بررسی تاثیر چند القاکننده‌ زیستی و غیرزیستی بر مقاومت گندم به بیماری زنگ قهوه‌ای (puccinia triticina)

مقدمه: گندم یکی از مهم‌ترین گیاهان زراعی است که ماده غذایی بیش از 80 درصد از جمعیت جهان را تامین می‌کند. زنگ برگ یا زنگ قهوه‌ای گندم که توسط puccinia triticina ایجاد می‌شود، شایع‌ترین بیماری زنگ در گندم است. یکی از روش ‌های مدیریت بیماری ‌های گیاهی نظیر زنگ برگ گندم، مبارزه شیمیایی با استفاده از قارچ‌کش است، اما این روش مبارزه خطرات زیست‌محیطی به‌همراه دارد. از این‌‌رو، استفاده از ریزجانداران مفید و ترکیبات شیمیایی که سازگار با محیط زیست، یک راه‌کار پایدار در مدیریت بیماری‌های گیاهی است که از طریق ایجاد مقاومت القایی، باعث افزایش مقاومت در گیاه و در نتیجه کاهش خسارت ناشی از بیماری‌ها می‌شود. هدف از این مطالعه، بررسی مقایسه‌ای تاثیر چند القاکننده زیستی و غیر زیستی بر افزایش مقاومت القایی در گندم در برابر بیماری زنگ برگ بود.مواد و روش‌ها: از گندم رقم حساس کریم برای اجرای این آزمایش استفاده شد. بذرهای این رقم، پس از ضد عفونی با هیپوکلرید سدیم یک درصد، روی کاغذ صافی استریل مرطوب، جوانه‌دار و سپس به گلدان‌های پلاستیکی حاوی خاک استریل منتقل و گلدان‌ها در گلخانه قرار داده شدند. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با شش تیمار trichoderma  harzianum rifai (با غلظت 105× 5 اسپور در میلی‌لیتر)، pseudomonas fluorescence (با غلظت 0.7)، سالیسیلیک اسید (با غلظت سه میلی‌مولار)، فسفیت پتاسیم (با غلظت یک گرم بر لیتر)، کیتوزان (با غلظت ppm 400) و کنترل مثبت (شاهد) در سه تکرار انجام شد. تیمارها در مرحله دو برگی روی گیاهچه‌های گندم اسپری شدند و پس از گذشت 24 ساعت، گیاهچه‌ها به قارچ عامل بیماری با غلظت 106 اسپور در میلی‌لیتر با استفاده از مه‌پاش آلوده شدند. نمونه‌برداری از گیاهان برای اندازه‌ گیری فعالیت آنزیم‌های سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز در زمان‌ های صفر، 24، 48 و 72 ساعت بعد از آلودگی و یاداشت‌برداری برای ارزیابی شدت بیماری پس از 15 روز انجام شد. تجزیه واریانس داده‌ ها و مقایسه میانگین‌ها با آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد با استفاده از نرم‌افزار sas انجام و نمودار دوبعدی توسط نرم‌افزار excel رسم شد.یافته‌های تحقیق: نتایج نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین تیمار های مورد مطالعه و تیمار شاهد از نظر فعالیت آنزیمی وجود داشت. دو تیمار فسفیت پتاسیم و p. fluorescens بلافاصله پس از مایه‌زنی قارچ p. triticina، بیش‌ترین افزایش سطح فعالیت آنزیم‌های سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز را نسبت به تیمار شاهد نشان دادند. علاوه بر این، سه تیمار p. fluorescens، کیتوزان و فسفیت پتاسیم در بازه‌های زمانی 24 و 48 ساعت و سه تیمار p. fluorescens، t. harzianum و کیتوزان در بازه زمانی 72 ساعت پس از مایه‌زنی دارای بالاترین سطح افزایش فعالیت آنزیم‌های سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز نسبت به تیمار شاهد بودند. نتایج نشان داد که اختلاف معنی‌داری در میزان گسترش بیماری در 15 روز پس از مایه‌زنی قارچ p. triticina میان تیمار شاهد و سایر تیمار ها وجود داشت و میزان علایم بیماری در تیمار های فسفیت پتاسیم، p. fluorescens، کیتوزان، t. harzianum و سالیسیلیک اسید به‌ترتیب 22.38، 40.29، 44.77، 52.23 و 58.20 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت. نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که عوامل زیستی نظیر قارچ t. harzianum و باکتری p. fluorescens و عوامل غیرزیستی نظیر سالیسیلیک اسید، کیتوزان و فسفیت پتاسیم، تاثیر معنی‌داری در کنترل بیماری زنگ برگ گندم در شرایط گلخانه داشتند. به‌نظر می‌رسد که بخشی از روند بیماری‌زایی قارچ p. triticina در گیاه گندم به‌دلیل کاهش سطح آنزیم‌های کاتالاز، پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز است که منجر به شکست مقاومت ذاتی در گیاه شده و علایم بیماری ظاهر می‌شود. بنابراین، می‌توان نتیجه‌گیری کرد که القاکننده‌های زیستی و غیرزیستی می‌توانند سطح آنزیم‌های کاتالاز، پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز را در گیاهان بیمار افزایش و در نتیجه تعداد لکه‌های برگی زنگ قهوه‌ای را کاهش دهند. از این‌رو، ممکن است این القاکننده‌ها در آینده جایگزین مناسبی برای ترکیبات شیمیایی باشند.

investigating the effect of various biotic and abiotic inducers on wheat resistance to brown rust disease (puccinia triticina)

introductionwheat is one of the most important crop plants that provides food for more than 80% of the world’s population. wheat leaf or brown rust caused by puccinia triticina is the most prevalent rust disease in wheat. one of the method of managing plant diseases such as wheat leaf rust is chemical control using fungicides, but this method has environmental risks. therefore, utilizing beneficial microorganisms and environmentally-friendly chemical compounds is a sustainable strategy in the management of plant diseases. this method enhances plant resistance through induced resistance and reduces the damage caused by diseases. the objective of this study was to compare the effect of several biotic and abiotic inducers on the increase of induced resistance in wheat against leaf rust disease.materials and methodsthe sensitive wheat variety, karim, was used to perform this experiment. the seeds were disinfected with 1% sodium hypochloride and germinated on wet sterile filter paper. germinated seeds were transferred to plastic pots containing sterile soil and the pots were placed in the greenhouse. the experiment was conducted in a completely randomized design with six treatments and three replications. the treatments were including trichoderma harzianum (5×105 spores per ml), pseudomonas fluorescence (with a concentration of 0.7), salicylic acid (with a concentration of 3 mm), potassium phosphite (with a concentration of 1 g/liter), chitosan (with a concentration of 400 ppm) and a positive control as check treatment. the studied treatment were sprayed on wheat seedlings at two-leaf stage. after 24 hours, the seedlings were infected with the disease-causing fungus with a concentration of 106 spores per ml using a fogger. the treated and control plants were sampled to measure the activity of superoxide dismutase, catalase, and peroxidase enzymes at 0, 24, 48 and 72 hours after infection, and to evaluate the disease severity after 15 days. sas software was used for analysis of variance and comparison of means by duncan’s test at 5% probability level and excel software was used to draw two-dimensional graphs.research findingsthe results indicated that there was a significant difference in enzymes activity levels between the studied treatments and the control treatment. potassium phosphite and pseudomonas fluorescens treatments showed the highest increase in the activity level of superoxide dismutase, catalase and peroxidase enzymes immediately after the inoculation of p. triticina compared to control treatment. furthermore, the three treatments of p. fluorescens, chitosan and potassium phosphite at 24 and 48 hours and the three treatments of p. fluorescens and t. harzianum and chitosan at 72 hours after the inoculation of p. triticina had the highest increase in activity of superoxide dismutase, catalase and peroxidase enzymes compared to the control treatment. the results showed that there was a significant difference in disease spread in 15 days after the inoculation of p. triticina between the control treatment and other treatments. the disease symptoms in potassium phosphite, p. fluorescens, chitosan, t. harzianum and salicylic acid treatments decreased by 22.38%, 40.29%, 44.77%, 52.23% and 58.20% compared to the control treatment, respectively.conclusionthe results of this study showed that biotic inducers such as t. harzianum fungus and p. fluorescens bacteria and abiotic inducers such as salicylic acid, chitosan and potassium phosphite had a significant effect on the control of wheat leaf rust disease in greenhouse conditions. it seems that a part of the pathogenic process of p.