اثرات باکتری محرک رشد گیاه و قارچ میکوریزا بر گیاه بادرنجبویه (Melissa officinalis L.) تحت تنش خشکی

محورهای موضوعی : تنش

اولیا اسحاقی گرجی ¹ , هرمز فلاح ² , یوسف نیک نژاد ³ , داوود براری تاری ⁴

1 - گروه زراعت، دانشکده علوم کشاورزی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران
2 - گروه زراعت، دانشکده علوم کشاورزی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران
3 - گروه کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت اله آملی، آمل، ایران
4 - گروه زراعت، دانشکده علوم کشاورزی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران

تاریخ دریافت : 1400/11/12 تاریخ پذیرش : 1401/01/26 تاریخ انتشار : 1403/07/03

کلید واژه: Glomus mosseae, کلروفیل, محتوای نسبی آب برگ, آنزیم‌های آنتی اکسیدانی, سرعت فتوسنتز, Azospirillum brasilense,

چکیده مقاله :

بهره‌گیری از رابطه همزیستی گیاهان با قارچ‌های آربوسکولار میکوریز و باکتری‌های محرک رشد، یکی از راهکارهای کاهش تنش خشکی در گیاهان است. پاسخ گیاه بادرنجبویه به تلقیح با قارچ Glomus mosseae، باکتری محرک رشد Azospirillum brasilense، و ترکیب قارچ + باکتری تحت شرایط تنش خشکی مورد ارزیابی قرار گرفت. این پژوهش در سال 1399 در گلخانه دانشگاه آزاد اسلامی-واحد آیت الله آملی به-صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با پنج تکرار انجام شد. نتایج تحقیق حاضر نشان دادند که تنش خشکی با کاهش محتوای آب نسبی (8/17 درصد)، باعث کاهش نسبت تعرق (2/62 درصد)، هدایت روزنه‌ای (8/36 درصد)، غلظت دی‌اکسید کربن زیر روزنه‌ای (5/22 درصد) و میزان فتوسنتز گیاه (5/48) نسبت به تیمار شاهد شد. تنش خشکی همچنین با افزایش تجمع پراکسید هیدروژن (1/2 برابر) و متیل گلی اکسال (2 برابر)، باعث القای تنش اکسیداتیو و در نتیجه، آسیب به غشاءهای زیستی و دستگاه فتوسنتزی گیاه بادرنجبویه نسبت به تیمار شاهد شد. با این حال، تلقیح با قارچ و باکتری، به ویژه تلقیح توأم قارچ و باکتری، با افزایش محتوای پرولین و محتوای آب نسبی برگ، باعث بهبود نسبت تعرق، هدایت روزنه‌ای، غلظت دی-اکسید کربن زیر روزنه‌ای و فتوسنتز تحت تنش خشکی شدند. تلقیح گیاه با قارچ و باکتری سبب افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانی و سیستم گلی اکسالاز، و درنتیجه، تقلیل تنش اکسیداتیو در شرایط تنش خشکی شدند که با محافظت از غشاهای زیستی و رنگیزه های فتوسنتزی، باعث بهبود رشد گیاه بادرنجبویه تحت تنش خشکی شدند. بنابراین، نتایج ثابت کردند که کاربرد قارچ G. mosseae و باکتری محرک رشد A. brasilense سبب تعدیل اثرات منفی تنش خشکی بر گیاه بادرنجبویه گردید.

چکیده انگلیسی:

The use of plant symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and Plant-growth-promoting rhizobacteria (PGPR) is one of the ways to reduce drought stress that has recently been used in agriculture. In the present study, the response of lemon balm (Melissa officinalis L.) plants to microbial inoculation of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR, Azospirillum brasilense) and arbuscular mycorrhizal fungus (AMF, Glomus mosseae) and co-inoculation (AMF+PGPR) under well-irrigated (100% field capacity) or drought stress (50% field capacity) conditions were investigated. This study was conducted in 2020 in the greenhouse of Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran as a factorial experiment based on a completely randomized design with five replications. The results of the present study showed that drought stress by reducing the relative water content (RWC, 17.8%), declined transpiration rate (E, 62.2%), stomatal conductance (gs, 36.8%), intercellular CO2 concentration (Ci, 22.5%), and net photosynthesis (Pn, 48.5%) of the plant compared to control plants. Drought stress also induced oxidative stress by increasing the accumulation of hydrogen peroxide (2.1-fold) and methylglyoxal (2-fold), resulting in damage to bio-membranes and photosynthetic apparatus and reduced growth of lemon balm. However, microbial inoculation, especially co-inoculation of PGPR and AMF, by improving the proline content and RWC, restored Ci, E, gs and Pn under drought stress. Microbial treatments by increasing the activity of antioxidant enzymes and the glyoxalase system reduced the level of hydrogen peroxide and methylglyoxal and alleviated drought stress-induced oxidative stress, which increased the growth of lemon balm under drought stress by protecting bio-membranes and photosynthetic pigments. Therefore, the results showed that the application of G. mosseae and A. brasilense alleviated the negative effects of drought stress on lemon balm.