اثر قارچ‌های میکوریز آربوسکولار در بهبود مؤلفه‌های رشدی بذر گونه محلب (Cerasus mahaleb (L.) Mill)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

2 'گروه علوم زیستی جنگل، محقق بخش تحقیقات جنگلها، مراتع و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان ایلام، ایران

چکیده

سابقه و هدف: تقویت زیستی بذر با کودهای زیستی یکی از جدیدترین روش‌های ارتقای کیفیت بذر است. روش‌های مختلف پرایمینگ زیستی بذر در حال جایگزینی تدریجی تیمارهای شیمیایی هستند. تقویت بذر از طریق پرایمینگ با قارچ‌های میکوریز آربوسکولار از جمله روش‌های کارآمد در جهت بهبود و افزایش کارآیی عملکرد بذر در گونه‌های گیاهی می‌باشد. گونه محلب یکی از گونه‌های جنگلی زاگرس است که به طور طبیعی رویش دارد و به دلایلی از جمله بهره‌برداری‌های بی‌رویه، در معرض خطر نابودی قرار دارد که استقرار و زادآوری آن را با مشکل مواجه کرده است. بنابراین مطالعه حاضر با هدف اثر قارچ‌های میکوریز آربوسکولار در بهبود مؤلفه‌های رشدی بذر جمعیت‌های مختلف گونه محلب در استان اصفهان انجام گرفت.

مواد و روش‌ها: این پژوهش با در نظر گرفتن دو فاکتور، شامل بذر گونه محلب (10 منطقه متفاوت جنگلی فریدونشهر) و تلقیح با قارچ میکوریز آربوسکولار انجام گرفت. به همین منظور اثر تلقیح بذر گونه محلب در 10 پروونانس جنگل‌های شهرستان فریدونشهر استان اصفهان با قارچ‌های میکوریزی در پنج سطح شامل عدم تلقیح قارچ میکوریز، تلقیح با قارچ‌های میکوریز آربوسکولار Rhizophagus irregularis، Claroideoglomus etunicatum، Funneliformis mosseaeو تیمار ترکیبی از سه قارچ میکوریز آربوسکولار (MIX)، بر مؤلفه‌های جوانه‌زنی بذر گونه محلب در آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار برای هر تیمار و 10 نونهال در مجموع 150 گلدان انجام گرفت. جهت تعیین صفات کمی و کیفی بذور، از هر منطقه 100 عدد میوه محلب انتخاب و سپس وزن بذر اندازه‌گیری شد. پس از اعمال تیمارهای تلقیح قارچ میکوریز، آزمون جوانه‌زنی و شاخص‌های جوانه‌زنی محاسبه شدند.

نتایج و بحث: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر منطقه (جمعیت‏های مختلف بذر)، تلقیح قارچ‌های میکوریز آربوسکولار و اثر متقابل آن‌ها بر تمامی مؤلفه‌های بررسی شده شامل درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، شاخص بنیه بذر، قدرت جوانه‌زنی و طول ریشه‌چه در سطح احتمال 1% معنی‌دار بودند. بذر گونه محلب در مناطق چال خلیل 1 و 2 و پشتکوه سوم دورک 2 شاخص‌های جوانه‌زنی بذر بهتری داشتند. به‌طوریکه بیشترین درصد جوانه‌زنی بذر (69/28% )، بنیه بذر (09/39)، قدرت جوانه‌زنی (98/27)، سرعت جوانه‌زنی (08/0)، طول ریشه‌چه بذر (5/15 میلیمتر) و بیشترین طول ساقه‌چه بذر (72/12 میلیمتر) 72/12 در منطقه چال خلیل 1 مشاهده شد و منطقه چال خلیل 2 و پشتکوه سوم-دورک 2 در رتبه بعدی قرار گرفتند. نتایج مقایسه میانگین اثر قارچ‌های میکوریز آربوسکولار بر مؤلفه‌های جوانه‌زنی بذر نشان داد، تیمارهای قارچی باعث بهبود شاخص‌های جوانه‌زنی بذر در تمام مناطق مختلف (پروونانس) بذر شدند و کمترین شاخص‌های جوانه‌زنی در تیمار عدم تلقیح قارچ‌های میکوریز آربوسکولار مشاهده شد. براساس نتایج تیمار تلقیح ترکیبی با سه گونه قارچ میکوریز آربوسکولار بیشترین تأثیر را بر شاخص‌های بنیه بذر (20/39)، قدرت جوانه‌زنی (38/22 درصد)، طول ریشه‌چه (66/11 میلی‌متر) و طول ساقه‌چه (76/13 میلی‌متر) داشت. تیمار قارچ میکوریز Funneliformis mosseae نیز بهترین عملکرد را در شاخص سرعت جوانه‌زنی بذر (45/0) از خود نشان داد. همچنین در تمامی ژنوتیپ‌های مختلف بذر، بیشترین درصد جوانه‌زنی به تیمار قارچ میکوریز آربوسکولار Funneliformis mosseae (55/22 %) تعلق داشت.

نتیجه‌‌‌‌گیری: بطور کلی، نتایج نشان داد که عامل مبدأ جمع‌آوری بذر و قارچ‌های میکوریز آربوسکولار در رشد و استقرار بذر گونه محلب مؤثر واقع شده‌اند. تلقیح بذر با قارچ‌های میکوریز آربوسکولار سبب پرورش نهال‌های سالم و مقاوم از طریق افزایش و بهبود سرعت، قدرت و درصد جوانه زنی بذر، بنیه بذر و طول ریشه‌چه و ساقه‌چه نونهال‌های گونه محلب می‌شود. لذا می‌توان از این قارچ‌ها به منظور تکثیر انبوه پایدار گونه محلب استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Improving the Growth Components of Seeds of Cerasus Mahaleb (L.) Mill

نویسندگان [English]

  • Bahman Zamani Kebrabadi 1
  • Nahid Jafarian 2
1 Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
2 2. Department Forest Biological, Researcher, Research Division of forests, Rangelands and Watershed, Ilam Agricultural and Natural Resources Research Center (AREEO), Ilam, Iran.
چکیده [English]

Introduction: Biofortification of seeds with biofertilizers is one of the newest ways to improve seed quality. Different biological seed priming methods are gradually replacing chemical treatments. Seed strengthening through priming with arbuscular mycorrhizal fungi is one of the most efficient methods for improving and increasing the efficiency of seed yield in plant species. Mahlab species is one of the forest species of Zagros, which grows naturally and is in danger of destruction due to excessive exploitation, which has made its establishment and reproduction difficult. Therefore, the present study was conducted to investigate the effect of arbuscular mycorrhizal fungi in improving the growth components of the seeds of different Mahlab species populations in Isfahan province.

Material and Methods: This research was carried out considering two factors, including Mahlab seeds (10 different forest regions of Fereydounshahr and inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi. For this purpose, the effect of seed inoculation of Mahlab species in 10 provenances of the forests of Fereydunshahr, Isfahan province with the most mycorrhizal fungi in five levels including no inoculation of mycorrhizal fungi, inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi Rhizophagus irregularis, Claroideoglomus etunicatumandFunneliformis mosseae. The treatment of three arbuscular mycorrhizal fungi (MIX) on the germination parts of Mahlab species was done factorially in the form of a randomized complete block design with three replications for each treatment and 10 seedlings in a total of 150 pots. To determine the quantitative and qualitative characteristics of the seeds, 100 Mahlab fruits were selected from each region and then the seed weight was measured. After applying mycorrhizal mushroom inoculation treatments, germination tests and germination indices were calculated.

Results and Discussion: The results of the analysis of variance showed that the effect of the region (different seed populations), inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi, and their mutual effect on all investigated components including germination percentage, germination speed, seed vigor index, germination strength, and root length in 1% probability level were significant. The seeds of the Mahlab variety in Chal Khalil 1 and 2 and Pushtkoh 3 Durak 2 areas had better seed germination indicators. So, the highest percentage of seed germination (28.69%), seed vigor index (39.09), germination power (27.98), germination speed (0.08), root length of seeds (15.5 mm), and maximum length of the seed stem (12.72 mm) was observed in Chal Khalil 1 area, and Chal Khalil 2 area and Peshtkouh 3-Durak 2 were ranked next. The results of comparing the average effect of arbuscular mycorrhizal fungi on the components of seed germination showed that fungal treatments improved seed germination indices in all different regions (seed provenance) and the lowest germination indices were in the non-inoculation treatment. Arbuscular mycorrhizal fungi were observed. The results showed that mixed inoculation treatment had the greatest effect on the indicators of seed germination seed vigor index (39.20), germination strength (22.38 %), root length (11.66 mm), and stem length (13.76 mm) compared to other treatments. Funneliformis mosseae mycorrhizal fungus treatment also showed the best performance in seed germination speed index (0.45). Also, in all different seed genotypes, the highest percentage of germination belonged to the arbuscular mycorrhizal Funneliformis mosseae treatment (22.55%).

Conclusion: In general, the results showed that the source of seed collection and arbuscular mycorrhizal fungi were effective in the growth and establishment of Mahlab species seeds. Seed inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi causes the cultivation of healthy and resistant seedlings by increasing and improving the speed, strength, and percentage of seed germination, seed vigor index, and roots length and stem length of Mahlab species seedlings. Therefore, these fungi can be used for the sustainable mass propagation of Mahlab species.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arbuscular mycorrhizal fungi
  • Cerasus mahaleb
  • germination
  • provenance

مراجع

References
Afkari, A., (2018). The effect of seed inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi on some chemical characteristics and seed germination of corn (SC704) under drought stress. Iranian Journal of Seed Science and Technology. 8(1), 253-264. (In Persian)
Alghamdi, S. A. (2019). Influence of mycorrhizae fungi on seed germination and growth in terrestrial and epiphytic orchids. Saudi Journal of Biological Sciences. 26(3), 495–502.
Azarnia, M., Biabani, A., Gholizadeh, A., Eisvand, H. R. & Gholamalipour Alamdari, E., (2016). Effect
f Mycorrhizal Inoculation and Grain Priming on Some Quantity and Quality Properties of Lentil (Lens culinaris L.). Journal of Water and Soil. 2(3), 27-53. (In Persian with English abstract)
Ballina, H.S., Ruiz, E., Ambriz, E. & Alvarado, C.J., (2017). Efecto de la luz y micorrizas en la germinacion de semillas de arboles de selvas secas. Madera Bosques. 23(3), 29–37.
Barber, N.A., Kiers, E.T., Theis, N., Hazzard, R.V. & Adler. L.S., (2013). Linking agricultural practices, mycorrhizal fungi, and traits mediating plant-insect interactions. Ecological Applications. 23, 1519 – 1530
Cranenbrouck, S., Declerck, S. & de Bloulois, H.D., (2008). International Training on in Vitro Culture of Arbuscular Mycorrhizal Fungi. Univercité Cattholique de Louvain
Dearnaley, J.D.W. (2007). Further advances in orchid mycorrhizal research. Mycorrhiza. 17(6), 475–486.
Ebrahimi, N., S.H. Kaboli, Rejalii, F. & Zolfaghari. A.A., (2023). Effect of Biofertilizers (rhizobacteria and mycorrhizal fungi) on Growth Characteristics of Zygophyllum eurypterum. JAST. 25 (6), 1417-1429
Escobar-Vargas, S., C.F.V. Aguirre, F.A. & Rivera Páez. (2022). Arbuscular Mycorrhizal Fungi Prevent Mercury Toxicity in Lactuca sativa (L.) Seed Germination. Pollution. 8(3), 1014-1025.
Esmaeili Sharif, M., Zamani Kebrabadi, B. & Dehqani, M. (2021). Influence of Arbuscular mycorrhiza fungi on morphological characteristics of Cerasus Mahaleb L. one year old seedlings under drought stress. Forest and Wood Products.74(1), 15-28.
Fernandez-Zarate, F.H., Huaccha-Castillo, A.E., Quiñones-Huatangari, L., Vaca-Marquina, S.P., Sanchez-Santillan, T., Morales-Rojas, E., Seminario-Cunya, A., Guelac-Santillan, M., Barturén-Vega, L.M. & Coronel-Bustamante, D., (2022). Effect of arbuscular mycorrhiza on germination and initial growth of Cinchona officinalis L. (Rubiaceae). Forest Science and Technology 18(4): 182-189.
Figura, T., Tylova, E., Jersakova, J., Vohnik, M. & Ponert, J., (2021). Fungal symbionts may modulate nitrate inhibitory effect on orchid seed germination. Mycorrhiza. 31, 231–241.
Gholinezhad, A., Samsami, N., & Abhari, A., (2020). Effect of Drought Stress, Mycorrhiza and Bacteria on Mother Plant on Produced Seed Vigor and its Related Traits in Soybean (Glycine max cv. Kosar). Iranian Journal of Seed Research. 7(1), 99-119. (In Persian with English abstract)
Gutowski, V. (2015). The effect of mycorrhizae on seed germination, development, and reproductive
yield of Rapid Gro Radish. Essai. 13(1), 43-46.
Hamidi, A., Asgharzadeh, A., Khavari, A., Akbari Vala, S. & Choukan, R. (2021). Effect of Plant Growth Promoting Bacteria (PGPB) and Mycorrhizae Fungi on three Maize (Zea mays L.) Hybrids Some Seed Germination and Seedling Vigour Trait. Journal of agricultural Science and sustainable production. 31(3), 149- 167. (In Persian with English abstract)
Huante, P., Ceccon, E., Orozco-Segovia, A., Sanchez-Coronado, M.E., Acosta, I. & Rincon, E., (2012). The role of arbuscular mycorrhizal fungi on the early-stage restoration of seasonally dry tropical forest in Chamela, Mexico. Revista Arvore. 36(2), 279 –289.
ISTA (International Seed Testing Association). (2011). International Rules for Seed Testing. International Seed Testing Association, Bassersdorf, Switzerland.
Karsa, K.K. & Abebie. B., (2012). Influence of seed priming on seed germination and vigor traits of Vicia villosa ssp. dasycarpa (Ten.). African Journal of Agricultural Research. 7(21), 3202-3208.
Koide, R. T. (2010). Mycorrhizal symbiosis and plant reproduction. In H. Koltai and Y. Kapulnik [eds.] Arbuscular mycorrhizas: physiology and function. 297–320. Springer.
Kumar, R., Bhardwaj, A.K. & Chandra, K.K., (2024). Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on the germination of Terminalia arjuna plants grown in fly ash under nursery conditions. Forestist. 74(2), 142-146.
Louarn, J., Carbonne, F., Delavault, P., Bécard, G. & Rochange, S., (2012). Reduced germination of Orobanche cumana seeds in the presence of arbuscular mycorrhizal fungi or their exudates. PLoS ONE. 7, e49273
Najm, A., Aran, M. & Rahimian Boogar, A., (2023). The effect of seed inoculation with mycorrhizal fungi on germination and growth indicators of two papaya (Carica papaya L.) varieties in different culture substrates. Iranian Journal of Seed Science andTechnology. 12(4), 69-84. (In Persian with English abstract)
Rahimzadeh, S. & Pirzad, A., (2019). Pseudomonas and mycorrhizal fungi co-inoculation alter seed quality of flax under various water supply conditions. Industrial Crops & Products. 129, 518–524.
Rathnan, R.K., John, D. & Balasaravanan, T., (2013). Isolation, screening, identifica-tion and optimized productionof extra cellular cellulose from Bacillus subtilisusing cellulosic waste as carbonsource. J. Microbiol. Biotechnol. Food Science. 2 (6), 2383–2386
Reddy, P. P., (2013). Recent Advances in crop protection. Springer.
Sabeti, H., (1976). Forests, Trees and Shrubs of Iran. Yazd University Press, Yazd. 810p.
Sekhavati, N., Akbarinia, M., Khazaei Pool, S., Zanganeh, H. & Mirzaei, J. (2013). Study of Site and Silvicultural Characteristics of Rock Cherry (Cerasus mahaleb (L.) Mill in Kermanshah Province. Journal of Sciences and Techniques in Natural Resources. 7(3), 27-39.
Senberga, A., Dubova, L. & Alsina, I., (2018). Germinat ion and growth of primary roots of inoculated bean (Vicia faba) seeds under different temperatures. Agronomy Research. 16(1), 243 253.
Shao, S.C., Luo, Y. & Jacquemyn, H., (2020). Co-cultures of mycorrhizae fungi do not increase germination and seedling development in the epiphytic orchid Dendrobium nobile. Frontiers in Plant Science. 11, 571426.
Smith, S. E. & Read, D. J., (2008). Mycorrhizal symbiosis. Academic Press, London.
Solaiman, A.R.M., Rabbani, M.G. & Moll, M.N., (2005). Effect of inoculation of Rhizobium and Arbuscular Mycorriza, poultry litter, nitrogen and phosphorus on growth and yield in chickpea. Korean Journal of Crop Science. 50 (4), 256 -261
Tawakal Afshari, R., Abbasi Sorki, A. & Ghasemi, A., (2017). Seed technology and the basics of its biology. Tehran University Publications.
Thakur, J. & Shinde, B.P., (2020). Effect of water stress and AM fungi on the growth performance of pea plant. International Journal of Applied Biology. 4(1), 36-43.
Tiwari, R.S., Chandra, K.K., Dubey, S. & Tripathi
S., (2022). Influence of packaging materials and Storage Conditions on seed germination ability and biochemical changes in some medicinal plants of Indian forests. Frontiers in Forests and Global Change. 5, 868237.
Varga, S., (2015). Effects of arbuscular mycorrhizal fungi and maternal plant sex on seed germination and early plant establishment. Am J Bot. 102(3),358–366.
Wang, M., Wang, Z., Guo, M., Qu, L. & Biere. A., (2023). Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on plant growth and herbivore infestation depend on availability of soil water and nutrients. Frontiers Plant Science. 14,1101932. doi: 10.3389/ fpls.2023.1101932
Wu, J., Wang, F., MA, L., Yang, J., Huang, X., AN. G. & Liu. S., (2014). Seedling performance of Phragmites australis (Cav.) Trin ex. Steudel in the presence of arbuscular mycorrhizal fungi. Journal of Applied Microbiology. 116, 1593 – 1606.
Zamani Kebrabadi, B., Jaberalansar, Z. & Esmaeili Sharif, M., (2023). Investigating the effect of bacteria PGPR in stimulating germination and improving the growth components of seeds Cerasus mahaleb (L.) Mill (Study area: Faridunshahr, Isfahan province). Seed Research. 13 (2), 77-93. (In Persian with English abstract)
Zanganeh, H., )1999(. Report of existence Cerasus mahaleb (L.) Mill. in Kermanshah province forests. Published by Forests, Range and Watershed Management Organization, Tehran, 13p.
فصلنامه علوم محیطی
دوره 23، شماره 4
دی 1404
صفحه 825-838

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار