تاثیر بیوپرایمینگ بذر با قارچ trichoderma harzianum روی تولید متابولیت‌های ثانویه در زیره سبز (cuminum cyminum l.)

این مطالعه به‌منظور بررسی تاثیر بیوپرایمینگ با تعدادی از جدایه‌های بومی قارچ trichoderma harzianum روی شاخص‌های جوانه‌زنی و بنیه بذر یک توده بومی زیره سبز (cuminum cyminum l.) انجام شد. همچنین تاثیر آنزیم‌های خارج سلولی تولیدشده توسط این جدایه‌ها به‌عنوان الیسیتور بر تولید و انباشت متابولیت‌های ثانویه در گیاهچه‌های حاصل از بذرهای بیوپرایم شده بررسی شد. براساس نتایج، تمام جدایه‌های t. harzianumقادر به تولید آنزیم‌های آمیلاز، پروتئاز، سلولاز، زایلاناز، کیتیناز و لیپاز بودند. نتایج همچنین نشان داد که بیوپرایمینگ بذر زیره سبز به‌طور قابل‌توجهی روی شاخص‌های بنیه و جوانه‌زنی بذر تاثیر گذاشته و موجب بهبود کیفیت و سلامت بذر و گیاهچه شد. در این مطالعه، اسانس گیاهچه‌های حاصل از بذرهای بیوپرایم شده به روش تقطیر با آب استخراج و ترکیبات شیمیایی آن با استفاده از روش‌های کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی گازی متصل به طیف‌سنج جرمی شناسایی شدند. نتایج نشان داد که ترکیب‌های اصلی شناسایی شده شامل بتاپینن، پاراسیمن، لیمونن، گاماترپینن، ترپینن4اُل، آلفاترپینئول، کومین آلدهید و بتافارنزن بودند. همچنین قارچ t. harzianumو آنزیم‌های ترشح شده توسط آن به‌عنوان الیسیتور موجب افزایش بیان ژن‌های مرتبط با تولید و انباشت متابولیت‌های ثانویه در زیره سبز شدند. این اولین گزارش در مورد تاثیر بیوپرایمینگ بذر با جدایه‌های بومی قارچ t. harzianum روی ترکیب‌های اسانس گیاهچه‌های زیره سبز می‌باشد. یافته‌های این پژوهش نشان داد که مقدار آنزیم‌های خارج سلولی ترشح شده توسط جدایه‌های t. harzianum متفاوت است و روی میزان تولید و انباشت متابولیت‌های ثانویه در زیره سبز تاثیر می‌گذارد.

Effects of seed biopriming with fungus Trichoderma harzianum on secondary metabolites production in cumin (Cuminum cyminum L.)

This study was aimed at investigating the effects of biopriming with a number of native isolates of Trichoderma harzianum on the germination and seed vigor indices of a native cumin (Cuminum cyminum L.) population. Also, the effects of extracellular enzymes produced by these isolates as elicitors on the production and accumulation of secondary metabolites in the seedlings obtained from bioprimed seeds were studied. Based on the results, all the T. harzianum isolates were able to produce the enzymes amylase, protease, cellulase, xylanase, chitinase, and lipase. The results also showed that the cumin seed biopriming significantly affected the germination and seed vigor indices and improved the quality and health of seeds and seedlings. In this study, the essential oil of seedlings obtained from the bioprimed seeds was extracted by water distillation and its chemical compounds were identified by GC and GC/MS. The results showed that the main compounds identified included βpinene, ρcymene, limonene, γterpinene, terpinen4ol, αterpineol, cuminaldehyde, and βfarnesene. Also, T. harzianum and the enzymes secreted by it as elicitors increased the expression of genes associated with the production and accumulation of secondary metabolites in cumin. This is the first report on the effects of seed biopriming with the native isolates of T. harzianum on the essential oil compounds of cumin seedlings. The findings of this research showed that the amount of extracellular enzymes secreted by the T. harzianum isolates is different and affects the production and accumulation of secondary metabolites in cumin.