تأثیر کاربرد روی، فسفر و تلقیح با قارچ اندوفیت Serendipita indica بر رشد و عملکرد توت فرنگی در سیستم هواکشت

دیهیم, محسن; قبولی, مهدی; موحدی, زهرا; رستمی, مجید

doi:10.22108/ijpb.2023.135238.1299

تعداد نشریات	43
تعداد شماره‌ها	1,724
تعداد مقالات	14,112
تعداد مشاهده مقاله	34,438,387
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	13,791,589

تأثیر کاربرد روی، فسفر و تلقیح با قارچ اندوفیت Serendipita indica بر رشد و عملکرد توت فرنگی در سیستم هواکشت

علوم زیستی گیاهی

مقاله 2، دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 52، شهریور 1401، صفحه 1-20 اصل مقاله (773.35 K)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22108/ijpb.2023.135238.1299

نویسندگان

محسن دیهیم؛ مهدی قبولی^* ؛ زهرا موحدی؛ مجید رستمی

گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

چکیده

از جمله روش‌های افزایش رشد و عملکرد گیاهان، تغذیه مناسب و استفاده از میکروارگانیسم‌های مفید است. پژوهش حاضر، با هدف بررسی تأثیر قارچ اندوفیت Serendipita indica و محلول‌دهی روی و فسفر بر رشد و عملکرد توت‌فرنگی در سیستم هواکشت انجام شد. این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل تلقیح با قارچ اندوفیت S. indica (تلقیح‌نشده و تلقیح با میسیلیوم قارچ) به‌عنوان فاکتور اول و تیمار با کود روی و فسفر (8/0 گرم سولفات روی، 2/1 گرم مونوپتاسیم فسفات، ترکیب روی- فسفات، بدون کود) به‌عنوان فاکتور دوم است. نتایج نشان داد تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ و اثر متقابل آن‌ها در کلیه صفات مورد بررسی به‌استثناء میزان پروتئین کل و وزن خشک معنی‌دار بود. نتایج بدست‌آمده همچنین، نشان داد که تلقیح با قارچ و محلول‌دهی روی و فسفر باعث افزایش صفاتی مانند تعداد گل، تعداد میوه، زیست‌توده اندام هوایی و ریشه، کلروفیل، قند محلول کل، پروتئین کل و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان می‌شود. در مجموع، می‌توان نتیجه گرفت تأثیر تیمارهای کودی فسفر و روی به همراه قارچ اندوفیت S. indica باعث بهبود صفات فیزیولوژیک و عملکرد توت‌فرنگی شده است. از طرف دیگر، تأثیرات مثبت کاربرد همزمان محلول‌دهی کودی و تلقیح با قارچ بیشتر از کاربرد منفرد کود و قارچ است. بنابراین، به نظر می‌رسد استفاده بهینه از عناصر مهمی نظیر فسفر و روی در کنار کاربرد قارچ‌های همزیست اندوفیت می‌تواند به عنوان یک راهکار مناسب برای افزایش رشد و عملکرد توت‌فرنگی در نظر گرفته شود.

کلیدواژه‌ها

قارچ اندوفیت؛ ریزمغذی؛ فسفر؛ هواکشت؛ فعالیت آنتی‌اکسیدانی؛ توت‌فرنگی

اصل مقاله

مقدمه. .

توت‌فرنگی (Fragaria ananassa Duch) گیاهی علفی، دولپه و چند ساله و به خانوادهRosaceae تعلق دارد. میوه‌های توت‌فرنگی ارزش اقتصادی و تغذیه‌ای بسیار بالایی دارند و به همین دلیل این گیاه به‌طور گسترده در جهان کشت می‌شود (Zhang et al., 2021). در گذشته، روش خاکی روش مرسوم کشت توت‌فرنگی بود، اما امروزه به دلیل تقاضای بالا و همچنین لزوم کشت خارج از فصل، استفاده از روش‌های کشت بدون خاک مرسوم شده است. پیشرفته‌ترین سیستم کشت آبکشت، سیستم هواکشت (ایروپونیک) است. هواکشت فرایندی است که ریشه‌های گیاهان در یک محفظه بسته قرار داشته و بطور متناوب با یک محلول غذایی به کمک پمپ و زمان‌سنج محلول‌پاشی می‌شوند (Hayden et al., 2004). از مزایای سیستم هواکشت می‌توان به کنترل آسان مواد غذایی و pH اشاره کرد. بر اساس شواهد موجود، نرخ رشد گیاه در این روش تقریباً دو برابر بیشتر از کشت خاکی است. امروزه روش هواکشت به دلیل مزایایی که دارد و به ویژه نقش ریشه در تغذیه گیاهی استفاده می‌شود (Movahedi et al., 2020).

فسفر و روی نقش مهمی در رشد و عملکرد توت‌فرنگی دارند (Sharma et al., 2006). ازاین‌رو، مدیریت محلول‌های غذایی برای موفقیت در تولید این گیاه در کشت‌های بدون خاک کلیدی است. روی یکی از عناصر کم مصرف است که در تولید هورمون‌های گیاهی، کارایی فتوسنتز و همچنین واکنش‌های اکسیداسیون و احیاء نفش مهمی ایفا می‌کند (Sharma, 2002). اگرچه نیاز گیاه به عنصر روی اندک است، اما عدم فراهم بودن کافی این عنصر سبب ایجاد تنش‌های فیزیولوژیک و اختلال در رشد و عملکرد گیاه می‌شود (Baybordi, 2006). در پژوهش‌هایی که بر روی ارقام کاماروسا و پاجارو توت‌فرنگی انجام شد، مشخص شد که محلول‌پاشی برگی روی باعث افزایش کیفیت، بازده میوه و محصول می‌شود (Mollaei et al., 2020; Kazemi, 2014).

فسفر یکی از عناصر ضروری و پر مصرف است که در اندام‌های گیاه از تحرک‌پذیری بالایی برخوردار و بعد از نیتروژن دومین عامل محدودکننده عملکرد محسوب می‌شود (Shen et al., 2011). فسفر در فرایندهای مختلف بیوشیمیایی مانند واکنش‌های انتقالی، سنتز نشاسته و انتقال کربوهیدرات‌ها دخالت دارد (Tabatabaei, 2013). در توت‌فرنگی این عنصر علاوه بر رشد و نمو گیاه، بر اندازه، شکل و تشکیل رنگ میوه مؤثر است (Kashi and Hekmati, 1991). در مطالعه‌ای که به منظور بررسی عناصر فسفر و روی بر توت‌فرنگی رقم کاماروسا در گلخانه انجام شد، مشخص شد که کاربرد روی و فسفر بر طول میوه، قطر میوه و ویتامین ث میوه تأثیر معنی‌داری دارد (Amiri et al., 2012). در مطالعه دیگری، کاربرد سطوح مختلف فسفر به‌طور قابل توجهی بر رشد، عملکرد و اجزاء عملکرد توت‌فرنگی تأثیر داشت (Akter et al., 2013). تیمارهای مختلف فسفر تأثیر معنی‌داری برجذب عناصر غذایی پرمصرف در اندام هوایی گیاه در هر دو مرحله رشد رویشی و میوه‌دهی و همچنین، عناصر جذب‌شده توسط میوه توت‌فرنگی رقم سلوا داشتند (Mashayekhi and Marjoy, 2017).

یکی از مهم‌ترین روابط همزیستی در عالم حیات، همزیستی میکوریزی است که در آن قارچ‌های میکوریزی با برقراری ارتباط با میزبان خود سبب افزایش جذب مواد غذایی، بالا رفتن توانایی رشد گیاهان و افزایش مقاومت به تنش‌های زیستی و غیر زیستی می‌شوند (Sabatino et al., 2020; Li et al., 2019). در سال‌های اخیر، قارچ اندوفیت Serendipita indica به دلیل عملکردهای شبه‌میکوریزی تقویت‌کننده رشد گیاه، دامنه میزبان گسترده‌تر نسبت به قارچ‌های میکوریزی و همچنین امکان کشت در محیط کشت‌های مصنوعی، به یک کانون تحقیقاتی جدید تبدیل شده است. این قارچ توانایی ایجاد رابطه همزیستی با دامنه وسیـعی از گیاهان میزبان را دارد و باعث افزایش رشد، عمـلکرد و همچنین مقاومت به تنش‌‌های زیستی و غیرزیستی می‌شود (Teimory et al., 2021; Xu et al., 2022; Reshna et al., 2022). قارچ S. indica سبب جذب عناصر غذایی خصوصا فسفر، پتاسیم و منیزیم، تولید هورمون‌هایی نظیر اکسین و سیتوکنین، افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی، افزایش تجمع اسمولیت‌ها و بیان برخی ژن‌های مرتبط با انتقال‌دهنده‌های هگزوزها می‌شود (Khalid et al., 2019; Izadi et al., 2021; Cheng et al., 2022). به‌علاوه، این قارچ با موفقیت در زمینه‌های اصلاح نهال، ارتقاء رشد، افزایش مقاومت به تنش و بهبود کیفیت میوه بسیاری از محصولات باغی از جمله توت‌فرنگی استفاده شده است (Mensah et al., 2020). تأثیر تلقیح با قارچ S. indica در نهال‌های کشت بافتی برخی از واریته‌های توت‌فرنگی بررسی شده است (Husaini et al., 2012; Chien and Lin, 2018). در رقم Taoyuan توت‌فرنگی، قارچ S. indica علاوه بر اثر تحریک‌کنندگی رشد بر روی نهال‌های کشت بافتی، مقاومت به آنتراکنوز را نیز در گیاهان توت‌فرنگی بهبود بخشید (Chien and Lin, 2018).

در سال‌های اخیر،کشاورزان برای افزایش تولید محصول از کودهای شیمیایی استفاده می‌کنند. تجمع باقیمانده این مواد شیمیایی مضر در میوه‌ها و سایر قسمت‌های خوراکی توسط بسیاری از پژوهشگران گزارش شده است (Gurusubramanian et al., 2008). از آنجایی که توت‌فرنگی به صورت خام مصرف می‌شود، تجمع چنین مواد شیمیایی ممکن است تأثیرات مضرتری نشان دهد. بنابراین، برخی از جایگزین‌های سازگار با محیط زیست می‌تواند برای بهبود عملکرد و کیفیت محصولات بررسی شود و از سوی دیگر باتوجه‌به اهمیت تعادل عناصر غذایی در بهبود رشد و عملکرد، محلول‌های غذایی مورد استفاده برای هواکشت بایستی به درستی مدیریت شوند تا بالاترین کارایی را داشته باشند. بنابراین، هدف از اجرای این پژوهش، بررسی تأثیر کاربرد روی و فسفر در ترکیب با قارچ S. indica بر رشد، عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک توت‌فرنگی است.

مواد و روش‌ها.

تکثیر مایه تلقیح قارچ . S. indica.

قارچ مطابق با روش Ghabooli, et al. (2013) بر روی محیط کشت پیچیده (محیط کشت آسپرژیلوس تغییریافته حاوی عناصر پرمصرف، کم مصرف، عصاره مخمر، پپتون و کازئین) کشت شده و به مدت 4 هفته در دمای 2±28 درجه سلسیوس قرار داده شد. برای تهیه میسلیوم، دیسک‌های فعال قارچ از محیط کشت جامد برداشته و در ارلن‌های 250 میلی‌لیتری حاوی 100 میلی‌لیتر محیط کشت مایع کشت و سپس در انکوباتور حاوی شیکر با دمای 2±28 درجه سلسیوس و 150 دور در دقیقه به مدت 10-7 روز قرار داده شدند. در مرحله بعد، میسلیوم‌ها با استفاده از فیلتر کاغذی واتمن شماره 1 از محیط کشت جدا و چندین بار با آب مقطر شستشو داده شدند (Bajaj et al., 2015).

کشت گیاه و تلقیح با قارچ S. indica

این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه تجاری در شهرستان آبیک قزوین انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل تلقیح با قارچ اندوفیت S. indica (تلقیح‌نشده و تلقیح با میسیلیوم قارچ) به‌عنوان فاکتور اول و تیمار با کود روی و فسفر (8/0 گرم سولفات روی، 2/1 گرم مونوپتاسیم فسفات، ترکیب روی- فسفات، بدون کود) به‌عنوان فاکتور دوم است. رقم مورداستفاده رقم سابرینا (رقم روزکوتاه) بود. نشاء‌ها قبل از انتقال به مخازن سیستم هواکشت به دو گروه تقسیم و یک گروه با میسیلیوم‌های قارچ تلقیح شدند؛ در حالی‌که برای گروه شاهد از میسیلیوم‌های اتوکلاوشده استفاده شد. سپس در هر مخزن، تعداد چهار نشاء تلقیح‌شده و چهار نشاء تلقیح‌نشده قرار داده و سیستم راه‌اندازی شد. گیاهان به مدت چهار هفته با برنامه تغذیه عمومی گلخانه تغذیه شدند و پس از اطمینان از استقرار کامل گیاه نسبت به اعمال تیمارها اقدام شد. در این مرحله به محلول غذایی مخزن شماره یک، 2/1 گرم در لیتر مونوپتاسیم فسفات (فسفر) اضافه و به محلول غذایی مخزن شماره دو، 8/0 گرم سولفات روی (روی) در لیتر اضافه شد. به محلول غذایی مخزن شماره سه، 2/1 گرم فسفر بعلاوه 8/0 گرم روی در لیتر اضافه و مخزن شماره چهار به عنوان شاهد با رژیم غذایی عمومی تغذیه شد. پس از ظهور کلیه میوه‌ها، نمونه‌برداری از اندام‌های هوایی انجام و صفاتی مانند ارتفاع بوته، تعداد برگ، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، محتوای نسبی آب، رنگیزه‌های فتوسنتزی، پرولین، عناصر و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان سنجش شد.

بررسی صفات رویشی و فیزیولوژیک

برای اندازه‌گیری تعداد گل و میوه در بوته، تعداد 2 گیاه در هر تکرار انتخاب و شمارش شد. پس از تعیین وزن تر نمونه‌های گیاهی برداشت‌شده، نمونه‌های مذکور به مدت 48 ساعت در آون با دمای 75 درجه سانتیگراد قرار داده شدند و وزن خشک آن‌ها نیز محاسبه شد. کلروفیل برگ با استفاده از استون 80 درصد، استخراج و سنجش آن مطابق با روش Arnon (1949) انجام شد. سپس غلظت کلروفیل کل در طول موج‌ 652 نانومتر به وسیله اسپکتروفتومتر (Analytikjena SPELORD 205، آلمان) تعیین شد. استخراج قند کل محلول از بافت تر برگ و میوه با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 485 نانومتر قرائت شد (Shlegl, 1986). برای اندازه‌گیری غلظت پروتئین از روش Bradford (1976) استفاده و غلظت آن در طول موج 595 نانومتر با استفاده از سرم آلبومین گاوی (BSA) به عنوان استاندارد اندازه‌گیری شد. برای سنجش فعالیت سینتیکی آنزیم پراکسیداز (POD) از روش Ferreira, et al. (2010) استفاده و منحنی جذب در طول موج 470 نانومتر قرائت شد. فعالیت آنزیم آسکوربات‌پراکسیداز (APX) به روش Nakano and Asada (1981) سنجش شد. سرعت واکنش آنزیمی به‌صورت تغییرات جذب بر زمان (OD/min) در طول موج 290 نانومتر برای 1 دقیقه ثبت شد. سنجش آنزیم کاتالاز (CAT) به روش Dhindsa et al. (1981) انجام و سپس سنجش فعالیت آنزیم از طریق اندازه‌گیری تجزیه آب اکسیژنه توسط اسپکتروفتومتر در طول موج 240 نانومتر برای مدت زمان 1 دقیقه انجام شد. تجزیه و تحلیل آماری نتایج، با استفاده از نرم‌افزارSPSS انجام شد. مقایسه میانگین‌ها نیز در سطح 5 درصد و بر اساس آزمون دانکن انجام شد.

نتایج و بحث

تعداد گل و میوه در بوته

نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 1) نشان داد که تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ و همچنین، تأثیرات متقابل قارچ در کود بر تعداد گل و میوه معنی‌دار است. نتایج مقایسه میانگین نشان داد بیشترین تعداد گل در تیمار تلقیح با قارچ و کاربرد روی (8/10 عدد) و کمترین آن مربوط به تیمار تلقیح‌نشده بدون کاربرد کود (5/6 عدد) بود (شکل 1-الف). بر اساس نتایج مقایسه میانگین بیشترین تعداد میوه به تیمار فسفر و تلقیح با قارچ (5/7 عدد) و کمترین آن به تیمار تلقیح‌نشده بدون کاربرد کود (4/2 عدد) مربوط بود (شکل 1-ب). روی نقشی اساسی در سنتز پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک (RNA و DNA) دارد که این امر به‌نوبه خود، میزان فرایند تولید گل را تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ بنابراین عملکرد و کیفیت میوه توت‌فرنگی با کمبود روی کاهش می‌یابد (Sedri and Ghaderi, 2005).Saadati و Moallemi (2011) نشان دادند که محلول‌پاشی روی در توت‌فرنگی علاوه بر افزایش تحمل گیاه به تنش شوری، باعث افزایش گلدهی و اجزاء عملکرد شد. Rahmani and Mohammadi Goltapeh (2018) نیز در بررسی نقش قارچ اندوفیت S. indica بر میزان گلدهی گیاه توت‌فرنگی درکشت هیدروپونیک نشان دادند که تلقیح با قارچ باعث افزایش میزان گلدهی در توت‌فرنگی شده است. نتایج پژوهش حاضر نیز نشان داد که ترکیب استفاده از قارچ S. indica و کود روی بیشترین اثر را بر تعداد گل دارد.

کمبود فسفر موجب کاهش تولید تعداد میوه می‌شود؛ علیرغم اینکه میوه‌های تولیدشده ازنظر اندازه کاملاً طبیعی هستند اما در مجموع عملکرد کل کاهش می‌یابد (Sedri and Ghaderi, 2005). Mollaei et al. (2020) گزارش نمودند که محلول‌پاشی و محلول‎دهی بوته‌های توت‌فرنگی با فسفر باعث افزایش عملکرد می‌شود. فسفر احتمالاً با دخالت در نقل و انتقال مواد فتوسنتزی توانسته است تعداد میوه را افزایش دهد. در تحقیق Akter et al. (2013) مشخص شد که کاربرد فسفر تعداد و اندازه میوه توت‌فرنگی را افزایش داده است.

Sinclair et al. (2013) نشان دادند که تلقیح با قارچ S. indica باعث افزایش زیست‌توده در برخی ارقام توت‌فرنگی شده است که با نتایج این پژوهش ، مطابقت دارد.

جدول 1- تجزیه واریانس تأثیر سطوح مختلف کود و تلقیح با قارچ S. indica بر تعداد گل، تعداد میوه، وزن خشک ریشه و اندام هوایی توت‌فرنگی

Table 1- Variance analysis for effect of fertilizer and S. indica inoculation on flower number, fruit number and root and shoot dry weight of strawberry

منابع تغییر	درجه آزادی	تعداد گل	تعداد میوه	وزن خشک اندام هوایی	وزن خشک ریشه
قارچ S. indica	1	^**63/99	^**48/45	^**41/5	^**88/0
کود	3	^**75/8	^**7/7	^**52/1	^**41/2
قارچ × کود	3	^**81/19	^**658/0	^ns023/0	^ns025/0
خطا	16	079/0	148/0	302/0	023/0
ضریب تغییرات	-	13/6	17/7	72/9	3/10

** و ns به ترتیب معنی‌داری در سطح احتمال 1 درصد و عدم تفاوت معنی‌داری است.

ns, **: Non significant and significant at 5% and 1% probability levels, respectively

شکل 1- تأثیرات متقابل کود وقارچ S. indica بر تعداد گل (الف) و تعداد میوه توت‌فرنگی (ب) (تیمارها: Zn: روی؛ P: فسفر؛ Zn+P: روی و فسفر)

Figure 1- Interaction effect of fertilizer and S. indica on flower (a) and fruit numbers (b) of strawberry (Treatments: Zn: Zinc; P: Phosphorous; Zn+P: Zinc and Phosphoporous)

وزن خشک ریشه و اندام هوایی

نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 1) نشان داد که تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ بر وزن خشک ریشه و اندام هوایی معنی‌دار بود، اما تأثیرات متقابل قارچ در کود معنی‌دار نشد. نتایج مقایسه میانگین برای تأثیرات ساده قارچ نشان داد تلقیح با قارچ به ترتیب باعث افزایش 24 و 37 درصدی وزن خشک اندام هوایی و ریشه میشود. همچنین بر اساس نتایج مقایسه میانگین، بیشترین وزن خشک اندام هوایی (1/3 گرم در بوته) در تیمار کاربرد همزمان روی و فسفر و کمترین میزان آن (9/1 گرم در بوته) در تیمار عدم کاربرد کود مشاهده شد (شکل 2-الف). در مقایسه میانگین برای اثر ساده کود بر وزن خشک ریشه، بیشترین وزن خشک ریشه (8/2 گرم) برای کاربرد روی و فسفر به‌صورت همزمان بود و کمترین میزان وزن خشک ریشه (4/1 گرم) برای عدم کاربرد کود بود (شکل 2-ب). این امر نشان می‌دهد تلقیح با قارچ و کاربرد کودهای روی و فسفر، میزان رشد و زیست‌توده گیاه توت‌فرنگی را افزایش داده است.

به نظر می‌رسد همزیستی میکوریزی از طریق تغذیه مناسب (جذب بیشتر عناصر غذایی به‌ویژه فسفر) و افزایش زیست‌توده گیاه توت‌فرنگی موجبات تسریع و افزایش در میزان گلدهی در بوته‌های تلقیح‌شده با قارچ را فراهم می‌آورد که با نتایج تحقیقات Varma et al. (2012 ، Kaboosi et al. (2022) وRahmani and Mohammadi Goltapeh (2018) مطابقت دارد. مکانیسم‌های مختلفی در ارتباط با تأثیر قارچ‌های اندوفیت بـر رشـد گیاهان ذکر شده است. قارچ احتمالاً تولید سیتوکنین را افزایش داده که به نوبه خود در افزایش زیست‌توده در گیاهان تلقیح‌شده مؤثر است (Vadassery et al., 2008). همچنین، تحقیقات نشان داده است که احتمالاً یکی از دلایل اصلی تحریک رشد ریشه گیاهان تلقیح‌شده، بیوسنتز اکسین توسط قارچ است (Su et al., 2017). قارچ همچنین، بازآرایی میکروتوبول‌ها را در سلول‌های ریشه تحریک کرده که ممکن است با رشد ریشه ارتباط داشته باشد (Wu et al., 2019). باتوجه‌به حضور فسفر در ساختمان انواع نوکلئوپروتئین‌ها، آنزیم‌ها و چربی‌ها، این عنصر نقش بسیار حیاتی در تشکیل سلول‌های جدید و رشد ریشه و اندام هوایی ایفا می‌کند. کمبود فسفر در گیاه توت‌فرنگی سبب کاهش اندازه ریشه‌ها و طوقه‌ها شده و در نتیجه در گیاهان در معرض کمبود فسفر ساقه‌های کمتر و کوتاه‌تری تولید می‌شود (Sedri and Ghaderi, 2005). Mashayekhi and Tatari (2017) نشان دادند کاربرد فسفر باعث افزایش معنی‌دار وزن تر و خشک اندام هوایی توت‌فرنگی رقم سلوا شده است. مشابه این نتیجه در تحقیق Mashayekhi and Marjoy (2017) نیز مشاهده شد. نتایج برخی پژوهش‌ها نشان می‌دهد که فسفر کافی سبب ازدیاد رشد گیاه و گسترش ریشه می‌شود؛ بدین ترتیب گیاه می‌تواند از حجم بیشتری از محیط کشت به منظور جذب عناصر غذایی و رطوبت استفاده کند که در این شرایط، جذب و کارایی استفاده از عناصر غذایی افزایش پیدا می‌کند (Bukvic et al., 2003). عنصر روی در تولید هورمون اکسین و درشت مولکول‌هایی نظیر اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها نقش حیاتی دارد. از طرفی روی به عنوان کوفاکتور در واکنش‌های اکسیداسیون-احیاء مشارکت می‌کند (Sharma, 2002)، بنابراین، به طور غیر مستقیم میزان رشد رویشی ریشه و ساقه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. تأثیرات مثبت روی در رشد گیاه، به علت نقش آن به عنوان اجزا سازنده آنزیم‌ها یا تنظیم‌کننده‌ها است. این عنصر نقش ضروری در متابولیسم گیاه دارد (Marschner, 2002). در دسترس بودن فسفر در خاک بر کلنیزاسیون قارچ‌های میکوریزی و اندوفیت‌ها در گیاهان تأثیر دارد و اگر خارج از محدوده باشد، باعث کاهش و یا عدم کلنیزاسیون می‌شود (Feng et al., 2003). بر اساس مطالعه‌ای که توسط Zhang et al. (2017) انجام شده است مشخص شد که با افزایش فسفر به غلظت 50 میلی‌گرم/گرم، نرخ کلنیزاسیون، تراکم میسیلیوم و تعداد اسپور در گیاه ذرت افزایش یافت اما افزایش غلظت به بیش از 200 میلی‌گرم/گرم باعث کاهش نرخ کلنیزاسیون شد. وضعیت مشابهی در مورد روی گزارش شده است، به‌طوری‌که غلظت بهینه این عنصر میزان کلنیزاسیون را افزایش می‌دهد (Saboor et al., 2021).

شکل 2- تأثیرات اصلی کود بر وزن خشک اندام هوایی (الف) و ریشه (ب) توت‌فرنگی. (تیمارها: Zn: روی؛ P: فسفر؛ Zn+P: روی و فسفر)

Figure 2- Effect of fertilizer on (a) shoot dry weight and (b) root dry weight of strawberry (Treatments: Zn: Zinc; P: Phosphorous; Zn+P: Zinc and Phosphoporous)

کلروفیل

بر اساس نتایج جدول تجزیه واریانس، تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ و همچنین، تأثیرات متقابل قارچ در کود بر محتوای کلروفیل برگ توت‌فرنگی معنی‌دار بود (جدول 2). نتایج آنالیز مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان رنگیزه کلروفیل (6/2 میلی‌گرم بر گرم وزن تازه) به تیمار تلقیح با قارچ و کاربرد کود فسفر و کمترین میزان کلروفیل (8/1 میلی‌گرم بر گرم وزن تازه) به تیمار عدم تلقیح و کاربرد کود مربوط بود (شکل 3).

تأثیرات مثبت قارچ بر محتوای کلروفیل در گیاهان مختلف گزارش شده است (Movahedi and Ghabooli, 2020; Kaboosi et al., 2022). قارچ با تأثیر بر روی پروتئین‌های دخیل در فتوسنتز و چرخه کالوین و نیز افزایش بیان ژن‌های آنها، نقش مهمی در حفظ و پایداری فتوسنتز ایفا می‌کند (Karimi et al., 2015). بهبود وضعیت آبی گیاه و جذب بهتر عناصر معدنی به ویژه فسفر و منیزیم دلیل دیگر افزایش محتوای کلروفیل است. مکانیزم‌های دیگری از جمله بهبود ویژگی‌های برگ، افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی نیز در بهبود فتوسنتز در گیاهان تلقیح‌شده مؤثر است (Shahabivand et al., 2017).

افزایش غلظت کلروفیل، احتمالاً به علت افزایش ساخت آن‌ها و تأثیر بر فعالیت آنزیم‌های مربوط به سنتز رنگدانه‌های فتوسنتزی است. فسفر می‌تواند بر سنتز این آنزیم‌ها تأثیر بگذارد، به‌طوریکه میزان فسفر ناکافی موجب کاهش ساخته شدن RNA و در نتیجه کاهش سنتز پروتیئن می‌شود (Molaie et al., 2018). افزایش میزان کلروفیل احتمالاً به دلیل تأثیر عنصر روی بر محتوای عناصر غذایی مؤثر در تشکیل کلروفیل نظیر آهن و منیزیم است. روی می‌تواند با افزایش بیوسنتز کلروفیل کارایی فتوسنتز را افزایش دهد که این امر احتمالاً به علت نقش این عنصر در متابولیسم نیتروژن و ساخت کلروفیل است (Marschner, 2002).

جدول 2- تجزیه واریانس تأثیر سطوح مختلف کود و تلقیح با قارچ S. indica بر کلروفیل، کربوهیدرات برگ و میوه و پروتئین برگ و میوه

Table 2- Variance analysis for effect of fertilizer and S. indica inoculation on chlorophyll, leaf and fruit carbohydrate and leaf and fruit protein.

منابع تغییر	درجه آزادی	کلروفیل	کربوهیدرات برگ	کربوهیدرات میوه	پروتئین برگ	پروتئین میوه
قارچ S. indica	1	^**246/0	^**157/0	^**85/2	^**27/0	^ns001/0
کود	3	^**255/0	^**139/0	^**268/0	^**032/0	^ns001/0
قارچ × کود	3	^**039/0	^**02/0	^**098/0	^**034/0	^ns002/0
خطا	16	0001/0	001/0	007/0	004/0	001/0
ضریب تغییرات	-	15/6	95/5	2/11	13/8	12/10

** و ns به ترتیب معنی‌داری در سطح احتمال 1 درصد و عدم تفاوت معنی‌داری است.

ns, **: Non significant and significant at 5% and 1% probability levels, respectively

شکل 3- تأثیرات متقابل کود وقارچ S. indica بر کلروفیل برگ توت‌فرنگی (تیمارها: Zn: روی؛ P: فسفر؛ Zn+P: روی و فسفر)

Figure 3- Interaction effect of fertilizer and S. indica on chlorophyll content of strawberry leaves (Treatments: Zn: Zinc; P: Phosphorous; Zn+P: Zinc and Phosphoporous)

قند محلول برگ و میوه

نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ و همچنین، تأثیرات متقابل قارچ در کود بر میزان قند محلول برگ و میوه فرنگی معنی‌دار بود. بررسی نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان قند محلول برگ (4/1 میلی‌گرم بر گرم وزن تازه) به تیمار کاربرد همزمان کود فسفره و روی به همراه قارچ اندوفیت S. indica و کمترین میزان آن (91/0 میلی‌گرم بر گرم وزن تازه) به گیاهان شاهد تلقیح‌نشده مربوط بود (شکل 4-الف). در مورد میزان قند محلول میوه، بیشترین میزان (7/2 میلی‌گرم بر گرم میوه) در تیمار کود فسفره به همراه قارچ و کمترین مقدار نیز در گیاهان شاهد تلقیح‌نشده (39/1 میلی‌گرم بر گرم میوه) مشاهده شد (شکل 4-ب).

Kaboosi et al. (2022) در بررسی تأثیر همزیستی قارچ اندوفیت بر برخی شاخص‌های فیزیولوژیک گیاه گوجه‌فرنگی نشان دادند که قارچ اندوفیت S. indica باعث افزایش قند محلول میوه شد. گزارش داده شده است که قارچ S. indica از طریق برخی انتقال‌دهنده‌های هگزوزی، جذب کربوهیدرات‌ها را افزایش می‌دهد. یکی از این انتقال‌دهنده‌ها، PiHXT5 است که از طریق شیب پروتونی جذب مونوساکاریدها را افزایش می‌دهد (Rani et al., 2016).

عنصر فسفر نقش بسیار مهمی در انتقال مواد قندی در گیاه دارد که موجب افزایش انتقال گلوکز و سایر کربوهیدرات‌ها می‌شود (Molaie et al., 2018). روی نیز نقش مهمی در تنظیم متابولیسم ساکاریدها، اسیدهای نوکلئیک و متابولیسم چربی‌ها دارد. آنزیم‌های زیادی نظیر روبیسکو، آلدولاز، ساکارز سنتاز و نشاسته سنتاز به روی به عنوان جزء عملکردی نیاز دارند (Ebrahimian and Bybordi, 2011). این نتایج با نتایج Alinejad Elahshah et al. (2018 تطابق دارد، آنها نشان دادند که سطوح مختلف روی باعث افزایش معنی‌داری قندهای محلول در توت‌فرنگی می‌شود.

شکل 4- تأثیرات متقابل کود وقارچ S. indica بر قند محلول برگ (الف) و میوه (ب) توت‌فرنگی (تیمارها: Zn: روی؛ P: فسفر؛ Zn+P: روی و فسفر)

Figure 4- Interaction effect of fertilizer and S. indica on (a) leaf and (b) fruit soluble sugar of strawberry (Treatments: Zn: Zinc; P: Phosphorous; Zn+P: Zinc and Phosphoporous)

پروتئین برگ و میوه.

نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ و همچنین، تأثیرات متقابل قارچ در کود بر میزان پروتئین برگ توت‌فرنگی معنی‌دار بود، اما هیچکدام از تأثیرات اصلی و تأثیرات متقابل بر صفت پروتئین میوه معنی‌دار نشدند. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان پروتئین برگ (54/1 میلی‌گرم در گرم وزن تازه) در تیمار ترکیب کود فسفر و روی در گیاهان تلقیح‌شده و کمترین آن (07/1 میلی‌گرم در گرم وزن تازه) در تیمار بدون کود و قارچ مشاهده شد اگرچه از نظر آماری تفاوت معنی‌داری در تیمار ترکیب کود فسفر و روی در گیاهان تلقیح‌شده با شاهد بدون کود و تلقیح با قارچ مشاهده نشد (شکل 5).

فسفر جزئی از ساختار پروتئین‌های سلول به‌حساب می‌آید و به‌عنوان بخشی از پروتئین‌های هسته، غشای سلولی و اسیدهای نوکلئیکی نقش ویژه‌ای دارد. برخی مطالعات نشان داده‌اند که استفاده از غلظت‌های مناسب عناصری نظیر فسفر که نقش معنی‌داری در مراحل مختلف بیوسنتز پروتئین دارند، باعث تغییر محتوای پروتئین‌ها میشود. به عبارت دیگر، در شرایط کمبود فسفر سنتز پروتئین‌ها کاهش می‌یابد ((Hawkesford et al., 2012). Wang, et al. (2018) گزارش دادند که غلظت پروتئین‌های برگ در کاربردهای فسفر بالا بیشتر از کاربردهای کم فسفر بود. مشابه با نتایج بدست آمده از این تحقیق گزارش شده است که افزایش سطح فسفر موجب افزایش عملکرد پروتئین در گیاه کلزا شد (Tavajjoh et al., 2016). استفاده از کودهای فسفر ممکن است با تأمین مواد غذایی پیش نیاز بیوسنتز کلروفیل و پروتئین، به افزایش محتوای کلروفیل و پروتئین کمک نماید. روی به عنوان اجزای ساختاری و کاتالیزوری پروتئین و آنزیم برای رشد و نمو طبیعی مورد نیاز است (Broadley et al., 2007). روی به عنوان کوفاکتور آنزیم RNA پلیمراز است. این آنزیم در بیوسنتز پروتئین‌ها نقش دارد (Rion and Alloway, 2004). در شرایط کمبود روی فعالیت آنزیم RNA پلیمراز و انتقال اسیدهای آمینه کاهش یافته و تجزیه و تخریب RNA شدت می‌یابد در نتیجه سنتز پروتئین به شدت کاهش می‌یابد. بنابراین، در صورت در دسترس بودن روی، درصد پروتئین گیاه افزایش می‌یابد. مشابه نتایج این مطالعه، افزایش پروتئین در گیاه تیمارشده با روی مشاهده شد (Askari et al., 2015). در تحقیق Movahedi et al. (2020) کاربرد عصاره فیلترشده قارچ S. indica در کاسنی و در سیستم هواکشت موجب افزایش پروتئین کل شد.

شکل 5- تأثیرات متقابل کود وقارچ S. indica بر محتوای پروتئین برگ توت‌فرنگی (تیمارها: Zn: روی؛ P: فسفر؛ Zn+P: روی و فسفر)

Figure 5- Interaction effect of fertilizer and S. indica on protein content of strawberry leaves (Treatments: Zn: Zinc; P: Phosphorous; Zn+P: Zinc and Phosphoporous).

آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان

پراکسیداز برگ و میوه

نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 3) نشان داد تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ و همچنین، تأثیرات متقابل قارچ در کود بر میزان آنزیم پراکسیداز برگ و میوه توت فرنگی معنی‌دار بود. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان پراکسیداز برگ (72/0 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) در تیمار ترکیب کود فسفر و گیاهان تلقیح‌شده و کمترین آن (31/0 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) در تیمار بدون کود و قارچ مشاهده شد. ترکیب کودی فسفر و روی به همراه قارچ باعث افزایش 32/2 برابری میزان پراکسیداز برگ در مقایسه با شاهد شد. همچنین، بر اساس نتایج مقایسه میانگین، بیشترین مقدار پراکسیداز میوه (به ترتیب 52/0 و 53/0 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) به تیمار کود روی به همراه قارچ و تیمار تلقیح‌شده با قارچ اندوفیت S. indica و کمترین آن (23/0 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) نیز به شاهد بدون کود و تلقیح با قارچ مربوط بود. استفاده از کود روی همراه با تلقیح با قارچ باعث باعث افزایش 30/2 برابری میزان پراکسیداز میوه نسبت به گیاهان شاهد (بدون کود و قارچ) شد (جدول 4).

آسکوربات پراکسیداز برگ و میوه

نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 3) نشان داد تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ و همچنین، تأثیرات متقابل قارچ در کود بر میزان آنزیم آسکوربات برگ و میوه توت فرنگی معنی‌دار بود. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان آسکوربات پراکسیداز برگ (78/1 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) در تیمار کود روی و کمترین آن (5/1 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) در تیمار بدون کود و قارچ مشاهده شد. تیمار کود روی میزان آسکوربات پراکسیداز برگ توت فرنگی را نسبت به تیمار شاهد 19 درصد افزایش داد. همچنین، مقایسه میانگین نشان داد بیشترین مقدار آسکوربات میوه (82/0 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) به کود فسفره و تلقیح با قارچ و کمترین آن (42/0 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) به تیمار تیمار قارچ همراه با روی مربوط بود. تیمار کودی فسفره به همراه قارچ اندوفیت S. indica باعث افزایش 5/74 درصدی میزان آسکوربات پراکسیداز میوه در مقایسه با شاهد شد (جدول 4).

کاتالاز برگ و میوه

نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 3) نشان داد تأثیرات اصلی تیمار کودی و قارچ و همچنین، تأثیرات متقابل قارچ در کود بر میزان آنزیم کاتالاز برگ و میوه توت فرنگی معنی‌دار بود.

نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان کاتالاز برگ (9/2 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) در تیمار کود فسفره و کمترین آن (19/2 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) در تیمار بدون کود و قارچ مشاهده شد. تیمار کود فسفره میزان کاتالاز برگ توت فرنگی را نسبت به تیمار شاهد 4/32 درصد افزایش داد. همچنین، مقایسه میانگین نشان داد بیشترین مقدار کاتالاز میوه (26/1 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) به تیمار شاهد و کمترین آن (69/0 واحد آنزیمی بر میلی‌گرم پروتئین محلول) به تیمار همزمان کود روی و فسفره در گیاهان تلقیح‌شده مربوط بود (جدول 4). نتایج بررسی آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان برگ و میوه توت‌فرنگی نشان داد که تلقیح با قارچ S. indica و کاربرد کودهای روی و فسفر باعث افزایش آنزیم‌های بررسی‌شده (بجز کاتالاز میوه) شده است. کاربرد همزمان کودها و تلقیح قارچ اثر مثبت بیشتری نسبت به کاربرد کودهای روی یا فسفر و همچنین تلقیح با قارچ در پراکسیداز برگ و میوه و همچنین آسکوربات پراکسیداز میوه توت‌فرنگی داشت. همچنین، نتایج نشان داد کاربرد کودهای روی و فسفر به ترتیب بیشترین تأثیر را بر اسکوربات پراکسیداز و کاتالاز برگ توت‌فرنگی داشت. در مورد کاتالاز میوه، تیمارهای مختلف اثر افزایشی نداشتند اما در پراکسیداز میوه کود روی نسبت به کود فسفر تأثیرات مثبت بیشتری داشت.

در مجموع، کاربرد این کودها و همچنین تلقیح با قارچ اثر افزایشی در اکثر آنزیم‌های اندازه‌گیری‌شده داشت.

آنزیم پراکسیداز که به‌صورت ایزوفرم‌های مختلف در سلول‌ها ظاهر می‌شوند و ویژگی‌های متفاوت دارند و این گروه‌های فعال اکسیژن را خنثی یا جاروب می‌کنند. پراکسیدازها در بسیاری از فرایندهای سلولی از قبیل متابولیسم اکسین، اتصالات عرضی در دیواره سلول‌های گیاهی، پاسخ به تنش‌های محیطی و نظایر آن شرکت می‌کنند (Yamasaki et al., 1997) بنابراین، افزایش آنزیم پراکسیداز باعث افزایش مقاومت یا تحمل گیاه در برابر تنش‌های زیستی و غیر زیستی شده و افزایش طول عمر برگ و میوه را به همراه خواهد داشت. در تحقیق Movahedi و همکاران (2020) کاربرد S. indica به‌طور معنی‌داری باعث کاهش میزان H₂O₂ و نشت الکترولیت شد که مبین افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی ازجمله آنزیم پراکسیداز است. در مطالعه Sun و همکاران (2010) تلقیح با قارچ S. indicaاز طریق افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، باعث کاهش تخریب کلروفیل و تیلاکوئید و کاهش افت کارایی فتوسنتز در کلم چینی شد.

جدول 3- تجزیه واریانس تأثیر سطوح مختلف کود و تلقیح با قارچ S. indica بر آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان (پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز و کاتالاز) برگ و میوه

Table 3- Variance analysis for effect of fertilizer and S. indica inoculation on antioxidant enzymes of strawberry leaf and fruit

منابع تغییر	درجه آزادی	پراکسیداز برگ	پروکسیداز میوه	اسکوربات برگ	اسکوربات میوه	کاتالاز برگ	کاتالاز میوه
قارچ S. indica	1	^**179/0	^**211/0	^**008/0	^**002/0	^**022/0	^**465/0
کود	3	^**053/0	^**013/0	^**01/0	^**112/0	^**005/0	^**063/0
قارچ × کود	3	^**013/0	^**012/0	^**024/0	^**021/0	^**018/0	^**016/0
خطا	16	0001/0	00014/0	00012/0	00015/0	00011/0	00013/0
ضریب تغییرات	-	77/7	14/6	9/5	12/10	13/8	18/6

** و ns به ترتیب معنی‌داری در سطح احتمال 1 درصد و عدم تفاوت معنی‌داری است.

ns, **: Non significant and significant at 5% and 1% probability levels, respectively

جدول 4- مقایسه میانگین تأثیرات کود و قارچ S. indica بر آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان برگ و میوه توت‌فرنگی

Table 4- Mean comparison of effect of fertilizer and S. indica inoculation on antioxidant enzymes in leaves and fruits of strawberry

کاتالاز میوه (U/mg prot)	کاتالاز برگ (U/mg prot)	آسکوربات پراکسیداز میوه (U/mg prot)	آسکوربات پراکسیداز برگ (U/mg prot)	پراکسیداز میوه (U/mg prot)	پراکسیداز برگ (U/mg prot)	تیمارها
26/1 ^a	19/2 ^d	50/0 ^c	50/1 ^c	23/0 ^d	31/0 ^e	بدون کود	تلقیح‌نشده
10/1 ^b	20/2 ^d	54/0 ^c	78/1 ^a	31/0 ^c	41/0 ^d	روی
06/1 ^bc	90/2 ^a	68/0 ^b	72/1 ^ab	24/0 ^d	59/0 ^b	فسفر
95/0 ^c	20/2 ^d	42/0 ^d	71/1 ^ab	28/0 ^cd	41/0 ^d	روی+ فسفر
93/0 ^c	35/2 ^b	47/0 ^c	71/1 ^ab	53/0 ^a	62/0 ^b	بدون کود	تلقیح‌شده
84/0 ^d	37/2 ^b	42/0 ^d	72/1 ^ab	52/0 ^a	53/0 ^c	روی
79/0 ^d	20/2 ^d	82/0 ^a	70/1 ^ab	39/0 ^b	72/0 ^a	فسفر
69/0 ^e	29/2 ^c	50/0 ^c	74/1 ^ab	37/0 ^b	53/0 ^c	روی+ فسفر

در هر ستون میانگین‌هایی که دارای حداقل یک حرف مشترک هستند در سطح 5 درصد تفاوت معنی‌دار دارند

Mean values marked with the different letters are significantly different (P ≤ 0.05)

کاربرد کود روی و کاربرد همزمان قارچ و کود فسفره به ترتیب بیشترین تأثیر را بر افزایش محتوای آنزیم اسکوربات پراکسیداز برگ و میوه توت‌فرنگی داشت. Waller et al. (2005) گزارش کردند که S. indica باعث افزایش محتوای آسکوربات کل گیاه جو شده و از این طریق در ایجاد مقاومت در برابر بیماری‌های قارچی و تحمل به تنش شوری نقش داشته است. Rahmati et al. (2004) نیز گزارش نمودند که کاربرد روی در مقایسه با تیمار شاهد، تأثیر قابل‌توجهی بر افزایش فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز داشت. مشابه این نتایج توسط Sbartai et al. (2011) نیز گزارش شده است.

در مورد آنزیم کاتالاز، تنها تیمار فسفر باعث افزایش معنی‌دار کاتالاز برگ توت‌فرنگی شد؛ از طرفی هیچ‌کدام از تیمارها باعث افزایش معنی‌دار کاتالاز میوه توت‌فرنگی نشد. Mollaei et al. (2020) در بررسی اثر محلول‌پاشی فسفر بر رشد، عملکرد و کیفیت میوه توت‌فرنگی گزارش کردند که کاربرد فسفر باعث افزایش آنتی‌اکسیدان‌های کل شد. Heshmati et al. (2016) در بررسی تأثیر کود شیمیایی و زیستی فسفر بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان و صفات بیوشیمیایی گلرنگ بهاره (Carthamus tinctorius) تحت تنش کمبود آب نشان دادند که کود زیستی فسفره باعث افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز و میزان پروتئین‌های محلول برگ در شرایط تنش در مراحل رویشی و زایشی شد. در مجموع نتایج نشان می‌دهد که قارچ ممکن است در چندین پاسخ فیزیولوژیک از طریق فعال کردن آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان دخالت کند. فیتوهورمون‌هایی مانند اکسین و سیتوکنین تولید شده توسط قارچ ممکن است سطح آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان را در گیاهان تلقیح‌شده تغییر دهد (Zhang et al., 2018).

روی عنصر ضروری و کم مصرف است که در گروه‌های مختلف آنزیم‌های گیاهی شرکت داشته و در محافظت غشاء در برابر رادیکال‌های آزاد اکسیژن نقش مهمی ایفا می‌کند (Hemantaranjan, 1996) و همچنین، نقشی فعال در تولید اکسین دارد (Cakmak et al., 1989).

نتایج این پژوهش با نتایج Alinejad Elahshah et al. (2018) که اثر کاربرد روی را بر توت‌فرنگی بررسی کردند همسو است، آنها نشان دادند که مصرف روی موجب افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی نسبت به تیمار شاهد شد.

نتایج Heshmati et al. (2016) نشان داد استفاده از کودهای شیمیایی فسفردار باعث افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان می‌شود.

در مطالعه‌ای نشان داده شده است که کاربرد فسفر ظرفیت آنتی‌اکسیدانی و فتوسنتزی را در Paeonia ostia افزایش می‌دهد (Duan et al., 2022).

نتیجه گیری

مطالعه حاضر با هدف ارزیابی تأثیرات تلقیح با قارچ اندوفیت S. indica و محلول‌دهی روی و فسفر بر رشد، عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک رقم سابرینا توت‌فرنگی بود. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که کاربرد قارچ S. indica باعث افزایش تعداد گل و میوه در تمام تیمارها شده است، که به نوبه خود می‌تواند عملکرد نهایی را نیز افزایش دهد. همچنین اغلب صفات فیزیولوژیک بررسی‌شده در گیاهان تلقیح‌شده با قارچ بهبود یافته است که نشان می‌دهد استفاده از این قارچ می‌تواند رشد و نمو توت‌فرنگی را در شرایط هواکشت افزایش دهد. از طرف دیگر، محلول‌دهی روی و فسفر در سیستم هواکشت نیز تأثیرات مثبتی بر رشد، عملکرد و ویژگی‌های فیزیولوژیک توت‌فرنگی داشت. بررسی نتایج نشان می‌دهد در بیشتر موارد، تأثیرات کابرد همزمان قارچ و کودها نسبت به کاربرد منفرد قارچ و کود، تأثیرات مثبت و مشهودتری داشت.

در مجموع، نتایج نشان می‌دهد مدیریت محلول‌های غذایی و استفاده بهینه از عناصر مهمی نظیر فسفر و روی در کنار کاربرد میکرواگانیسم‌های مفید نظیر قارچ‌های اندوفیت می‌تواند به عنوان یک راهکار مناسب برای افزایش رشد و عملکرد توت‌فرنگی و دستیابی به کشاورزی پایدار در تولید این محصول در نظر گرفته شود.

مراجع

Alinejad Elahshah, A., Moradi, H. and Sadeghi, H. (2018) Effect of foliar application of zinc and boron on quantitative and qualitative characteristics of strawberry fruit (Fragaria ananassa cv. Aromas) in hydroponic system. Journal of Horticultural Science 32(2): 213-226.

Akter, S., Hossain, M. I., Kabir, K., Jahan, M. S. and Baten, M. A. (2013) Effect of phosphorus on growth and yield of strawberry varieties. International of Journal of Sustainable Agricultural Technology 9(9): 8-12.

Amiri, M., Boroumand, N. and Rashidi, N. (2012) Effects of simultaneous application of phosphorus and zinc on the characteristics of strawberry fruit and plantlets. In: Proceeding of the National Conference on Environment and Plant Production, Semnan, Iran (in Persian).

Arnon, D. I. (1949) Copper enzymes in isolated chloroplasts. polyphenol oxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology 24(1): 1-15.

Askari, M., Amini, F. and Jamali, F. (2015) Effects of zinc on growth, photosynthetic pigments, proline, carbohydrate and protein content of Lycopersicum esculentum under salinity. Journal of Plant Process and Function 3(9): 45-58 (in Persian).

Bajaj, R., Hu, W., Huang, Y., Chen, S., Prasad, R., Varma, A. and Bushley, E. (2015) The beneficial root endophyte Piriformospora indica reduces egg density of the soybean cyst nematode. Biological Control 90: 193-199.

Baybordi, A. (2006) Zinc in soils and crop nutrition. 1st edition, Parivar Press (in Persian).

Bradford, M. M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principles of protein dyebinding. Analitic Biochemistry 72: 248-254.

Broadley, M. R., White, P. J., Hammond, J. P., Zelko, I. and Lux, A. (2007) Zinc in plants. New Phytologist 173(4): 677-702.

Bukvic, G., Antunovic, M., Popovic, S. and Rastija, M. (2003) Effect of P and Zn fertilization on biomass yield and its uptake by maize lines (Zea mays L.). Plant Soil Environment 49: 505-510.

Cakmak, I., Marschner, H. and Bangerth, F. (1989) Effect of zinc nutrition status on growth, protein metabolism and level of indole-3 acetic acid and other phytohormones in bean (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Experimental Botany 40: 405-415.

Cheng, C., Li, D., Wang, B., Liao, B., Qu, P., Liu, W., Zhang, Y. and Lu, P. (2022) Piriformospora indica colonization promotes the root growth of Dimocarpus longan seedlings. Scientia Horticulturae 301: 111-137.

Chien, Y. and Lin, N. (2018) Effects of biohardening with Serendipita indica on strawberry growth and resistance to Colletotrichum gloeosporioides. Journal of Edmicinal Plant Research 60: 1-8.

Dhindsa, R. S., Plumb-Dhindsa, P. and Thorpe, T. A. (1981) Leaf senescence: correlated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation, and decreased levels of superoxide dismutase and catalase. Journal of Experimental Botany 32: 93-101.

Duan, X., Liu, W., Wang, X., Zhang, L., Liu, S., Guo, L., Guo, D. and Hou, X. (2022) Effects of phosphorus fertilization on growth characteristics, fatty acid composition, and seed yields of fengdan (Paeonia ostii T. Hong and JX Zhang). Horticultural Science 57(6): 733-740.

Ebrahimian, E. and Bybordi, A. (2011) Exogenous silicium and zinc increase antioxidant enzyme activity and alleviate salt stress in leaves of sunflower. Journal of Food, Agriculture and Environment 9: 422-427.

Feng, H. Y., Feng, G., Wang, J. G. and Li, X. L. (2003) Regulation of P status host plant on alkaline phosphatase (ALP) activity in intraradical hyphae and development of extraradical hyphae of AM fungi. Mycosystema 22: 589-598.

Ferreira, L. C., Cataneo, A. C., Remaeh, L. M. R., Corniani, N., de Fatima Fumis, T., de Souza, Y. A., Scavroni, J. and Soares, B. J. A. (2010) Nitric oxide reduces oxidative stress generated by lactofen in soybean plants. Pesticide Biochemistry and Physiology 97(1): 47-54.

Ghabooli, M., Khatabi, B., Ahmadi, F. S., Sepehri, M., Mirzaei, M., Amirkhani, A. and Salekdeh, GH. (2013) Proteomics study reveals the molecular mechanisms underlying water stress tolerance induced by Piriformospora indica in barley. Journal of Proteomics 94: 289-301.

Gurusubramanian, G., Rahman, A., Sarmah, M., Ray, S. and Bora, S. (2008) Pesticide usage pattern in tea ecosystem, their retrospects and alternative measures. Journal of Environmental Biology 29: 813-826.

Hawkesford, M., Horst, W., Kichey, T., Lambers, H., Schjoerring, J., Skrumsager Moller, I. and White, P. (2012) Functions of macronutrients. In: Marschner's mineral nutrition of higher plants (Ed. Marschner, P.) 135-189. Academic Press, London.

Hayden, A. L., Brigham, L. A. and Giacomelli, G. A. (2004) Aeroponic cultivation of ginger (Zingiber officinalis) rhizomes. Acta Horticulturae 659: 397-402.

Hemantaranjan A. (1996) Physiology and biochemical significance of zinc in plants. In: Advancement in Micronutrient Research, Ed. Hemanteranjan A. Scientific Publishers, India.

Heshmati, S., Amini Dehaghi, M. and Fathi Amirkhiz, K. (2016) Effect of chemical and biological phosphorus on antioxidant enzymes activity and some biochemical traits of spring safflower (Carthamus tinctorius L.) under water deficit stress conditions. Isfahan University of Technology-Journal of Crop Production and Processing 6(19): 203-214

Husaini, A. M., Abdin, M. Z., Khan, S., Xu, Y. W., Aquil, S. and Anis, M. (2012) Modifying strawberry for better adaptability to adverse impact of climate change. Current Science 102: 1660-1673.

Izadi, F., Ghabooli, M., Rostami, M. and Movahedi, Z. (2021) Evaluation of fungus Piriformospora indica effects on some morphophysiological traits of radish under heavy metal stress. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production 31(3): 117-129 (in Persian).

Kaboosi, E., Ghabooli, M. and Karimi, R. (2022). Piriformospora indica inoculants enhance flowering, yield, and physiological characteristics of tomato (Lycopersicon esculentum) in different growth phases. Iranian Journal of Plant Physiology 12(3): 4183-4194 (in Persian).

Karimi, F., Sepehri, M., Afuni, M. and Hajabbasi, M. (2015) Effect of endophytic fungus, Piriformospora indica, on barley resistance to lead. Isfahan University of Technology 19(71): 311-321 (in Persian).

Kashi, A. K. and Hekmati, J. (1991). Strawberry breeding. Ahmadi Press, Tehran, Iran (in Persian)

Kazemi, M. (2014) Influence of foliar application of Iron, Calcium and Zinc sulfate on vegetative growth and reproductive characteristics of strawberry cv. ‘Pajaro’. Trakia Journal of Sciences 1: 21-26 (in Persian).

Khalid, M., Rahman, S. U. and Huang, D. F. (2019) Molecular mechanism underlying Piriformospora indica-mediated plant improvement/protection for sustainable agriculture. Acta Biochimica et Biophysica Sinica 51(3): 229-242.

Li, F., Hao, Z. P. and Chen, B. D. (2019) Molecular mechanism for the adaption of arbuscular mycorrhizal symbiosis to phosphorus deficiency. Journal of Plant Nutrition. 25: 1989-1997.

Marschner, H. (2002) Mineral nutrition of higher plants. 2nd Edition, Academic Press, London, UK.

Mashayekhi, P. and Tatari, M. (2017) Effect of different concentrations of nitrogen, phosphorus and potassium on some quantitative and qualitative characteristics of strawberry cv. Selva in hydroponic culture. Iranian Journal of Soil Research 30(4): 391-402 (in Persian).

Mashayekhi, P. and Marjoy, A. (2017) The effect of different levels of nitrogen, potassium and phosphorus on absorption of macro elements by strawberry plants in different growth stages in hydroponic culture. In: Proceeding of the 15th Iranian Soil Science Congress, Isfahan, Iran (in Persian).

Mensah, R. A., Li, D., Liu, F., Tian, N., Sun, X., Hao, X., Lai, Z. and Cheng, C. (2020) Versatile Piriformospora indica and its potential applications in horticultural crops. Horticultural Plant Journal 6: 111-121.

Molaie, M., Tabatabaei, S. and Sharafi, Y. (2018) The effect of foliar application of glucose and mono potassium phosphate (KH₂PO₄) on some characteristics of strawberry cultivar "Camarosa" in Hydroponic condition. Horticultural Plants Nutrition 1(2): 51-64 (in Persian).

Mollaei, N., Tabatabae, S. and Sharafi, Y. (2020) Effect of phosphorus spraying and nutrigation on growth, yield and quality of strawberries in soilless culture. Horticultural Plants Nutrition 3(2): 107-116 (in Persian).

Movahedi, Z., Rostami, M. and Ghabooli, M. (2020) Piriformospora indica culture filtrate and biofertilizer (Nitrokara) promote chicory (Cichorium intybus L.) growth and morpho-physiological traits in an aeroponic system and soil Cculture. International Journal of Horticultural Science and Technology 4: 353-363.

Nakano, Y. and Asada, K. (1981) Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidases in spinach chloroplasts. Plant Cell Physiology 22: 867-880.

Rahmani, H. and Mohammadi Goltapeh, E. (2018) Effect of endophytic fungi Pirifomospora indica on flowering and root growth parameters of strawberry in hydroponic culture. Journal of Horticultural Science 32(2): 239-249 (in Persian).

Rahmati, M., Yazdani, M. and Ghanati, F. (2004) Effect of excess amount of Mn on activation of certain enzymes antioxidant system in suspension-cultured tea cells. In: Proceeding of the 2nd Congress on Applied Biology, Mashhad, Iran (in Persian).

Rani, M., Raj, S., Dayaman, V., Kumar, M., Dua, M. and Johri, A. K. (2016) Functional characterization of a hexose transporter from root endophyte Piriformospora indica. Frontiers in Microbiology 7(1083): 1-15.

Reshna, O. P., Beena, R., Joy, M., Viji, M. M. and Roy, S. (2022) Elucidating the effect of growth promoting endophytic fungus Piriformospora indica for seedling stage salinity tolerance in contrasting rice genotypes. Journal of Crop Science and Biotechnology 25: 583-598.

Rion, B. and Alloway, J. (2004) Fundamental aspects of zinc in soils and plants. International Zinc Association Communications. IZA publications, Brussels, Belgium.

Saadati, S. and Moallemi, N. (2011) A study of the effect of zinc foliar application on growth and yield of strawberry plant under saline conditions. Iranian Journal of Horticultural Science 42(3): 267-275 (in Persian).

Sabatino, L., Iapichino, G., Consentino, B. B., Anna, F. and Rouphael, Y. (2020) Rootstock and arbuscular mycorrhiza combinatorial effects on eggplant crop performance and fruit quality under greenhouse conditions. Agronomy 10(693): 1-15.

Saboor, A., Ali, M. A., Husain, S., Tahir, M. S., Irfan, M., Bilal, M., Baig, K. S., Datta, R., Ahmed, N., Danish, S. and Glick, B. R. (2021). Regulation of phosphorus and zinc uptake in relation to arbuscular mycorrhizal fungi for better maize growth. Agronomy 11(2322): 1-15.

Sbartai, H., Djebar, M. R., Rouabhi, R., Sbartai, I. and Berrebbah, H. (2011) Antioxidative response in tomato plants Lycopersicon esculentum L. roots and leaves to zinc. American-Eurasian Journal of Toxicology Science 1: 41-46.

Sedri, M. H. and Ghaderi, N. (2005) Nutrient deficiency symptoms in strawberries. Technical Bulletin No. 462. Sana Publication (in Persian).

Shahabivand, S., Parvaneh, A. and Aliloo, A. A. (2017) Root endophytic fungus Piriformospora indica affected growth, cadmium partitioning and chlorophyll fluorescence of sunflower under cadmium toxicity. Ecotoxicology and Environmental Safety 145: 496-502.

Sharma, R. R. (2002) Growing strawbeeries. Scientist division of fruit and horticulture technology. New Dehli, international book distributing Co. India.

Sharma, R. R., Krishna, H., Patel, V. B., Dahuja, A. and Singh, R. (2006) Fruit calcium content and lipoxygenase activity in relation to albinism disorder in Strawberry. Scientia Hortculturae 107: 150-154.

Shen, J., Yuan, L., Zhang, J., Li, H., Bai, Z., Chen, X., Zhang, W. and Zhang, F. (2011) Phosphorus dynamics: from soil to plant. Plant Physiology 156: 997-1005.

Shlegl, H. G. (1986) Die verwertung orgngischer souren durch chlorella lincht. Plant Sciences 41:47-51.

Sinclair, G., Charest, C., Dalpe Y. and Khanizadeh, S. (2013) Influence of colonization by arbuscular mycorrhizal fungi and a root endophyte on selected strawberry cultivars under salt conditions. Canadian Journal of Plant Science 93: 1-3.

Su, Z. Z., Wang, T., Shrivastava, N., Chen, Y. Y., Liu, X., Sun, C., Yin, Y., Gao, Q. K. and Lou, B. G. (2017) Piriformospora indica promotes growth, seed yield and quality of Brassica napus L. Microbiological Research 199: 29-39.

Sun, C., Johnson, J. M., Cai, D., Sherameti, I., Oelmuller, R. and Lou, B. (2010) Piriformospora indica confers drought tolerance in Chinese cabbage leaves by stimulating antioxidant enzymes, the expression of drought-related genes and the plastid-localized CAS protein. Journal of Plant Physiology 167(12): 1009-1017.

Tabatabaei, S. J. (2013) Principles of mineral Nutrition Plant. Tabriz University press, Iran (in Persian).

Tavajjoh, M., Karimian, N., Ronaghi, A., Yasrebi, J., Hamidi, R. and Olama, V. (2016) Yield, yield components and seed quality of two rapeseed cultivars as affected by different levels of phosphorus and boron under greenhouse conditions. Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture 6(4): 99-113.

Teimory, H., Ghabooli, M. and Movahedi, Z. (2021). Effects of different inoculation methods of Serendipita indica on some morphophysiological, biochemical, and yield traits of tomato under drought stress. Iranian Journal of Plant Biology 13(2): 1-22

Vadassery, J., Ritter, C., Venus, Y., Camehl, I., Varma, A., Shahollari, B., Novak, O., Strnad, M., Ludwig-Muller, J. and Oelmuller, R. (2008). The role of auxins and cytokinins in the mutualistic interaction between Arabidopsis and Piriformospora indica. Molecular Plant-Microbe Interactions 21(10): 1371-1383.

Varma, A., Bakshi, M., Lou, B., Anton, H. and Oelmuller, R. (2012). Piriformospora indica: a novel plant growth-promoting mycorrhizal fungus. Agricultural Research 1: 117-131.

Waller, F., Achatz, B., Baltruschat, H., Fodor, J., Becker, K., Fischer, M., Heier, T., Huckelhoven, R., Neumann, C., Von Wettstein, D. and Franken, P. (2005) The endophytic fungus Piriformospora indica reprograms barley to salt-stress tolerance, disease resistance, and higher yield. Proceedings of the National Academy of Sciences 102(38): 13386-13391.

Wang, J., Chen, Y., Wang, P., Li, Y. S. and Khan, A. (2018) Leaf gas exchange, phosphorus uptake, growth and yield responses of cotton cultivars to different phosphorus rate. Photosynthetica 56: 1414-1421.

Wu, C., Li, B., Wei, Q., Pan, R. and Zhang, W. (2019) Endophytic fungus Serendipita indica increased nutrition absorption and biomass accumulation in Cunninghamia lanceolata seedlings under low phosphate. Acta Ecologica Sinica 39(1): 21-29.

Xu, Z., Pehlivan, N., Ghorbani, A. and Wu, C. (2022) Effects of Azorhizobium caulinodans and Piriformospora indica co-Inoculation on growth and fruit quality of tomato (Solanum lycopersicum L.) under salt stress. Horticulturae 8(4): 1-19.

Yamasaki, H., Sakihama, Y. and Ikehara, N. (1997) Flavonoid-peroxidase reaction as a detoxification mechanism of plant cells against H₂O₂. Plant Physiology 115: 1405-1412.

Zhang, Y., Liu, F., Wang, B., Wu, H., Wu, J., Liu, J., Sun, Y., Cheng, C. and Qiu, D. (2021) Identification, characterization and expression analysis of anthocyanin biosynthesis-related bHLH genes in blueberry (Vaccinium corymbosum L.). International Journal of Molecular Sciences 22(13274): 1-19.

Zhang, W., Wang, J., Xu, L., Wang, A., Huang, L., Du, H., Qiu, L. and Oelmller, R. (2018). Drought stress responses in maize are diminished by Piriformospora indica. Plant Signaling and Behavior 13(1): 1-11.

Zhang, S. B., Wang, Y. S., Yin, X. F., Liu, J. B. and Wu, F. X. (2017) Development of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi and their influences on the absorption of N and P of maize at different soil phosphorus application levels. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers. 23: 649-657.

آمار

تعداد مشاهده مقاله: 1,171

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 357

سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب

پیوندهای مفید

اخبار و اعلانات

آمار

تأثیر کاربرد روی، فسفر و تلقیح با قارچ اندوفیت Serendipita indica بر رشد و عملکرد توت فرنگی در سیستم هواکشت