اثر قارچ ترافل سیاه تابستانی (Tuber aestivum) بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی بلندمازو (Quercus castaneifolia) و پالونیا (Paulownia fortunei) تحت تنش ‌آبی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جنگلشناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 گروه آموزشی جنگلشناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 اداره بخش خاک مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران

4 دانشکده علوم و فناوری زیستی، گروه بیوتکنولوژی دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

5 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران

10.22069/jopp.2024.22779.3187

چکیده

سابقه و هدف: تغییرات آب‌و‌هوایی می‌تواند اثرات مستقیم و غیرمستقیم بر بوم‌سازگان‌های‌ طبیعی داشته باشد. درک این اثرات برای مدیریت مؤثر منابع محیطی و برنامه‌ریزی حفاظتی آینده ضروری است. بدنبال این تغییرات، تنش آبی به‌عنوان چالش‌ اصلی برای بوم-سازگان‌ طبیعی شناخته شده است. تأثیر قارچ‌های میکوریز بر روی گیاهان میزبان به‌طور گسترده‌ای برای کاهش اثرات نامطلوب تنش آبی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. مطالعه حاضر اثر قارچ اکتو‌میکوریز ترافل سیاه تابستانی (Tuber aestivum) بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی برگ‌های گیاه پالونیا فورتونی و بلوط بلند‌مازو را در شرایط تنش آبی مورد ارزیابی قرار داد.

مواد و روش‌ها: این آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی در دو گروه تلقیح شده با قارچ و شاهد (بدون تلقیح) انجام شد. اسپان قارچ T. aestivum به صورت بسته تجاری از شرکت پویا فن‌آوران زیستی توسکا در ایران تهیه گردید. برای تلقیح نهال‌ها، طبق دستورالعمل شرکت سازنده، ماده تلقیح پودری در آب مقطر به حالت تعلیق درآمده است. طی سه مرحله تلقیح به خاک اطراف نهال-ها به ازای هر گلدان یک گرم با غلظت 108 اضافه شد. تشکیل همزیستی بین قارچ و گیاه میزبان با استفاده از روش‌های چشمی و روش رنگ‌آمیزی ارزیابی شد. تنش آبی با توقف آبیاری تا رسیدن نهال‌های تلقیح شده به نقطه پژمردگی اعمال شد، در حالی که نهال‌های شاهد ظرفیت زراعی کامل را در این مدت حفظ کردند. پس از اعمال تنش، از اسپکتروفتومتر برای اندازه‌گیری فعالیت آنزیم-های آنتی‌اکسیدانی استفاده شد.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که تفاوت معنی‌داری در سطح 95 درصد در ‌فعالیت کاتالاز در پالونیا و در سطح 99 درصد در فعالیت پراکسیداز در بلند‌مازو و پالونیا وجود دارد. طول مدت تنش آبی در پالونیا 10 روز و در بلند‌مازو 24 روز بود که بلند‌مازو مقاومت بیشتری نسبت به پالونیا نشان داد. علاوه بر وجود قارچ T. aestivum، این مقاومت به تنش ممکن است به دلیل سامانه ریشه عمیق‌تر بلند‌مازو باشد که جذب آب و مواد غذایی را افزایش می‌دهد.

نتیجه‌گیری: تلقیح میکوریزی با T. aestivum می‌تواند به‌عنوان یک محرک زیستی و یک عامل محافظ سازگار با محیط زیست در برابر تنش آبی در نهال‌های بلند‌مازو و پالونیا عمل کند. این کاهش اثر تنش به نظر می‌رسد در اثر بیشتر شدن فعالیت آنزیم آنتی-اکسیدانی گیاهان تحت تنش آبی باشد. با این حال، مسائل متعددی در مورد تعامل بین گیاهان میزبان و قارچ‌های اکتومیکوریز، به‌ویژه ترافل سیاه تابستانی ‌وجود دارد. این امر مستلزم مطالعات بیشتر برای روشن شدن نقش قارچ‌های اکتومیکوریز در گونه‌های مختلف درختی است که تنش آبی را تجربه می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of black summer truffle fungus (Tuber aestivum) on the activity of antioxidant enzymes of oak (Quercus castaneifolia) and paulownia (Paulownia fortunei) under water stress

نویسندگان [English]

  • Parvin Bagherifar 1
  • Seyed Mohammad Waez-Mousavi 2
  • Mohammad Hossein Arzanesh 3
  • Masoud Tohidfar 4
  • Hojjatollah Rabbani Nasab 5
1 Department of Silviculture and Forest Ecology, Faculty of Forest Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Department of Silviculture & Forest Ecology, Faculty of Forest Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
3 Soil Department, Agricultural and Natural Resources Research and Education Center of Golestan, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Gorgan
4 Department of Plant Biotechnology, Faculty of Science and Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
5 Agricultural and Natural Resources Research and Education Center of Golestan, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Gorgan,
چکیده [English]

Effect of black summer truffle fungus (Tuber aestivum) on the activity of antioxidant enzymes of oak (Quercus castaneifolia) and paulownia (Paulownia fortunei) under water stress



Abstract

Background and objectives: Climate change can directly or indirectly affect forest ecosystems. Understanding these effects is essential for future forest management and conservation planning. Following these changes, water stress is the main challenge for forest ecosystems. The impact of mycorrhizal fungi on host plants have been extensively studied to mitigate the adverse effects of water stress.

Materials and methods: The present study assessed the effect of the ectomycorrhizal fungus Tuber aestivum on the activity of antioxidant enzymes in the leaves of Paulownia fortunei (Seem) Hemsl. and Quercus castaneifolia C.A. May seedlings under water stress conditions. The experiment used a completely randomized design, with two groups: inoculated with fungus and control (without inoculation). Spawn of Tuber aestivum fungi was obtained as a commercial package from Poya Toska Biotechnology Company in Iran. According to the manufacturer's instructions, the powdered inoculant is suspended in distilled water to inoculate the seedlings. During three stages, the inoculum was added to the soil around the seedlings, one gram for each pot, at a concentration of 108. The symbiosis formation between fungus and host plants was evaluated using visual and staining methods. Water stress was induced by cessation of irrigation until the inoculated seedlings reached the wilting point, while the control seedlings maintained field capacity during this period. After inducing stress, we used a spectrophotometer to measure the activity of the antioxidant enzymes.

Results: The results indicated a significant difference in catalase activity in Paulownia (p < 0.05) and peroxidase activity in Quercus castaneifolia and Paulownia fortunei (p < 0.01). The duration of water stress was ten days in Paulownia and 24 days in Quercus castaneifolia, with Quercus castaneifolia demonstrating greater tolerance than Paulownia fortunei. Besides the presence of T. aestivum, this tolerance to stress may be due to the deeper root system of Quercus castaneifolia, which enhances water and nutrient absorption. Conclusion: Mycorrhizal inoculation with Tuber aestivum can serve as a biological stimulant and an environmentally friendly protective agent against water stress in Quercus castaneifolia and Paulownia fortunei. This reduction of the effect of stress seems to be due to the increase in antioxidant enzyme activity of plants under water stress. However, various issues exist regarding the interactions between host plants and ectomycorrhizal fungi, particularly black summer truffles. This necessitates further studies to elucidate the role of ectomycorrhizal fungi in different tree species experiencing water stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ectomycorrhiza
  • Catalase
  • Oxidative stress
  • Peroxidase