کاربرد قارچ های همزیست در کاهش اثرات سمی کروم در گیاه کاهو در شرایط هیدروپونیک

سابقه و هدف: کروم یکی فلزات سنگین است که معمولاً به دلیل تخلیه بیش از حد پساب‌های حاوی کروم ناشی از فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی در بسیاری از مناطق و کشورها یافت می‌شود. در گیاهان آلی، کروم برای رشد آن‌ها ضروری نیست و سمیت کروم ممکن است علائم سوختگی بافت و کاهش سنتز کلروفیل را نشان دهند همچنین آن در انتقال الکترون نقش داشته و باعث تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ros) مانند رادیکال‌های هیدروکسیل و سوپراکسید می‌شود که منجر به تنش‌های اکسیداتیو و آسیب به سلول‌ها و بافت‌های گیاهی می‌شود. قارچ‌های همزیستی با بهبود جذب آب و مواد معدنی، گلدهی زودرس، تولید بذر و شدت فتوسنتزی بیشتر، رشد و نمو گیاه را به طور قابل توجهی تسریع می‌کنند. این قارچ‌ها تولید متابولیت‌های ثانویه را تغییر داده و سازگاری و تحمل را در برابر تنش‌های زیستی و غیرزیستی افزایش می‌دهند. این مطالعه با هدف بررسی نقش قارچ‌های میکوریزا piriphormospora indica و glomus intradises به عنوان راهکار ممکن برای کاهش سمیت گیاهی کروم انجام شد.مواد و روش‌ها: به منظور بررسی تاثیر غلظت‌های مختلف کروم (0، 3 و 15 میلی‌گرم در لیتر در محلول غذایی) و قارچ‌های همزیست (بدون تلقیح، قارچ p.indica و g. intradises و ترکیب دو قارچ همزیست) بر رشد، خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی کاهو( lactuca sativa cv. little jem )، آزمایشی به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی در 4 تکرار در سال 1400 به صورت کشت هیدروپونیک در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا گردید. در این تحقیق مقدار کروم و نیتروژن برگ، درصد همزیستی ریشه، وزن خشک ریشه و اندام هوایی، تعداد برگ، محتوای کلروفیل و کارتنوئید، هدایت روزنه‌ای برگ، پروتئین محلول، نشت الکترولیت، آسکوربات پراکسیداز، کاتالاز، پراکسید هیدروژن مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کروم در محلول غذایی درصد همزیستی، وزن خشک ریشه و اندام هوایی، محتوای کلروفیل و کارتنوئید، هدایت روزنه‌ای برگ و پروتئین محلول کاهش یافت. در حالی که مقدار نشت الکترولیت، پراکسید هیدروژن و فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز و کاتالاز افزایش یافت. گیاهان تلقیح شده با قارچ‌های همزیست p.indicaو g. intradises توانست اثرات منفی سمیت کروم را از طریق کاهش جذب کروم و افزایش جذب نیتروژن، درصد همزیستی، محتوای کلروفیل و فعالیت آنزیم‌های اسکوربات پراکسیداز و کاتالاز و پرکسید هیدروژن کاهش دهد.نتیجه گیری کلی: به طور کلی نتیجه‌گیری می‌شود که با افزایش غلظت کروم در محلول غذایی، رشد کاهو کاهش یافت و استفاده از قارچ‌های همزیست توانست خصوصیات مورفولوژیکی و عملکرد کاهو را در شرایط تنش کروم بهبود بخشد.

application of symbiotic fungi to reduce the phytotoxic effect ofchromium in lettuce (lactuca sativa l.) in hydroponic condition

background and objectives: chromium (cr) is a toxic metal usually found in many regions and countries, because of excessive discharge of cr containing effluents resulting from industrial and agricultural activities. in higher plants, cr is not essential to plant growth. exposure to cr may cause tissue necrosis and limit chlorophyll production. in particular, it is usually involved in electron transfer and induce production of reactive oxygen species (ros) e.g., hydroxyl radicals and superoxide radicals, resulting in oxidative stresses and damages to plant cells and tissues. symbiosis fungi significantly accelerate plant growth by improving water and nutrient uptake, early flowering, seed production and greater photosynthetic rate. these fungi change the production of secondary metabolites and enhance adaptation and tolerance to biotic and abiotic stresses. this study aimed to investigate the role of mycorrhizal and endophytic fungi (glomus intradises and p. indica) as possible tools to reduce the phytotoxicity of cr.materials and methods: in order to evaluate the effect of different concentrations of cr (0, 3 and 15 mg l 1), and symbiotic fungi on growth and physiological properties of lettuce (lactuca sativa cv. little jem), an experiment was carried out as factorial split plot based on completely randomized design with four replications as soilless system at research greenhouse of university of mohaghegh ardabili, in 2021. in this experiment cr and nitrogen content, root colonization, root and shoot dry weight, leaf number, stem and leaf dry and fresh weight, chlorophyll and carotenoid content, stomatal conductance, electrolyte leakage, ascorbate peroxidase and catalase activities, hydrogen peroxide and were measured.results: the results showed that by increasing the concentration of cr from 0 to 15 mg l 1 in the nutrient solution, the root symbiosis percentage decreased by 20%, root dry weight by 11.7%, shoot dry weight by 12.9% and soluble protein by 10.3%. the symbiosis of lettuce roots with symbiotic fungi significantly increased root and shoot dry weight, leaf number and soluble protein compared to non inoculated plants. plants inoculated with symbiotic fungi p. indica and g. intradises were able to reduce the negative effects of cr toxicity by reducing cr absorption and increasing the percentage of symbiosis, nitrogen content, chlorophyll content, ascorbate peroxidase activity and hydrogen peroxide.conclusion: the results show that with increasing the concentration of cr in the nutrient solution, lettuce growth decreased and the use of symbiotic fungi could improve the physiological and biochemical characteristics of lettuce under cr stress.