نوع مقاله : پژوهشی- فارسی
نویسندگان
گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
The fungus Rhizoctonia solani Kühn is considered one of the major pathogens causing root rot in the common bean (Phaseolus vulgaris L.). Due to the soil-borne nature of the pathogen, its control through chemical methods is difficult to achieve. Therefore, the use of alternative management strategies, particularly the deployment of resistant cultivars, can be effective in reducing the impact of the disease. The objective of this study was to investigate the response of eight bean cultivars to R. solani under greenhouse conditions. In the 2022–2023 crop years, bean fields in Lorestan Province were monitored, and samples were collected from plants showing symptoms suggestive of infection. Isolation and purification of fungal isolates were conducted under laboratory conditions, and their pathogenicity was evaluated on bean seedlings. The isolate demonstrating the highest pathogenicity was selected and identified based on its morphological features and sequencing of the internal transcribed spacer (ITS) region. The impact of this isolate on different bean cultivars was examined. The experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. Thirty days after planting, plant growth parameters and disease severity were measured in the studied cultivars. Results from colony characteristics, growth, morphological features, and molecular studies confirmed that the fungus isolated from the roots and crowns of the bean plants was R. solani. The findings revealed that the severity of pathogenicity among the different cultivars ranged from 3.37 to 5. None of the bean cultivars exhibited complete resistance to R. solani, and all were classified as either susceptible or moderately susceptible. Among them, the 'Talash' cultivar of pinto bean, with an average disease severity of 3.37, demonstrated relatively higher resistance (moderate susceptibility) compared to the other cultivars.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
حبوبات بهدلیل اهمیت تغذیهای و زیستمحیطی نقش حیاتی در تغذیه انسان و پایداری اکوسیستمهای کشاورزی دارند. این گیاهان منبع اصلی پروتئینهای گیاهی هستند که به رفع چالش امنیت غذایی برای جمعیت روبهرشد کمک میکنند و بهعنوان گزینهای اقتصادی و مقرونبهصرفه در تأمین نیازهای تغذیهای جهانی عمل میکنند. افزون بر این، اهمیت حبوبات تنها به تغذیه محدود نمیشود؛ آنها بهدلیل توانایی همزیستی با ریزوبیومها، نیتروژن جوی را تثبیت و اکوسیستمهای کشاورزی را غنیسازی میکنند. این ویژگی به بهبود جذب آب و مواد مغذی، کاهش وابستگی به کودهای شیمیایی و کاهش اثرات زیستمحیطی مانند تغییرات آبوهوایی کمک میکند (1، 2).
در این میان لوبیا معمولی (Phaseolus vulgaris L.) بهعنوان مهمترین محصول حبوبات، حدود ۸۵ درصد تولید جهانی را به خود اختصاص داده است و سالانه بیش از ۲۷ میلیون تن تولید میشود (3). این گیاه با سطح زیر کشت حدود 37750 هکتار، تغذیه بیش از ۳۰۰ میلیون نفر را تأمین میکند؛ بهویژه در جوامعی که اقتصاد آنها وابسته به کشاورزی است (4، 5). با این حال، تولید پایدار این گیاه بهشدت متأثر از تنشهای زیستی متعددی ازجمله بیماریهای گیاهی است که بیماریهای خاکزاد، بهویژه پوسیدگی ریشه، یکی از چالشهای عمده در کشت لوبیا محسوب میشود (6). پوسیدگی ریشه لوبیا یک بیماری کمپلکس است که در آن عوامل بیماریزا و عوامل محیطی مختلف در ایجاد آن نقش دارند. علاوه بر این، تنوع ژنتیکی میزبان و بیمارگر مستلزم طیف وسیعی از پاسخها است که در آن حساسیت یا مقاومت ممکن است حاصل شود (7).
Rhizoctonia solani یک قارچ نکروتروف خاکزاد با پراکنش جهانی است که باعث بیماری مهم اقتصادی در لوبیا در سراسر جهان میشود و نیز سبب ایجاد مرگ گیاهچه، پوسیدگی بذر، پوسیدگی ریشه و طوقه و ایجاد زخمهای فرورفته قهوهای مایل به قرمز با طیف وسیعی از اندازهها و زردی و کمرشدی در بخشهای هوایی در لوبیا میشود (8، 9). ریسههای قارچی هم بهصورت درونسلولی و هم برونسلولی به میزبان نفوذ میکنند و چندین آنزیم هیدرولیتیک تولید و ترشح میکنند که دیواره سلولی گیاه را تخریب میکند و ورود پاتوژن را تسهیل میکند (7، 10). این قارچ بیمارگر بر جذب آب و مواد مغذی تأثیر منفی میگذارد و همچنین باعث کاهش مستقیم تودهزیستی و آسیب به محصول میشود، بهشدت بر عملکرد محصول لوبیا تأثیر میگذارد و منجر به کاهش تا 100 درصد عملکرد دانه میشود (11، 12). گستردهبودن دامنه میزبانی، انتشار وسیع جغرافیایی، بالابودن قدرت بیماریزایی، دوام و قدرت بقا ساپروفیتی، سبب اهمیت این قارچ از نظر بیماریزایی میشود و از طرفی، پیچیدگی محیط خاک و عدم کارایی روشهای متداول کنترل شیمیایی، مدیریت بیماریهای ناشی از آن را مشکل میکند (8).
در این زمینه روشهای مدیریت تلفیقی ازجمله تناوب زراعی، ضدعفونی خاک، استفاده از کنترلهای شیمیایی و بیولوژیک و بهرهگیری از ارقام مقاوم برای کنترل بیماریهای گیاهی استفاده میشود. در این میان، استفاده از ارقام مقاوم بهعنوان مؤثرترین، کمهزینهترین و پایدارترین روش مدیریت بیماری مطرح است. این رویکرد ضمن کاهش خسارات، هزینههای مبارزه شیمیایی را نیز کاهش میدهد و از آلودگی محیط زیست جلوگیری میکند (13).
مطالعات متعددی برای کشف ژنوتیپهای مقاوم به بیمارگرهای مختلف ازجمله قارچ R. solani در میزبانهای متعددی انجام شده است؛ ازجمله نتایج یک پژوهش با هدف پاسخ ژنوتیپی پنجاه لاین لوبیای معمولی (سفید کوچک، قرمز کوچک، اسنپ، سیاه، چیتی، قرمز روشن و غیره) به R. solani نشان دادند چندین ژنوتیپ لوبیا که بیشتر منشأ گرمسیری داشتند، مقاومت بالایی به R. solani داشتند (14). نتایج تحقیقی که بهمنظور بررسی مقاومت 46 ژنوتیب لوبیا به قارچ بیمارگر R. solani صورت گرفت نشان دادند تعداد 20 ژنوتیب به بیماری پوسیدگی ریزوکتونیایی ریشه مقاومت نشان دادند؛ ولی در شرایط آزمایشگاهی این ژنوتیبها هیچگونه مقاومتی نشان ندادند (15).
نتایج یک مطالعه که بهمنظور ارزیابی مقاومت 6 رقم لوبیا در برابر بیمارگر R. solani در شرایط گلخانه انجام شد، نشان دادند هیچکدام از ارقام در مقابل بیماری پوسیدگی ریزوکتونیایی ریشه مقاوم نبودند. رقم Medalist نسبت به ارقام بررسیشده حساسیت کمتری داشت (16).
طی پژوهشی که بهمنظور بررسی بیماریزایی چند جدایه R. solani روی ارقام اصلاحشدة لوبیای چیتی، قرمز، سفید، سبز و چشم بلبلی انجام شد. مشخص شد هیچکدام از ارقام، مقاومت کاملی نسبت به این بیماری ندارند و تمامی ارقام به این بیماری حساس و نیمهحساس هستند و فقط دو رقم لوبیای قرمز گلی و قرمز صیاد نسبت به بیماری نیمهمقاوم بودند (17). در ارزیابی واکنش ارقام مختلف لوبیا به قارچ بیمارگر R. solani مشخص شد رقم صدری مقاومترین رقم نسبت به این قارچ بود (18).
باوجود پیشرفتهای اخیر، شکافهای دانشی درخور توجهی در زمینة پاسخ ارقام مختلف لوبیا به R. solani، در مناطق مختلف ایران (ازجمله استان لرستان بهویژه شهرستان الیگودرز و ازنا بهعنوان کانونهای کشت لوبیا) وجود دارد؛ بنابراین، با توجه به اینکه تاکنون مطالعه جامعی دربارة تأثیر قارچ بیمارگر R. solani روی ارقام رایج کشت لوبیا در استان لرستان صورت نگرفته است، هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی مقاومت ارقام مختلف لوبیا در برابر بیماری پوسیدگی ریشه ناشی ازRhizoctonia solani بود. همچنین این تحقیق به شناسایی ارقام مقاوم بهمنظور استفاده در مدیریت پایدار بیماری برای کاهش خسارات ناشی از آن میپردازد. دستیابی به این هدف گامی کلیدی در کاهش وابستگی به روشهای شیمیایی و افزایش تابآوری اکوسیستمهای زراعی منطقه خواهد بود.
مواد و روشها
نمونهبرداری، جداسازی و شناسایی قارچ عامل بیماری
نمونهبرداری از مزارع لوبیا در مناطق مختلف استان لرستان، از مرحله دو تا سهبرگی شدن گیاه تا زمان تشکیل دانه در نیام، انجام شد. این نمونهبرداری از گیاهانی صورت گرفت که علائم مشکوک به آلودگی قارچ Rhizoctonia، مانند پوسیدگی ریشه و طوقه، بوتهمیری و وجود شانکر در ناحیه طوقه را نشان میدادند. بوتههای مشکوک از ۵۰ مزرعه لوبیا در سطح استان، بهویژه شهرستانهای ازنا و الیگودرز (بهدلیل سطح بالای زیرکشت لوبیا در این مناطق)، جمعآوری شدند. از طوقه و ریشه نمونهها قطعات کوچکی به ابعاد نیم تا یک سانتیمتر جدا شد. این قطعات به مدت یک تا سه دقیقه در محلول یک درصد هیپوکلریت سدیم تجاری قرار گرفتند و سه مرتبه با آب مقطر استریل شستوشو شدند. بافتهای ضدعفونیشده به تشتکهای پتری دیش حاوی محیط کشت PDA منتقل شدند. تشتکهای پتری دیش به مدت 48-24 ساعت در انکوباتور در دمای 2±25 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. با مشاهده اولین آثار رشد ریسه در اطراف بافت آلوده، جدایهها به روش نوک ریسه روی محیط کشت آب - آگار دو درصد خالصسازی شدند. شناسایی قارچهای جداشده با توجه به ویژگیهای پرگنه و ریختشناختی آنها انجام گرفت که توسط منابع (19-22) توصیف شده است. در مجموع 12 جدایه از قارچ Rhizoctonia جداسازی شدند و سپس جهت انتخاب جدایه برتر تست بیماریزایی در شرایط گلخانه روی گیاه لوبیا انجام شد (22). جدایهای که بیشترین شدت بیماریزایی را داشت، برای انجام تست اصلی، انتخاب و براساس ویژگیهای مولکولی ناحیه ITS با جفت پرایمرهای ITS1 و ITS4 شناسایی شد (23).
ارقام لوبیا استفادهشده
در این تحقیق میزان مقاومت 8 رقم رایج ازجمله لوبیا چیتی ارقام تلاش، غفار و کوشا، لوبیا سفید ارقام الماس و شکوفا، لوبیا قرمز ارقام افق، دادفر و یاقوت (ارقام رایج قابل کشت در منطقه) مطالعه شدند. ارقام لوبیا مطالعهشده از ایستگاه تحقیقاتی لوبیا خمین متعلق به مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی تهیه شدند.
تهیه مایه تلقیح قارچ بیمارگر
مایه تلقیح قارچ Rhizoctonia به روش (22) تهیه شد. به این صورت که مقدار 100 گرم دانه گندم درون یک کیسه پلاستیکی مقاوم به گرما، ریخته و تقریباً 100 میلیلیتر آب مقطر استریل اضافه شد. پس از مسدودکردن در آن، در اتوکلاو در دمای 121 درجه سانتیگراد و فشار 5/1 اتمسفر به مدت 20 دقیقه در دو روز متوالی سترون شد. سپس سه تا پنج دایره به قطر 5 میلیمتر از حاشیه کشت تازه و درحال رشد Rhizoctonia درون کیسههای حاوی دانه گندم، اضافه و در دمای 25 درجه سانتیگراد برای 15 روز نگهداری شدند.
بررسی حساسیت ارقام لوبیا به بیمارگر R. solani در شرایط گلخانه
ابتدا بستر کشت (ترکیبی از ماسه، خاک و خاکبرگ به نسبت 1:1:1) در دو روز متوالی به مدت 30 دقیقه و دمای 121 درجه سانتیگراد در فشار 5/1 اتمسفر سترون شد (24، 25). همچنین ضدعفونی گلدانهای پلاستیکی با استفاده از فرمالین 5 درصد انجام شد (26). همزمان با اضافهکردن خاک به گلدانها با ابعاد 13×17 سانتیمتر، بذرها پس از ضدعفونی با هیپوکلریت سدیم یک درصد به مدت یک دقیقه و 3 بار شستوشو با آب مقطر استریل در عمق 5-3 سانتیمتری خاک کاشته شدند و دو عدد دانه گندم کلونیزشده با قارچ R. solani به هر گلدان اضافه شد (2). همچنین بذر ضدعفونیشده همراه با دو عدد بذر گندم تلقیحنشده بهعنوان شاهد در نظر گرفته شد. گلدانها در شرایط کاملاً تصادفی روی سکوهای گلخانه در شرایط یکسان و دمای 30-25 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. برای هر تیمار سه تکرار استفاده شد و گلدانها به فاصله 2-1 روز آبیاری شدند. 25-20 روز پس از کاشت، گیاهان از خاک خارج شدند. ابتدا نمونههای گیاهی بهصورت جداگانه زیر جریان ملایم آب بهطور کامل شسته شدند. سپس شاخصهای رشدی شامل ارتفاع بوته، طول ریشه، وزن تر و خشک بوته و وزنتر و خشک ریشه تعیین شدند (برای اندازهگیری وزن خشک گیاهان در آون با دمای 65 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت تا رسیدن به وزن ثابت نگهداری شدند). همچنین شدت بیماریزایی و درصد شدت بیماریزایی Rhizoctonia با استفاده از روش نمرهدهی به شرح زیر ثبت شد:
0= گیاه بهخوبی رشدیافته بدون علائم بیماری. 1= بدون علائم قابل مشاهده در قسمتهای هوایی، 25 درصد از ریشهها تغییر رنگ دادهاند. 2= گیاه کمی کوتاه، نکروز سیاه روی پایه دمبرگ، 26 تا 50 درصد ریشهها تغییر رنگ دادهاند. 3= گیاه کوتاه، نکروز سیاه روی پایه دمبرگ، زردشدن و مرگ برگهای بیرونی، 51 تا 75 درصد ریشهها تغییر رنگ دادهاند. 4= گیاه بهشدت کوتاه، برگهای بیرونی فروریخته، برگهای جوانتر سبز مایل به آبی و پژمرده میشوند، بیش از 75 درصد ریشهها تغییر رنگ دادهاند. 5= مرگ کامل گیاه. شاخص شدت بیماری براساس فرمول زیر محاسبه شد:
DSI = Σ ((Si × Ni) / (Nt × 5)) × 100
که در این فرمول DSI شاخص شدت بیماری،Si شدت بیماری، Ni تعداد گیاهان،Nt تعداد کل گیاهان مورد بررسی است.
شدت بیماری براساس مقیاس یک تا پنج بهترتیب نشاندهندة واکنشهای ایمن، مقاوم، نیمهمقاوم، نیمهحساس و حساس است (27).
آنالیز آماری
دادههای بهدستآمده با استفاده از نرمافزار SAS نسخه 1/9 تجزیه و تحلیل شدند و میانگینها با استفاده از آزمون توکی در سطح احتمال پنج درصد (P<0.05) مقایسه شدند.
نتایج
براساس نتایج بهدستآمده مهمترین علائم بیماری پوسیدگی رایزوکتونیایی ریشه و طوقه در گیاهان لوبیا شامل پوسیدگی بذر، کمرشدی و بهمرور زردی قسمتهای هوایی گیاه، وجود زخمهای قهوهای روشن تا قهوهای تیره و گاهی قرمز روی طوقه و ریشه است که زخمها گاهی اطراف ریشه را بهطور کامل فرا گرفتهاند که در این حالت بافت طوقه و ریشه کاملاً پوسیده شده بود و درنهایت مرگ گیاهچه مشاهده شد (شکل 1، A). طبق بررسیهای اولیه براساس منابع و کلیدهای شناسایی مربوطه، در مجموع 12 جدایه Rhizoctonia از گیاهان لوبیا جمعآوریشده، جداسازی شدند؛ بعد از تست بیماریزایی جدایههای بهدستآمده، یک جدایه که بیشترین شدت بیماریزایی را نسبت به سایر جدایهها داشت برای انجام تست اصلی انتخاب شد.
شکل 1- (A) علائم بیماری پوسیدگی ریزوکتونیایی ریشه و طوقه روی گیاه لوبیا B، خصوصیات ریختشناختیRhizoctonia solani جداشده از لوبیا (a) پرگنه قارچ R. solani (b) انشعابات ریسه و باریکشدگی ابتدای انشعاب و دیواره عرضی بالای باریکشدگی، (c) سلولهای مونیلوئید، (d) هستههای رنگآمیزیشده. اندازهها 10میکرومتر.
Figure 1- (A) Symptoms of Rhizoctonia root and collar rot on the bean plant. (B) Morphological characteristics of R. solani isolated from bean: (a) Colony of R. solani, (b) Hyphal branching with constriction at the base and a septum above the constriction, (c) Monilioid cells, (d) Stained nuclei. Scale bar: 10 µm.
شکل 2- تبارنمای ترسیمشده مربوط به جدایههای Rhizoctonia براساس توالیهای ITS rDNA به روش Neighbor-joining با استفاده از نرمافزار MEGA11 با 1000 تکرار بوت استرپ. آرایه بولدشده مربوط به جدایة این مطالعه است. تبارنما با استفاده از Athelia rolfsii FSR-052 (AY684917.1) ریشهدار شده است.
Figure 2- The phylogenetic tree was constructed using the Neighbor-Joining method based on ITS rDNA sequences of Rhizoctonia isolates. The analysis was performed with MEGA11 software, incorporating 1,000 bootstrap replicates to assess the reliability of the tree branches. The isolate from this study is highlighted in bold within the tree. The tree was rooted using Athelia rolfsii strain FSR-052 (GenBank Accession No. AY684917.1) as the outgroup.
با بررسی و مطالعه ویژگیهای پرگنه، رشد و همچنین خصوصیات ریختشناختی جدایه بهدستآمده از لوبیا ازجمله سرعت رشد (سریعالرشد بود و بعد از 4 روز ظروف تشتک پتری دیش 9 سانتیمتری را در دمای 25 درجه سانتیگراد بهطور کامل پوشش داد)، الگوی رشد پرگنه (بهصورت دوایر متحدالمرکز)، رنگ پرگنه قارچ روی محیط PDA (ابتدا سفید و بهمرور زمان تغییر رنگ به قهوهای)، تشکیل سختینه، قطر ریسه اصلی (بین 11-5 میکرومتر با انشعابات قائمه)، باریکشدگی [1] در قائده انشعابات، وجود دیوارة عرضی کمی بالاتر از محل باریکشدگی، عدم وجود کنیدیوم و قوس اتصال، سلولهای مونیلیوئید بهصورت زنجیرههای ساده یا منشعب و همچنین پس از رنگآمیزی ریسهها با محلول سافرانین قلیایی در بررسیهای میکروسکوپی دو تا چهار هسته در هر سلول مشاهده شدند (شکل 1، B).
همچنین برای تأیید تشخیص گونه نتایج مطالعات مولکولی با تکثیر DNA استخراجشده از این جدایه از ناحیه ITS با استفاده از جفت پرایمرهای ITS1 و ITS4 باندهای 550 و 680 جفتباز را نشان دادند که توالی آن 96 تا 98 درصد با توالیهای R. solaniموجود در بانک ژن شباهت داشت؛ بنابراین، قارچ جداشده از ریشه و طوقه لوبیا بهعنوان Rhizoctonia solani با کد دستیابی PQ276725 شناسایی و در بانک ژن ثبت شد (شکل 2).
نتایج تجزیه واریانس دادههای حاصل از شدت بیماری ارقام مختلف لوبیا تحتتأثیر قارچ بیمارگر R. solani نسبت به شاهد در سطح احتمال پنج درصد (P<0.05) معنیدار بود. بررسی مقایسه میانگین اثر متقابل قارچ R. solani و ارقام مختلف لوبیا نشان داد شدت بیماریزایی 5-37/3 و درصد شدت بیماریزایی 100-5/62 درصد متفاوت بود (شکل 3). کمترین شدت بیماریزایی با شدت 37/3 و میانگین درصد شدت بیماریزایی 5/62 درصد مربوط به لوبیا چیتی رقم تلاش بود و بیشترین شدت بیماریزایی مربوط به لوبیا قرمز رقم یاقوت، لوبیا سفید رقم دادفر و لوبیا سفید رقم الماس با شدت بیماریزایی 5 و میانگین درصد شدت بیماریزایی 100 درصد بود. نتایج نشان دادند آلودگی به قارچ R. solani باعث پوسیدگی بذر و مرگ گیاهچه قبل و بعد از خروج گیاهچه در این ارقام شد. شدت بیماری در ارقام کوشا، غفار و شکوفا بهترتیب 62/4، 75/4 و 87/4 بود (جدول 1، شکل 3).
شکل 3- درصد شدت بیماری در ارقام مختلف لوبیا در پاسخ به آلودگی با Rhizoctonia solani
Figure 3- Percentage of disease severity in different bean cultivars in response to infection with Rhizoctonia solani.
همچنین نتایج بهدستآمده در بررسی تأثیر گونه R. solani بر صفات رشدی ارقام مختلف لوبیا نشان دادند این گونه باعث کاهش چشمگیری در همه صفات رشدی در ارقام مطالعهشده نسبت به شاهد (در سطح 5 درصد) شد (جدول 1).
نتایج مقایسه میانگینها نشان دادند بیشترین کاهش وزن خشک اندام هوایی مربوط به رقم الماس (کاهش 98 درصدی) بود که نسبت به شاهد اختلاف معنیداری داشتند. کمترین کاهش وزن خشک اندام هوایی مربوط به رقم تلاش (کاهش 97/45 درصدی نسبت به شاهد) بود (جدول 1، شکل 4).
طبق نتایج بهدستآمده تمام ارقام بررسیشده در برابر آلودگی با R. solani بهطور چشمگیری کاهش وزن در ریشه داشتند. بیشترین کاهش وزن خشک ریشه در بین ارقام بررسیشده در تیمار با قارچ R. solani در رقم الماس (کاهش 97 درصدی نسبت به شاهد) ثبت شد و رقم تلاش کمترین کاهش وزن را بر اثر آلودگی به قارچ R. solani (کاهش 64 درصدی نسبت به شاهد) داشت (جدول 1، شکل 4).
نتایج مقایسه میانگینها نشان دادند بیشترین کاهش ارتفاع بوته مربوط به رقم الماس (کاهش 94/86 درصدی نسبت به شاهد) و کمترین کاهش ارتفاع بوته در برابر آلودگی R. solani مربوط به رقم تلاش (کاهش 16/62 درصدی نسبت به شاهد) بود. بیشترین کاهش طول ریشه در رقم الماس (کاهش 78/73 درصدی نسبت به شاهد) و کمترین کاهش طول ریشه در رقم غفار (کاهش 11/33 درصدی نسبت به شاهد) ثبت شد (جدول 1، شکل 4).
جدول 1- مقایسه میانگین دادههای حاصل از شدت بیماری و صفات رشدی ارقام مختلف لوبیا تلقیحشده با قارچ Rhizoctonia solani و مقایسه با شاهد.
Table 1- Comparison of mean data on disease severity and growth traits of different bean cultivars inoculated with Rhizoctonia solani in comparison to the control.
|
ارقام لوبیا |
شدت بیماری |
وزن خشک بخش هوایی (گرم) |
وزن خشک ریشه (گرم) |
ارتفاع بخش هوایی (سانتیمتر) |
طول ریشه (سانتیمتر) |
||||
|
شاهد |
تلقیح شده |
شاهد |
تلقیح شده |
شاهد |
تلقیح شده |
شاهد |
تلقیح شده |
||
|
الماس |
00/0 ± 5 a |
00/0 ± 48/1 d |
20/0 ± 029/0 c |
00/0 ± 84/0 ab |
00/0 ± 033/0 a |
94/1 ± 92/37 a |
64/1 ± 95/4 cd |
29/0 ± 00/14 a |
55/0 ± 67/3 c |
|
دادفر |
00/0 ± 5 a |
00/0 ± 63/1 bcd |
00/0 ± 052/0 c |
00/0 ± 88/0 ab |
00/0 ± 046/0 a |
29/2 ± 38/34 a |
41/0 ± 56/5 cd |
27/1 ± 00/12 b |
25/0 ± 45/6 bc |
|
غفار |
46/0 ± 75/4 a |
13/0 ± 70/1 bc |
20/0 ± 33/0 b |
00/1 ± 96/0 ab |
50/0 ± 25/0 a |
47/1 ± 00/38 a |
9/2 ± 42/10 ab |
68/0 ± 95/14 a |
66/0 ± 00/10 a |
|
کوشا |
51/0 ± 62/4 a |
47/0 ± 92/1 a |
40/0 ± 36/0 b |
00/0 ± 1 a |
12/0 ± 18/0 a |
89/2 ± 38/36 a |
55/0 ± 23/9 bc |
56/0 ± 25/14 a |
70/1 ± 85/5 bc |
|
افق |
35/0 ± 87/4 a |
61/0 ± 74/1 ab |
00/0 ± 10/0 c |
00/0 ± 71/0 b |
00/0 ± 067/0 a |
58/1 ± 25/36 a |
53/1 ± 74/8 bcd |
37/0 ± 00/15 a |
92/0 ± 00/6 bc |
|
شکوفا |
35/0 ± 87/4 a |
33/0 ± 54/1 cd |
00/0 ± 28/0b |
00/0 ± 96/0 ab |
19/0 ± 95/0 a |
66/2 ± 25/21 b |
47/0 ± 12/4 d |
58/0 ± 27/12 b |
25/1 ± 00/4 c |
|
تلاش |
54/0 ± 37/3 b |
22/0 ± 74/1 ab |
17/0 ± 67/0 a |
00/0 ± 94/0 ab |
34/0 ± 36/0 a |
61/2 ± 37/36 a |
57/2 ± 75/13 a |
9/0 ± 32/14 a |
90/0 ± 82/7 ab |
|
یاقوت |
00/0 ± 5 a |
30/0 ± 90/1 a |
00/0 ± 061/0 c |
27/0 ± 1 a |
15/0 ± 081/0 a |
60/1 ± 17/32 a |
47/1 ± 00/6 bcd |
32/0 ± 00/14 a |
1/2 ± 62/5 bc |
|
٭Means with the similar letters within each row were not significantly different (P<0.05). میانگینهای با حروف یکسان در هر ردیف، با هم تفاوت معنیداری ندارند (P<0.05). |
|||||||||
شکل 4- علائم آلودگی ازجمله پوسیدگی بذر، مرگ گیاهچه، کمرشدی، وجود زخم و همچنین شدت بیماریزایی قارچ بیمارگر Rhizoctonia solani جداشده روی هشت رقم لوبیا بررسیشده و مقایسه با شاهد.
Figure 4- Symptoms of infection, including seed rot, seedling death, stunted growth, the presence of wounds, as well as the severity of pathogenicity of the isolated Rhizoctonia solani fungus on eight bean cultivars were investigated and compared with the control.
بحث
در این مطالعه از گیاهان لوبیا مشکوک به آلودگی، قارچ بیمارگر R. solani، جداسازی و براساس ترکیب ویژگیهای ریختشناختی و آنالیز مولکولی ناحیه ITS شناسایی شد. خصوصیات ذکرشده برای این جدایه با مشخصات ذکرشده توسط دیگر محققان برای گونه R. solani انطباق داشت (20-22). آزمون بیماریزایی نشان داد این قارچ یک بیمارگر پوسیدگی ریشه و طوقه لوبیا بود و علائم شدید بیماری ازجمله پوسیدگی بذر، مرگ گیاهچه قبل و بعد از جوانهزنی، زردی، کمرشدی و زخم روی طوقه و ریشه را ایجاد کرد و شدت بیماریزایی بالایی روی ارقام مختلف لوبیا داشت؛ بهطوریکه حدود 30 روز پس از کاشت همه گیاهان بهطور کامل از بین رفتند. این نتایج نشان میدهند R. solani میتواند بهعنوان یک عامل بیماریزای بالقوه مهاجم در مزارع لوبیا ایران در نظر گرفته شود. با توجه به نتایج مطالعات قبلی، بیش از یک گونه بیمارگر میتواند عامل پوسیدگی ریشه و طوقه لوبیا در ایران باشد (18، 28). طبق این مطالعه و سایر بررسیها در نقاط دیگر ایران به نظر میرسد R. solani یکی از عوامل اصلی بیماری پوسیدگی ریشه و طوقه لوبیا در ایران است (17، 18). وقوع بیماری ناشی از R. solani در گیاهان لوبیا در اکثر مناطق تحت کشت این محصول گزارش شده است و اکثر ارقام تجاری لوبیا مستعد ابتلا به این بیماری هستند (7، 11، 12). قارچ بیمارگر R. solani تهدیدی جدی برای تولید تجاری لوبیا در سرتاسر جهان است و با خسارات اقتصادی شدیدی همراه است (2).
مطابق نتایج بهدستآمده هیچیک از ارقام بررسیشده در این مطالعه نسبت به بیماری پوسیدگی رایزوکتونیایی مقاومت نشان ندادند. مشخص شد ارقام مختلف لوبیا به قارچ بیمارگر R. solani حساس هستند یا مقاومت محدودی از خود نشان میدهند. براساس نتایج این پژوهش قارچ R. solani از پتانسیل بالایی در ایجاد بیماری و درنتیجه ایجاد خسارت روی گیاهچه لوبیا قبل و بعد از سبزشدن برخوردار است. این بیماری در مرحله بذر و گیاهچه با توجه به ارقام مختلف میتواند خسارت ایجاد کند. با توجه به نتایج این تحقیق و مطالعات قبلی به نظر میرسد مقاومت لوبیا به Rhizoctonia یک مقاومت پیچیده و پلیژنتیک است و تحتتأثیر عوامل محیطی و ژنتیکی قرار دارد و این موضوع از مشکلات اصلی تهیه رقم مقاوم به شمار میآید (17، 29). نتایج کاشانی و بهلولی (2013) در بررسی مقایسه 15 رقم اصلاحشدة لوبیا چیتی، قرمز، سفید، سبز و چشم بلبلی در برابر 5 جدایه R. solani در شرایط گلخانه نشان داد هیچکدام از این ارقام لوبیای بررسیشده مقاومت کاملی به این بیماری نداشتند و تمامی این ارقام به این بیماری حساس و نیمهحساس و دو رقم لوبیای قرمز گلی و لوبیای صیاد نسبت به بیماری نیمهمقاوم بودند؛ بنابراین، نتایج پژوهش حاضر با نتایج کاشانی و بهلولی (2013) مطابقت دارد؛ زیرا در هر دو مطالعه هیچکدام از ارقام بررسیشده مقاومت کاملی در برابر R. solani نشان ندادند (17).
در این مطالعه، لوبیا چیتی رقم تلاش کمترین شدت بیماری (37/3) را نشان داد؛ درحالیکه برخی از پژوهشها (مانند 18) نشان دادهاند رقم صدری مقاومترین رقم لوبیا در برابر R. solani بوده است. این تفاوت میتواند ناشی از تنوع ژنتیکی میزبان، تفاوت در شرایط محیطی یا تغییرات در نژادهای بیمارگر باشد.
مقایسه نتایج حاصل از ارتفاع گیاهچه در ارقام مختلف و مقایسه هر رقم با شاهد مربوطه نشان داد رقم الماس کمترین ارتفاع را نسبت به شاهد خود داشت. مطابق نتایج این پژوهش و تحقیقات قبلی، علت کاهش ارتفاع گیاه درنتیجه کاهش فاصله بین گرهها و کوتاهشدن ساقه، بر اثر قارچ بیماریزا بود (18).
بیشترین وزن تر و خشک بخشهای هوایی گیاهچههای بیمار در تیمار رقم تلاش مشاهده شد. علت این مسئله بیماریزایی کمتر این قارچ روی این رقم لوبیا نسبت به سایر ارقام بررسیشده بود.
در بین ارقام لوبیای بررسیشده، بیشترین کاهش طول ریشه در رقم الماس (کاهش 78/73 درصدی نسبت به شاهد) ثبت شد. نتایج همچنین نشان دادند آلودگی ریشه گیاهچه تأثیر بهسزایی در کاهش وزن تر و خشک قسمتهای مختلف ارقام بررسیشده داشته است. برخی از پژوهشها گزارش کردهاند با افزایش شدت آلودگی و خسارت واردشده به ریشه و طوقه توسط قارچ Rhizoctonia، سیستم ریشه گیاه رشد کمتری داشته است و این کاهش باعث ایجاد اختلال بین سیستم ریشه و قسمت هوایی گیاه میشود که بهدنبال آن مواد غذایی به قسمتهای بالا نرسیده و درنتیجه کاهش رشد و کاهش وزن در گیاه مشاهده شده است (30، 31).
در برخی ارقام مطالعهشده ازجمله دادفر، بذور در همان مراحل اولیه رشد دچار پوسیدگی شدند. این نتیجه با نتایج مطالعات قبلی مطابقت دارد که نشان میدهند R. solani یکی از شایعترین و فراگیرترین قارچهای بذرزاد در جهان است (32-34).
در تعدادی از ارقام بررسیشده ازجمله ارقام تلاش، یاقوت و دادفر علائم بیماری زودتر ظاهر شدند و گیاهچهها در همان مراحل اولیه از بین رفتند. تحقیقات نشان دادهاند این موضوع ممکن است به روابط بیمارگر - رقم مرتبط باشد و نشاندهندة این است که عوامل مقاومت بهمرور اثر خود را در طول دوره رشد گیاه ظاهر میکنند (21). همچنین نتایج نشان دادند در شرایط بدون آلودگی، تفاوت معنیداری بین ارقام از نظر وزن صفات رشدی بود که قطعاً به ژنتیک ارقام مرتبط است.
شدت بیماریزایی در این مطالعه با برخی گزارشهای قبلی تفاوت داشت. پژوهشهایی مانند Oladzad و همکاران (2019) نشان دادهاند جدایههای مختلفR. solani از نظر میزان بیماریزایی تفاوت معناداری دارند. این تفاوتها میتوانند ناشی از تنوع ژنتیکی جدایههای قارچ، شرایط محیطی و فاکتورهای فیزیولوژیکی میزبان باشد (9). نتایج مطالعه Ghoneem و همکاران (2023) نشان دادند تنوع ژنتیکی بالا در جمعیتهایR. solani باعث ایجاد شدتهای متفاوتی از بیماری در گیاهان میزبان میشود (2).
طبق پژوهشهای مختلف، عوامل متعددی در مقاومت گیاهان نسبت به R. solani نقش دارند؛ ازجمله این عوامل میتوان به بلوغ دیررس گیاه (21)، ضخامت اپیکوتیل (35)، فرار از بیماری و ژنتیک ارقام (35، 36)، وجود برگهای پهنتر و گسترش کندتر زخمها روی گیاه (37). اشاره کرد. همچنین، تجمع لیگنین و ترکیبات فنلی در دیواره سلولی میتواند موجب تقویت ساختار سلولی و کاهش نفوذپذیری نسبت به قارچ شود (38، 39).
برخی مطالعات پیشنهاد کردهاند پوسته بذرهای تیرهتر ممکن است در برابر ورودR. solani مقاومت بیشتری نشان دهند؛ زیرا ساختار مکانیکی سختتر و تجمع بالاتر ترکیبات فنولیک در آنها میتواند از نفوذ بیمارگر جلوگیری کند (9، 40)؛ با این حال در این پژوهش، چنین ارتباطی بین رنگ پوسته بذر و شدت بیماری مشاهده نشد که ممکن است بهدلیل تفاوت در جدایههای قارچ یا دیگر فاکتورهای ژنتیکی میزبان باشد.
نتیجهگیری
نتایج این تحقیق نشان دادند قارچ Rhizoctonia solani یکی از عوامل اصلی پوسیدگی ریشه و طوقه لوبیا در استان لرستان است و موجب کاهش شدید رشد گیاهان در تمامی ارقام بررسیشده میشود. هیچیک از ارقام لوبیای بررسیشده بهطور کامل مقاوم به این بیماری نبودند؛ با این حال، رقم تلاش کمترین شدت بیماری را نشان داد. این یافتهها بر لزوم توسعه ارقام مقاوم و استراتژیهای مدیریتی مؤثر برای کنترل این بیماری تأکید دارند.
سپاسگزاری
نویسندگان مراتب سپاس و قدرانی خود را از معاونت محترم
پژوهشی دانشگاه لرستان بهدلیل تأمین بودجه لازم برای انجام این پژوهش ابراز مینمایند.
[1] Constriction
)