كلروفيل و كارتنوييد و كاهش ساير عوامل اندازه‌گيري شده بر اثر تيمار گياهان آلوده با 100 و 150 ميلي‌گرم در ليتر سيليكات كلسيم در مقايسه با شاهد بيمار مشاهده شد. مقادير كلروفيل، كارتنوييد، كربوهيدرات و پرولين در مرحله زايشي بيشتر از مرحله رويشي بود. بر اساس نتايج حاصل از اين پژوهش، استفاده از نمك سيليكات كلسيم 150 ميلي‌گرم در ليتر موجب كاهش صدمات فيزيولوژيكي مانند كاهش رشد گياه و پوسيدگي ريشه ناشي از آلودگي خيار به P. aphanidermatum و هم‌چنين، بهبود رشد گياهان سالم شد.

Pythium aphanidermatum is a cosmopolitan and soil-borne Oomycete which is a root rot pathogen for various species of Cucurbitaceae. The impacts of the pathogen on physiological changes in cucumber plants and the effect of different concentrations of calcium silicate on disease damage reduction were investigated. Three concentrations of calcium silicate, 50, 100 and 150 mg L-1, were applied in this study. Different plant physiological and biochemical mechanisms such as photosynthesis, protein synthesis and antioxidant response were studied. Seedlings were planted in greenhouse and collected after 36 (growing stage) and 71 (flowering stage) days. Chlorophyll, carotenoid, proline, carbohydrates, proteins, anthocyanin contents, lipid proxidation, and catalase activity in the plants were measured. This study showed a decrease in chlorophyll and cartenoid levels and an increase in the levels of the other factors after inoculation. All the measured factors such as proline, carbohydrates, proteins and anthocyanin were increased in healthy plants after adding 100 and 150 mg L-1 calcium silicate compared to the controls. In infected plants which were treated with 100 and 150 mg L-1 calcium silicate, an increase in chlorophyll and carotenoid levels and a decrease in all other monitored factors were observed. The level of chlorophyll, carotenoid, carbohydrate, and prolin in the reproduction stage were significantly more than the vegetative stage. Based on these findings, application of 150 mg L-1 calcium silicate would reduce the physiological disorders such as plant growth reduction and root rot due to P. aphanidermatum infection of cucumber plants and also better physiology in healthy plants.