ارزیابی حساسیت هشت رقم لوبیا (Phaseolus vulgaris L.) به پوسیدگی ریشه و طوقه ناشی از Rhizoctonia solani

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.

 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