بررسی تأثیر گلومالین در تثبیت ریشه‏ ای سرب در گیاه شبدر همزیست با قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز

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.