نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Plant growth and yield enhancement can be evoked in crops by the exploitation of beneficial microorganisms and the optimal provision of plant nutrients. The effect of inoculation with Serendipita indica and the application of zinc and phosphorus on the growth and yield of strawberries in the aeroponic system was the goal of the present experiment. The study was conducted in a completely randomized design with different levels of inoculation with endophytic fungus S. indica (non-inoculated and inoculated with fungus mycelium) as the first factor and different levels of fertilizer application (0.8 gr zinc sulfate, 1.2 gr monopotassium phosphate, combined zinc-phosphorus and control) as the second factors with three replications. The results showed that the main effects of fertilizer and fungus treatment as well as their interaction effect were significant in all traits except for total protein content. The results also showed that fungus inoculation and zinc and phosphorus application increased traits such as flower and fruit number, shoot and root biomass, chlorophyll, total soluble sugars, protein content, and antioxidant enzymes. In sum, it can be concluded that the effect of phosphorus and zinc fertilizer treatments along with the endophytic fungus S. indica has improved the physiological traits and yield of strawberries. On the other hand, the effects of the simultaneous application of fertilizer and fungus inoculation are more positive than the single application of fertilizer and fungus. Therefore, the optimal application of important elements such as phosphorus and zinc along with the exploration of endophytic symbiotic fungi can be considered a suitable strategy to increase the growth and yield of strawberries.
Introduction
Strawberry (Fragaria ananassa Duch) is a perennial and herbaceous plant belonging to the Rosaceae family. This plant is widely cultivated because of its high economic and nutritional value. Mycorrhizal symbiosis is one of the most significant mutualisms on earth, in which mycorrhizal fungi increase the absorption of nutrients by the roots of plants and improve their growth and development.. In recent years, the endophytic fungus, Serendipita indica, has attracted the attention of researchers due to its mycorrhizal-like functions, broader host range than mycorrhizal fungi, and the possibility of cultivation in synthetic cultures. This fungus has been successfully used in seedling breeding, growth promotion, and fruit quality improvement of many horticultural crops, including strawberry. Mineral nutrients like phosphorus and zinc play an important role in the growth and yield of strawberry plants. In recent years, farmers have used chemical fertilizers to increase crop production. There are reports of the residual accumulation of these harmful chemicals in fruits and other edible parts. Therefore, the management of nutrient solutions is critical to the success of the production of this plant in soilless cultures. In addition, beneficial microorganisms can stimulate plant growth and yield in crops.
Since beneficial microorganisms can play an important role as biofertilizers, this study aimed to evaluate the effects of inoculation of strawberry plants with Serendipita indica and the application of zinc and phosphorus on the growth and yield of strawberries in the aeroponic system.
Materials and Methods
The study was conducted in a completely randomized design with different levels of inoculation with endophytic fungus S. indica (non-inoculated and inoculated with fungus mycelium) as the first factor and different levels of fertilizer application (0.8 gr zinc sulfate, 1.2 gr monopotassium phosphate, combined zinc-phosphorus and control) as the second factors with three replications. Strawberry seedlings (Sabrina as a short-day variety) were divided into two groups. Group number one was inoculated with fungus mycelium before being transferred to aeroponic tanks, while autoclaved mycelium was used for the other group (as a control). The plants were kept in the same nutritional conditions, and after ensuring the complete establishment of the plants, the treatments were applied. At this stage, 1.2 g of monopotassium phosphate (phosphorus) was added to the nutrient solution of tank number one. 0.8 g of zinc sulfate per liter was added to the nutrient solution of tank number two. 1.2 g of phosphorus plus 0.8 g of zinc per liter were added to the nutrient solution of tank number three, and plants in tank number four received regular nutrient solution as a control. After the emergence of fruits, shoot samples were harvested, and traits like the number of flowers and fruits, shoot and root dry weight, photosynthetic pigments, protein, soluble sugar, elements content, and antioxidant enzymes were measured.
Results and Discussion
The results showed that the main effects of fertilizer, fungus treatment, and their interaction effect were significant in all traits except for dry weight and total protein content. According to the results, fungus inoculation and zinc and phosphorus application increased traits, such as the number of flowers and fruits, shoot weight, and root biomass. Phosphorus might increase the number of flowers and fruits by interfering with the transfer of photosynthetic materials. In addition, it seems the symbiotic relationship has increased the number of flowers and fruits by enhancing the absorption of nutrients and biomass of the strawberry plants. Fungus and zinc may stimulate root growth and increase its biomass by influencing the production of auxin hormones. Inoculation by affecting photosynthesis-related proteins and the application of zinc by affecting the amount of effective elements in the formation of chlorophyll caused a significant increase in the content of chlorophyll. The results showed that inoculation with S. indica and foliar application of zinc and phosphorus increased leaf and fruit soluble sugar content. The fungus seems to increase carbohydrate uptake through some hexose transporters. Besides, phosphorus plays an important role in transferring sugars in the plant. The results showed that inoculation with S. indica and the application of zinc and phosphorus fertilizers increased the content of antioxidant enzymes (except fruit catalase). Combined treatment of S. indica and fertilizers had a positive effect on leaf and fruit peroxidase and ascorbate peroxidase of strawberry fruits.
Conclusion
The effects of phosphorus and zinc fertilizer treatments combined with the endophytic fungus S. indica have improved the physiological traits and yield of strawberries. In other words,the effects of the simultaneous application of fertilizer and fungus inoculation are more positive than the single application of fertilizer and fungus. Therefore, the optimal application of important elements such as phosphorus and zinc combined with the exploration of endophytic symbiotic fungi can be considered a suitable strategy to increase the growth and yield of strawberries.
کلیدواژهها [English]
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.