مدیریت خاک و تولید پایدار (Nov 2019)
بررسی تأثیر گلومالین در تثبیت ریشه ای سرب در گیاه شبدر همزیست با قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز
Abstract
سابقه و هدف: تثبیت فلزهای سمی در ریشه گیاهان مایکوریزی از جمله ساز وکارهای حفاظتی قارچ مایکوریزا همزیست در پاسخ به تنش فلزی است. نقش گلومالین به عنوان گلیکوپروتئین اختصاصی دیواره هیف و اسپور قارچهای آربوسکولار مایکوریزا (Arbuscular Mycorrhizal Fungi) در ناپویایی فلزهای سمی و کاهش پیامدهای تنش بر گیاه میزبان میتواند قابل ملاحظه باشد. با این پیشفرض هدف این مطالعه بررسی نقش گلومالین تولیدی توسط قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز همزیست با گیاه شبدر در تثبیت ریشهای سرب بود. مواد و روشها: آزمایشی گلدانی در آرایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی شاکل دو فاکتور قارچ (با و بدون قارچ Rhizophagus irregularis) و سطوح سرب (0، 150، 300 و 450 میکرومولار Pb+2) در پنج تکرار طراحی گردید. جهت استخراج گلومالین، نمونههای ریشه با بافر سیترات سدیم 50 میلیمولار (8=pH) به مدت یک ساعت در دمای C˚ 121 و طی سه چرخه پی در پی اتوکلاو شدند. غلظت گلومالین در عصاره استخراجی با استفاده از روش الایزا توسط آنتیبادی مونوکلونال 11B32 تعیین گردید. بعد از رسوب گلومالین، مقدار سرب کمپلکس شده پس از هضم با اسید نیتریک غلیظ اندازهگیری شد. وزن خشک اندامهوایی و ریشه، درصد کلنیزاسیون ریشه، مقدار فسفر و سرب اندامهوایی و ریشه و کارآیی جذب، استخراج و انتقال سرب مورد ارزیابی قرار گرفت.یافتهها: با افزایش سطح سرب، وزن خشک اندامهوایی و ریشه گیاهان مایکوریزی و غیرمایکوریزی کاهش یافت. وزن خشک اندامهوایی و ریشه در سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب، به ترتیب کاهش 2/11، 9/12، 3/18 و 5/7، 1/18 و 7/36 درصدی نسبت به سطح صفر سرب داشتند. وزن خشک اندامهوایی و ریشه در گیاهان مایکوریزی به ترتیب 9/24 و 2/34 درصد بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. اثر قارچ بر جذب فسفر اندامهوایی و ریشه معنیدار گردید، جذب فسفر اندامهوایی و ریشه در گیاهان مایکوریزی به ترتیب 2/32 و 8/45 درصد بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. سرب جذب شده در اندامهوایی و ریشه در سطوح مختلف سرب و در گیاهان مایکوریزی به طور معنیداری بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. بیشترین مقدار جذب سرب در اندامهوایی و ریشه، در تیمار مایکوریزی سطح 450 میکرومولار سرب بود که افزایش 5/46 و 7/80 درصدی نسبت به تیمار غیرمایکوریزی در این سطح داشتند. در سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب، کارآیی جذب گیاهی سرب در گیاهان مایکوریزی افزایش 00/8، 5/14 و 2/49 درصدی نسبت به گیاهان غیرمایکوریزی داشت. اثر سطوح مختلف سرب بر کارایی استخراج و انتقال گیاهی سرب معنیدار شد. با افزایش سطح سرب کارآیی استخراج گیاهی افزایش یافت، بهطوری که سطح 450 میکرومولار نسبت به سطح 150 و 300 میکرومولار افزایش 3/69 و 8/27 درصدی داشت. با افزایش غلظت سرب، از کارایی انتقال گیاهی سرب از ریشه به اندامهوایی کاسته شد. درصد کلنیزاسیون ریشه با افزایش غلظت سرب تا سطح 300 میکرومولار سرب افزایش و سپس در سطح 450 میکرومولار کمی کاهش یافت، اما از نظر آماری تفاوت معنیدار بین سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب وجود نداشت. با افزایش غلظت سرب، تولید گلومالین ریشه و مقدار سرب تثبیت شده توسط آن نیز به طور معنیداری افزایش یافت. نتیجهگیری: کلنیزاسیون ریشه گیاه شبدر با قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز منجر به بهبود رشد و تغذیه فسفری گیاهان مایکوریزی نسبت به گیاهان غیرمایکوریزی در شرایط تنش سرب شد. جذب سرب در ریشه گیاه شبدر بیشتر از اندامهوایی بود، بنابراین، گیاه شبدر در تثبیت ریشهای سرب نقش مؤثرتری داشت. همچنین مقدار سرب ریشه در گیاهان مایکوریزی بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود که میتواند به دلیل تثبیت سرب در ساختارهای قارچی ریشه باشد. افزایش تولید گلومالین در ریشههای مایکوریزی به عنوان ترکیب اصلی و مؤثر دیواره اسپور و هیف قارچ نقش مهم و کلیدی در تثبیت ریشهای سرب در گیاهان مایکوریزی ایفا میکند.
Keywords
