بررسی تاثیر گلومالین در تثبیت ریشه ای سرب در گیاه شبدر همزیست با قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز

سابقه و هدف: تثبیت فلزهای سمی در ریشه گیاهان مایکوریزی از جمله ساز وکارهای حفاظتی قارچ مایکوریزا همزیست در پاسخ به تنش فلزی است. نقش گلومالین به عنوان گلیکوپروتئین اختصاصی دیواره هیف و اسپور قارچ های آربوسکولار مایکوریزا (Arbuscular Mycorrhizal Fungi) در ناپویایی فلزهای سمی و کاهش پیامدهای تنش بر گیاه میزبان می تواند قابل ملاحظه باشد. با این پیش فرض هدف این مطالعه بررسی نقش گلومالین تولیدی توسط قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز همزیست با گیاه شبدر در تثبیت ریشه ای سرب بود. مواد و روش ها: آزمایشی گلدانی در آرایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی شاکل دو فاکتور قارچ (با و بدون قارچ Rhizophagus irregularis) و سطوح سرب (0، 150، 300 و 450 میکرومولار Pb+2) در پنج تکرار طراحی گردید. جهت استخراج گلومالین، نمونه های ریشه با بافر سیترات سدیم 50 میلی مولار (8=pH) به مدت یک ساعت در دمای C˚ 121 و طی سه چرخه پی در پی اتوکلاو شدند. غلظت گلومالین در عصاره استخراجی با استفاده از روش الایزا توسط آنتی بادی مونوکلونال 11B32 تعیین گردید. بعد از رسوب گلومالین، مقدار سرب کمپلکس شده پس از هضم با اسید نیتریک غلیظ اندازه گیری شد. وزن خشک اندام هوایی و ریشه، درصد کلنیزاسیون ریشه، مقدار فسفر و سرب اندام هوایی و ریشه و کارآیی جذب، استخراج و انتقال سرب مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ها: با افزایش سطح سرب، وزن خشک اندام هوایی و ریشه گیاهان مایکوریزی و غیرمایکوریزی کاهش یافت. وزن خشک اندام هوایی و ریشه در سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب، به ترتیب کاهش 2/11، 9/12، 3/18 و 5/7، 1/18 و 7/36 درصدی نسبت به سطح صفر سرب داشتند. وزن خشک اندام هوایی و ریشه در گیاهان مایکوریزی به ترتیب 9/24 و 2/34 درصد بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. اثر قارچ بر جذب فسفر اندام هوایی و ریشه معنی دار گردید، جذب فسفر اندام هوایی و ریشه در گیاهان مایکوریزی به ترتیب 2/32 و 8/45 درصد بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. سرب جذب شده در اندام هوایی و ریشه در سطوح مختلف سرب و در گیاهان مایکوریزی به طور معنی داری بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود. بیشترین مقدار جذب سرب در اندام هوایی و ریشه، در تیمار مایکوریزی سطح 450 میکرومولار سرب بود که افزایش 5/46 و 7/80 درصدی نسبت به تیمار غیرمایکوریزی در این سطح داشتند. در سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب، کارآیی جذب گیاهی سرب در گیاهان مایکوریزی افزایش 00/8، 5/14 و 2/49 درصدی نسبت به گیاهان غیرمایکوریزی داشت. اثر سطوح مختلف سرب بر کارایی استخراج و انتقال گیاهی سرب معنی دار شد. با افزایش سطح سرب کارآیی استخراج گیاهی افزایش یافت، به طوری که سطح 450 میکرومولار نسبت به سطح 150 و 300 میکرومولار افزایش 3/69 و 8/27 درصدی داشت. با افزایش غلظت سرب، از کارایی انتقال گیاهی سرب از ریشه به اندام هوایی کاسته شد. درصد کلنیزاسیون ریشه با افزایش غلظت سرب تا سطح 300 میکرومولار سرب افزایش و سپس در سطح 450 میکرومولار کمی کاهش یافت، اما از نظر آماری تفاوت معنی دار بین سطوح 150، 300 و 450 میکرومولار سرب وجود نداشت. با افزایش غلظت سرب، تولید گلومالین ریشه و مقدار سرب تثبیت شده توسط آن نیز به طور معنی داری افزایش یافت. نتیجه گیری: کلنیزاسیون ریشه گیاه شبدر با قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز منجر به بهبود رشد و تغذیه فسفری گیاهان مایکوریزی نسبت به گیاهان غیرمایکوریزی در شرایط تنش سرب شد. جذب سرب در ریشه گیاه شبدر بیش تر از اندام هوایی بود، بنابراین، گیاه شبدر در تثبیت ریشه ای سرب نقش موثرتری داشت. همچنین مقدار سرب ریشه در گیاهان مایکوریزی بیشتر از گیاهان غیرمایکوریزی بود که می تواند به دلیل تثبیت سرب در ساختارهای قارچی ریشه باشد. افزایش تولید گلومالین در ریشه های مایکوریزی به عنوان ترکیب اصلی و موثر دیواره اسپور و هیف قارچ نقش مهم و کلیدی در تثبیت ریشه ای سرب در گیاهان مایکوریزی ایفا می کند.

Keywords:

الایزا , تثبیت زیستی , زیست پالایی , فلز سمی , قارچ AM