كليدواژه :
باي‌پلات , GGE , برنج , شدت بيماري , بيماري‌زايي , قارچ‌هاي آنتاگونيست
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: علف‌كش‌ها از نهاده‌هاي ضروري در كشاورزي هستند كه با وجود مزيت‌هاي فراوان در كنترل علف‌هاي هرز، مي‌توانند خسارت‌هايي همچون ايجاد مقاومت در علف‌هاي هرز، عوارض زيست محيطي و نيز تهديد سلامتي بشر را در پي داشته باشند. لذا براي كاهش مصرف يا كاهش غلظت آنها، روش‌هاي جايگزين همچون كنترل علف‌هاي هرز با بهره‌گيري از ميكروارگانيسم‌هاي زيستي پيشنهاد شده است كه براي رسيدن به اين هدف، نياز به داشتن درك كاملي از روابط پاتوژن- ميزبان است. دستيابي به چنين دركي به‌ويژه براي مجموعه دادههاي بزرگ با برهمكنش پيچيده ژنوتيپ در تركيب پاتوژن- ميزبان، مي‌تواند دشوار و چالش‌برانگيز باشد. براي ارزيابي بيماري‌زايي قارچها در گونههاي گياهي، علاوه بر ارزيابي‌هاي كمّي و توصيفي مرسوم، از باي‌پلات ژنوتيپ ميزبان-جدايه‌هاي پاتوژن در يك نمودار پراكنش واحد نيز مي‌توان بهره برد. اين تحقيق، براي ارزيابي ميزان اثر بيماري‌زايي دو قارچ بر پنچ رقم برنج و چهار گونه علف هرز انجام شد.
مواد و روش‌ها: در اين تحقيق، اثر بيماري‌زايي قارچ‌هاي Curvularia lunata و Alternaria pellucida بر پنچ رقم برنج (بينام، علي‌كاظمي، هاشمي، خزر و سپيدرود) و دو گونه سوروف (Echinochloa oryzicola و E. crus-galli)، تيركمان‌آبي (Sagitaria trifolia) و قاشق‌واش (Alisma plantago–aquatica) به‌صورت دو آزمايش جداگانه در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار در شرايط گلداني در گلخانه دانشگاه آزاد اسلامي واحد رشت، در سال 1397 بررسي شد. تجزيه مؤلفه‌هاي اصلي بر روي دادههاي دو طرفه ژنوتيپ ميزبان-پاتوژن انجام شد. نمودار باي‌پلات حاصل از دو محور مؤلفه اصلي اول (PC1 و PC2) با استفاده از بسته GGEBiplotGUI در نرم‌افزار R كشيده شد.
يافته‌ها: تجزيه واريانس براي گونههاي علفهرز و ارقام برنج جداگانه انجام شد و نشان داده شد كه بين ارقام برنج در شرايط مايه‌زني با C. lunata از نظر كاهش ارتفاع بوته و وزن تر و خشك بوته و در شرايط مايه‌زني با A. pellucida از نظر كاهش ارتفاع بوته و وزن خشك بوته اختلاف معني‌دار وجود داشت. همچنين در بين گونههاي علفهرز در شرايط تيمار با C. lunata از نظر شدت بيماري، كاهش ارتفاع بوته و وزن تر بوته و تحت تيمار با A. pellucida از نظر هر چهار صفت اختلاف معني‌دار وجود داشت. مقايسه ميانگين‌ها نشان داد كه ارقام هاشمي و علي‌كاظمي بيشترين شدت بيماري، كاهش ارتفاع بوته و وزن تر و خشك بوته را در تيمار با قارچ C. lunata داشتند. تجزيه باي‌پلات، روابط بين قارچها (به‌عنوان پاتوژن) و گونههاي علفهرز و ارقام برنج (به‌عنوان ژنوتيپ ميزبان) را در يك نماي پاتوژن- ميزبان از نظر صفات نشان داد. نماي تستر متوسط (ميانگين نمرات PC1 و PC2 براي تمام ژنوتيپ‌ها) باي‌پلات نشان داد از نظر شدت بيماري، علف‌هاي هرز A. plantago–aquatica و E. crus-galli حساس‌ترين و سپيدرود متحمل‌ترين ژنوتيپ‌ها در برابر دو قارچ بودند. بر پايه شدت بيماري براي ژنوتيپ‌هاي علي‌كاظمي و بينام مي‌توان قارچ C. lunata را عليه گونه E. crus-galli و A. plantago–aquatica به‌كار برد. همچنين بر پايه همين صفت، براي رقم هاشمي مي‌توان قارچ A. pellucida را در برابر S. trifolia استفاده كرد. بر پايه وزن خشك، قارچ C. lunata مي‌تواند براي مبارزه بيولوژيك با S. trifolia در تمام ژنوتيپ‌ها به‌كار برده شود.
نتيجه‌گيري: در مجموع، از نظر شدت بيماري و ميزان كاهش صفات ارتفاع بوته، وزن خشك و تر بوته، C. lunata نسبت به قارچ ديگر عملكرد بهتري در مقابله با علفه‌هاي هرز داشت و آنتاگونيست بهتري به‌ويژه عليه علفهرز A. plantago–aquatica بود و بنابراين مي‌تواند همچون يك علف‌كش قارچي براي كنترل علف‌هاي هرز در مزارع برنج در آينده به‌كار گرفته شود.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Herbicides are essential inputs in agriculture that despite their many benefits in controlling weeds, can cause damages such as creation resistance to weeds, environmental effects and threats to human health. Therefore, to reduce consumption or reduce their concentration, alternative methods such as weed control using biological microorganisms have been proposed, which to achieve this goal, it is necessary to have a complete understanding of pathogen-host relationships. Achieving such understanding can be difficult and challenging, particularly for large data sets with complex host genotype-by-pathogen strain interactions. To evaluate the pathogenicity of fungi in plant species, in addition to conventional quantitative and descriptive evaluations, the host genotype-pathogen isolates biplot can be used in a single scatter plot. This study was conducted to evaluate the virulence of two funguses on five rice cultivars and four weeds.
Materials and Methods: In this research, pathogenicity of Curvularia lunata and Alternaria pellucida were studied in two separate experiments on five rice cultivars (Hashemi, Alikazemi, Sepidroud, Khazar, Binam), Eichinochloa oryzicola, E. crus-galli, Sagitaria trifolia and Alisma plantago – aquatica in a completely randomized design with three replications in pot condition, in the greenhouse of Islamic Azad University, Rasht Branch, at 2018. Principal component analysis was performed on two-way data of host genotype -pathogen. The biplot was plotted with the first two principal axes (PC1 and PC2) using GGEBiplotGUI packages (Bernal & Villardon, 2016) in R software.
Results: Analysis of variance was performed separately for weed species and rice cultivars. There were significant differences between rice cultivars in terms of reduction of plant height and fresh and dry weight of the plant in inoculation with C. lunata and in terms of reduction in plant height and dry weight of the plant in inoculation with A. pellucida. In addition, there was a significant difference between weed species in terms of disease rating, decrease in plant height and fresh weight of the plant in inoculation with C. lunata and in all four traits in terms of inoculation with A. pellucida. Comparison of means showed that Hashemi and Ali Kazemi cultivars had the highest disease rating, reduction of plant height and fresh and dry weight of the plant in treatment with C. lunata. Biplot analysis showed the relationships between fungi (as pathogens) and weed species and rice cultivars (as host genotypes) in a pathogen-host view in terms of traits. Average-Tester-Coordination (ATC) view (average of PC1 and PC2 scores for all genotypes) of biplot were indicated that A. plantago – aquatica and E. crus-galli were as the most sensitive and Sepidroud as tolerant genotypes to two fungi according to their disease rating. Based on disease rating, C. lunata can be used for biocontrol of A. plantago–aquatica and E. crus-galli in Ali Kazemi and Binam genotypes. Based on this trait, A. pellucida can be used for biocontrol of S. trifolia in Hashemi. According to dry weight, C. lunata can be used for biocontrol of Sagitaria trifolia in all of the genotypes.
Conclusion: In conclusion, based on disease rating and reduction of plant height and dry and fresh weight of plants, C. lunata was a better antagonistic fungus in dealing with weeds compared to the other fungus especially for A. plantago–aquatica and this fungus could be a potential mycoherbicide for weeds control in paddy fields in the future
