بررسی بیان ژن‌های مرتبط با بیماریزایی در برنج همزیست‌شده با قارچ trichoderma harzianum پس از تلقیح با قارچ magnaporthe oryzae

برنج از مهم‌ترین گیاهان زراعی دنیا است که سطح وسیعی از اراضی زراعی قابل کشت را به خود اختصاص داده است. بیماری بلاست از مهم‌ترین و مخرب‌ترین بیماری‌های برنج می‌باشد که موجب کاهش تولید این محصول می‌گردد. به دلیل آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از مصرف بی‌رویة قارچکش‌ها جهت کنترل این بیماری و از طرفی مقاومت بیمارگر به این مواد شیمیایی، توسعة راهکار‌های بهتر و سالم‌تر برای کنترل این بیمارگر ضروری به نظر می‌رسد. کنترل بیولوژیک بیماری‌های گیاهی با استفاده از آنتاگونیست‌ها می‌تواند یک روش جایگزین امید‌بخش باشد. مواد و روش‌ها: در این مطالعه تاثیر غیر‌مستقیم قارچtrichoderma harzianum بر قارچ بیمارگرmagnaporthe oryzae در شرایط گلخانه از طریق القاء مقاومت سیستمیک در رقم حساس طارم محلی بررسی شد. بدین منظور، بیان چند ژن مهم دفاعی در گیاهان همزیست‌شده با تریکودرما و گیاهان شاهد (فاقد تریکودرما) در زمان‌های مختلف پس از تلقیح بیمارگر با استفاده از روش realtime qpcr مورد بررسی قرار‌ گرفت. نتایج: نتایج حاکی از افزایش سطح بیان ژن‌های npr1، pr2 و pr3 پس از تلقیح بیمارگر در گیاهان همزیست‌شده با تریکودرما در مقایسه با گیاهان شاهد بود که در مورد ژن‌های pr2 و pr3 از نظر آماری اختلاف معنی‌داری وجود داشت. با این وجود در بعضی از زمان‌ها، اختلاف معنی‌داری در سطح بیان ژن‌های مورد ارزیابی بین دو تیمار مشاهده نشد. بررسی صفات مرفولوژیکی مختلف از قبیل وزن خشک ریشه، ساقه و برگ، طول ریشه، قطر ساقه و ارتفاع بوته حاکی از افزایش آن‌ها در گیاهان همزیست‌شده در مقایسه با گیاهان شاهد بود هر چند این اختلاف بجز صفت ارتفاع بوته در مورد بقیه صفات معنی‌دار نبود. میزان کلروفیل a وb نیز بعنوان صفات فیزیولوژیکی در هر دو تیمار اندازه‌گیری شد. اگرچه مقدار کلروفیل a در گیاهان همزیست‌شده بیشتر از گیاهان شاهد بود اما اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد. بررسی بر‌همکنش گیاه برنج و بیمارگر در حضور تریکودرما نشان داد که اختلاف معنی‌داری از نظر شدت بیماری بین گیاهان همزیست‌شده و گیاهان شاهد وجود دارد به طوری که همزیستی گیاهان با تریکودرما موجب کاهش شدت بیماری در مقایسه با گیاهان شاهد گردید. نتیجه‌گیری: این نتایج می‌تواند تا حدودی بیانگر حفاظت سیستمیک گیاه برنج در مقابل قارچ m. oryza در اثر همزیستی ریشة گیاه با قارچt. harzianum و در نتیجه، القاء مقاومت و افزایش ژن‌های مرتبط با بیماری‌زایی باشد اما کافی نیست. بنابراین، لزوم تکرار آزمایش گلخانه و در نتیجه، اطمینان از وجود اختلاف معنی‌دار در بیان ژن‌های مورد مطالعه بین گیاهان همزیست‌شده و گیاهان شاهد ضروری به نظر می‌رسد.

Investigation of pathogenesis-related genes expression in rice symbiont with Trichoderma harzianum after inoculation with Magnaporthe oryzae fungus

Objective Rice is one of the most important crops in the world, which occupies a large area of arable land. Blast disease is one of the most important and destructive rice diseases, which reduces production of this product. Due to environmental pollution caused by overuse of fungicides to control this disease and on the other hand, the pathogen resistance to these chemicals, development of better and healthier strategies to control this pathogen is necessary. Biological control of plant diseases using antagonists can be a promising alternative method. Materials and methods In this study, indirect effect of Trichoderma harzianum fungus on pathogenic fungus, Magnaporthe oryzae, under greenhouse conditions was investigated by induction of systemic resistance in susceptible Tarom cultivar. For this purpose, expression of several important defense genes was investigated using realtime qPCR technique in plants symbiont with Trichoderma compared to control plants (without Trichoderma) at different times after infection with pathogenic fungi. Results The results showed increasing expression level of NPR1, PR2 and PR3 genes after pathogen inoculation in plants symbiont with Trichoderma compared to the control plants that there was statistically significat difference about PR2 and PR3 genes. Nevertheles in a number of times, there was no significant difference in expression level of the evaluated genes between two treatments. Examination of various morphological traits such as root, stem and leaf dry weight, root length, stem diameter and plant height showed an increase in plants symbiont with Trichoderma compared to control plants (without Trichoderma), although this difference was not significant about these traits except for plant height. Chlorophyll a and b levels were also measured as physiological traits in both treatments. Although amount of chlorophyll a was higher in plants symbiont with Trichoderma than control plants, but no significant difference was observed. Phenotypic study of interaction of rice plant and pathogen in presence of Trichoderma showed a significant difference about disease severity in plants symbiont with Trichoderma compared to control plants. Conclusions These results could somewhat indicate the systemic protection of the rice plant against M. oryzae due to symbiosis of the plant root with Trichoderma harzianum and induction of resistance and increase in pathogenesisrelated genes, but this is not enough. Therefore, it is necessary to repeat greenhouse experiment to ensure that there is a significant difference in expression of the studied genes between symbiotic and control plants.