بررسی تأثیر قارچ نئوتیفودیوم بر جذب نیکل و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت در گیاه فستوکا

آلودگی خاک به فلزات سنگین از مهمترین مسائل زیست محیطی است که بر سلامت محصولات کشاورزی و در نتیجه انسان اثرات سوء گذاشته است. قارچ های اندوفایت گروهی از قارچ ها هستند که به طور همزیست در اندام هوایی برخی گیاهان علفی وجود دارند و باعث افزایش مقاومت به تنش های مختلف می شوند. برای مثال قارچ های اندوفایت باعث افزایش مقاومت گیاهان به خشکی، شوری، آفات، حشرات و بیماری ها و بهبود جذب عناصر و رشد می شوند. در این پژوهش، تأثیر قارچ اندوفایت نئوتیفودیوم کوانوفیلالوم و ژنوتیپ بر تحمل تنش نیکل در گیاه فسکوی بلند (فستوکا آروندیناسه) مورد بررسی قرار گرفت. دو ژنوتیپ از فسکیوی بلند (b75 و c75) به دو صورت آلوده به اندوفایت (e+) و بدون اندوفایت (e-) در خاک های آلوده به غلظت های 30، 90 و 180 میلی گرم نیکل در کیلوگرم، در 3 تکرار رشد داده شدند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. برای پی بردن به مکانیسم های مقاومت گیاه، میزان کلرفیل و کاروتنوئید، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت (کاتالاز، سوپراکسیددیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، گویاکول پراکسیداز، گلوتاتیون ردوکتاز و گلوتاتیون اس ترانسفراز)، میزان ترکیبات فنولیک کل، میزان کربوهیدرات محلول، جذب نیکل، و بیان ژن های abc و met پس از 8 هفته، و شاخص های رشد (وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، طول ریشه و اندام هوایی و تعداد پنجه) پس از 12 هفته اندازه گیری شد. نتایج این تحقیق نشان داد که وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی و طول ریشه و اندام هوایی در کلون b75 در گیاهان e+ نسبت به گیاهان e- افزایش یافت ولی در ژنوتیپ c75 این شاخص ها در گیاهان e+ کاهش یافتند. تعداد پنجه در هر دو ژنوتیپ، در گیاهان e- بیشتر بود. در کلون b75 حضور اندوفایت به طور معنی داری سبب افزایش میزان کلرفیل و کاروتنوئید در گیاهان شاهد شد ولی در شرایط تنش حضور اندوفایت تأثیری بر میزان این شاخص ها نداشت. در کلون c75 حضور اندوفایت سبب افزایش معنی دار کاروتنوئید در شرایط تنش شد. میزان کلرفیل نیز در این ژنوتیپ در دو غلظت 0 و ppm90 در گیاهان e+ بیشتر بود. در ژنوتیپ b75 فسکیوی بلند، حضور اندوفایت سبب افزایش معنی دار فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز و کاهش فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز شد. فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون اس ترانسفراز در غلظت های مختلف نیکل متفاوت بود. در ژنوتیپ c75 حضور اندوفایت سبب افزایش معنی دار فعالیت آنزیم های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز و کاهش فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز (فقط در شاهد) و گایاکول پراکسیداز (در شرایط کنترل و تنش) شد. فعالیت آنزیم گلوتاتیون اس ترانسفراز در گیاهان e+ و e- تفاوت معنی داری نداشت. آلودگی با اندوفایت همچنین سبب افزایش میزان ترکیبات فنولیک کل در تیمارهای 30 ppm90 ژنوتیپ b75 و در تمام سطوح نیکل در ژنوتیپ c75 شد. میزان کربوهیدرات محلول در شرایط تنش نیکل در گیاهان e- ژنوتیپ b75 بیشتر از گیاهان e- بود. در کلون b75 با وجود عدم تفاوت در میزان نیکل ریشه، نیکل اندام هوایی در گیاهان e- به طور معنی داری بیشتر از گیاهان e+ بود. در ژنوتیپ c75 میزان نیکل ریشه در گیاهان e- در مقایسه با گیاهان e+ بیشتر بود ولی نیکل اندام هوایی در گیاهان e+ بیشتر از گیاهان e- بود. هر دو ژن abc و met در گیاهان e- (ژنوتیپ b75) بیان بالاتری داشتند. طبق نتایج این تحقیق آلودگی با اندوفایت در ژنوتیپ b75، با بهبود مکانیسم های آنتی اکسیداتیو و کاهش جذب نیکل، سبب مقاومت و رشد بیشتر گیاه فستوکا آروندیناسه در تنش نیکل شد. نتایج این تحقیق همچنین نشان می دهد که تأثیر اندوفایت در میزبان به ژنوتیپ میزبان وابسته است.