بررسی وضعیت همزیستی میکوریزایی درختان بلوط (Quertcus sp.) در جنگل‌های شمال ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 دانشیار موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع

چکیده

نظر به جایگاه ویژه قارچ‌های میکوریز در بهبود فیزیولوژی گیاهان میزبان و افزایش مقاومت آن‌ها به تنش‌های محیطی، این تحقیق با هدف روشن ساختن وضعیت همزیستی میکوریزایی درختان بلوط (Quercus sp.) در رویشگاه‌های جنگلی شمال کشور و اثرات زیستی آنها روی بلوط بلندمازو (Q. castaneifolia) در شرایط آزمایشگاهی به اجرا درآمد. بمنظور شناسایی قارچ‌های میکوریزِ همراه درختان بلوط، نوک‌ریشه‌های میکوریزایی درختان جمع‌آوری و ناحیه ریبوزومی قارچی تکثیر و تعیین توالی شد. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیکی توالی‌ها به روش بیزی (Bayesian method) صورت گرفت. مجموعاً 217 سیستم ریشه‌ای از شش رویشگاه‌ مورد مطالعه جمع‌آوری و 49 تاکسون از قارچ‌های اکتومیکوریز (شامل 13 جنس Amanita، Boletus، Cortinarius، Hebeloma، Hydnum، Hygrophorus، Inocybe، Laccaria، Lactarius، Lycoperdon، Russula، Scleroderma و Tricholoma) و 4 تاکسون از قارچ‌های میکوریز آرباسکولار (شامل دو جنس Acaulospora و Glomus) در میان آنها شناسایی شد. در گام بعدی، همزیستی ریزقلمه‌های Q. castaneifolia با قارچ‌ میکوریز آرباسکولار Glomus mosseae و اکتومیکوریزHebeloma sinapizans انجام شد. اندازه‌گیری ویژگی‌های فیزیولوژیک، رشد و نیز وضعیت آبی گیاه تلقیح شده در مقایسه با گیاه شاهد نشان داد توسعه همزیستی اکتومیکوریزایی روی گیاهچه‌های بلوط موجب افزایش معنی‌دار بیومس ساقه، بیومس، سطح و کلروفیل برگ و نیز بهبود محتوای آبی گیاهچه‌ها شد؛ در حالی که شواهدی از تاثیر مثبت معنی‌دار تلقیح قارچ میکوریز آرباسکولار به گیاهچه‌های بلندمازو به دست نیامد. بنابراین با توجه به بهبود وضعیت آبی، افزایش رشد و بیومس و اصلاح خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه تلقیح شده با قارچ اکتومیکوریز، می‌توان برقراری این تعامل را راهکاری مناسب‌تر جهت افزایش موفقیت نهال‌کاری در برنامه‌های احیائی جنگل‌های بلندمازو معرفی نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of Mycorrhizal Symbiosis of oak trees (Quertcus sp.) in the Northern Forests of Iran

نویسندگان [English]

  • Seyedeh Masoomeh Zamani 1
  • Mohammad Matinizadeh 2
1 Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO),Tehran, Iran
2 Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO),Tehran, Iran
چکیده [English]

Due to the special position of mycorrhizal fungi in improving the physiological status of host plants and increasing their resistance to environmental stresses, this study was conducted to explain the mycorrhizal symbiosis of oak trees in northern forest of Iran and their biological effects on Q. castaneifolia. In order to identify mycorrhizal fungi associated with oak trees, mycorrhizal root tips of hosts were collected and then the fungal ITS regions were amplified and sequenced. Phylogenetic analysis of sequences was performed by Bayesian method. A total of 217 root systems were collected from the studied habitats and 49 taxa from ectomycorrhizal fungi (13 genera) and 4 taxa of Arbuscular mycorrhizal fungi ( Acaulospora and Glomus) were identified among them. the symbiosis of Q. castaneifolia plantlets with Glomus mosseae and Hebeloma sinapizans were performed. Measurement of physiological characteristics, growth and water status of the inoculated plant in comparison with the control plant showed that the development of ectomycorrhizal symbiosis on oak plantlets significantly increased stem biomass, leaf biomass, leaf area and chlorophyll and also improved seedlings water content; However, there was no evidence of a significant positive effect of inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi on Q. castaneifolia plantlets. Therefore, considering the improvement of water status, increase of growth and biomass and modification of physiological characteristics of the plant inoculated with ectomycorrhizal fungus, establishing this symbiosis can be introduced as a more appropriate approach to increase the success of planting in Q. castaneifolia forests restoration programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arbuscular mycorrhizal symbiosis
  • Ectomycorrhizas
  • Growth
  • Oak
  • Physiology

مراجع

[1]. Spatafora, J. W., Chang, Y., Benny, G. L., Lazarus, K., Smith, M. E., Berbee, M. L., Bonito, G., Corradi, N., Grigoriev, I., Gryganskyi, A., James, T. Y., O’Donnell, K., Roberson, R. W., Taylor, T. N., Uehling, J., Vilgalys, R., White, M. M., and Stajich, J. E. (2016). A phylum-level phylogenetic classification of Zygomycete fungi based on genome-scale data. Mycologia, 108(5): 1028-1046.
[2]. Domínguez Núñez, J. A., Planelles González, R., Rodríguez Barreal, J. A., and Saiz de Omeñaca González, J. A. (2008). Effect of Tuber melanosporum Vitt. mycorrhization on growth, nutrition, and water relations of Quercus petraea Liebl., Quercus faginea Lamk., and Pinus halepensis Mill. seedlings. New Forests, 35(2):159-171.
[3]. Allen, C.D., Macalady, A.K., Chenchouni H., Bachelet, D., McDowell, N., Vennetier, M., Kizberger, T., Rigling, A., Breshears, D.D., Hogg, E.H., Gonzalez, P., Fensham, R., Zhang, Z., Castro, J., Demidova, N., Lim, J.H., Allard, G., Running, S.W., Semerci, A., and Cobb, N. (2010). A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology and Management, 259: 660–684.
[4]. Sabeti, H. (1994). Forests, trees and shrubs of Iran. University of Yazd, Iran, p 810. (In Persian).
[5]. Gardes, M., and Bruns, T.D. (1993). ITS primers with enhanced specificity for basidiomycetes– application to the identification of mycorrhizae and rusts. Molecular Ecology, 2: 113-118.
[6]. Renker, C., Heinrichs, J., Kaldorf M., and Buscot F. (2003). Combining nested PCR and restriction digest of the internal transcribed spacer region to characterize arbuscular mycorrhizal fungi on roots from the field. Mycorrhiza, 13: 191–198.
[7]. Wang, H., Parent, S., Gosselin, A., and Desjardins, Y. (1993). Vesicular-arbuscular mycorrhizal peat-based substrates enhance symbiosis establishment and growth of three micropropagated species. Journal of the American Society for Horticultural Science, 118(6): 896-901.
[8]. Kapoor, R., Sharma, D., and Bhatnagar, A. K. (2008). Arbuscular mycorrhizae in micropropagation systems and their potential applications. Scientia Horticulturae, 116: 227-239.
[9]. Oh, K.I., Melville, L.H., and Peterson, R.L. (1995). Comparative structural study of Quercus serrata and Q. acutissima formed by Pisolithus tinctorius and Hebeloma cylindrosporum. Trees, 9(3): 171-179.
[10]. Repac, I. (2011). Ectomycorrhizal inoculum and inoculation techniques. In: Rai, R., and Varma, A. (Eds.), Diversity and biotechnology of ectomycorrhizae. Soil Biology Series. Springer, Berlin, pp 43-63.
[11]. Zamani, S.M., Mohammadi Goltapeh, M., Safaei N., and Pedram, M. (2018). Diversity of ectomycorrhizal fungi recovered from the roots of oak trees in northern forests of Iran. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 26(3): 291-305.
[12]. Toju, H., Yamamoto, S., Sato, H., Tanabe, A., Gilbert, G., and Kadowaki, K. (2013). Community composition of root-associated fungi in a Quercus-dominated temperate forest: “codominance” of mycorrhizal and root-endophytic fungi. Ecology and Evolution, 3:1281–1293.
[13]. Oehl, F., Sykorova, Z., Blaszkowski, J., Sanchez-Castro, I., Coyne, D., Tchabi, A. Lawouin, L., Hountondji, F.C.C., and DaSilva, G.A. (2011). Acaulospora sieverdingii, an ecologically diverse new fungus in the Glomeromycota, described from lowland temperate Europe and tropical West Africa. Journal of Applied Botany and Food Quality, 84 (1): 47-53.
[14]. Kruger, M., Krüger, C., Walker, C., Stockinger, H., and Schüßler, A. (2012). Phylogenetic reference data for systematics and phylotaxonomy of arbuscular mycorrhizal fungi from phylum to species-level. New Phytologist, 193: 970-984.
[15]. Dickie, I.A., Koide, R.T., and Fayish, A.C. (2001). Vesicular–arbuscular mycorrhizal infection of Quercus rubra seedlings. New Phytologist, 151: 257–264.
[16]. Watson, G.W., von der Heide-Spavka, K.G., and Howe, V.K. (1990). Ecological significance of endo-ectomycorrhiza in the oak sub-genus Erythrobalanus. Arboriculture Journal, 14: 107–116.
[17]. Rothwell, F.M., Hacskaylo, E., and Fisher, D. (1983). Ecto- and endomycorrhizal fungus associations with Quercus imbricaria L. Plant and Soil, 71: 309–312.
[18]. Ocampo, J.A., Martin, J., and Hayman, D.S. (1980). Influence of plant interactions on vesicular–arbuscular mycorrhizal infections. I. Host and nonhost plants grown together. New Phytologist, 84: 27 –35.
[19]. Harrison, M.J. (2005). Signaling in the arbuscular mycorrhizal symbiosis. Annual Review of Microbiology, 59: 19–42.
[20]. Correa, A., Strasser, R., and Martins-Loucao, M. (2006). Are mycorrhiza always beneficial? Plant Soil, 279: 65-73.
نشریه جنگل و فرآورده های چوب
دوره 74، شماره 3
آذر 1400
صفحه 331-343

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار