علوم آب و خاک

---

قارچ‌های اندوفایت وابسته به جنس نئوتیفودیوم (Neotyphodium)، با بیشتر گراس‌های سردسیری رابطه هم‌زیستی برقرار می‌کنند. این قارچ‌ها ویژگی‌های رویشی، مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاهان میزبان را تغییر داده، باعث افزایش قدرت پایداری آنها می‌شوند. این پژوهش به منظور بررسی تأثیر قارچ‌های اندوفایت در بهبود ویژگی‌های فنوتیپی فسکیوی بلند (Festuca arundinacea Schreb) و فسکیوی مرتعی (Festuca pratensis Huds) بومی ایران انجام گرفت. آزمایش در چارچوب طرح کاملاً تصادفی و به صورت فاکتوریل در سه تکرار اجرا شد، که دو فاکتور در دو سطح داشت. فاکتور اول دو توده گیاهی و فاکتور دوم آلوده و غیر آلوده بودن گیاه به قارچ بود. نتایج آزمایش نشان داد که در بیشتر ویژگی‌های فنوتیپی مورد مطالعه، بین گیاهان آلوده و عاری از قارچ، اختلاف آماری معنی‌دار وجود دارد. اثر قارچ‌های اندوفایت بر شمار پنجه در بوته، عملکرد علوفه در بوته، عمق طوقه، وزن طوقه خشک و وزن ریشه خشک، مثبت و معنی‌دار شد. بین توده‌ها برای عملکرد علوفه در بوته، عمق طوقه، وزن طوقه خشک، وزن ریشه خشک و درصد ماده خشک، اختلاف آماری معنی‌دار بود. اثر متقابل توده و قارچ برای عمق طوقه و وزن ریشه خشک معنی‌دار گردید. از این رو می‌توان از قارچ‌های اندوفایت در بهبود ویژگی‌های فنوتیپی این گیاهان استفاده کرد.

---

قارچ‌های اندوفیت . Neotyphodium spp به طور هم‌زیست، گیاهان علوفه‌ای فسکیوی بلند Festuca arundinacea Shcreb و فسکیوی مرتعی .F. pratensis Huds را آلوده می‌سازند. شپشک مومی Phenococcus solani Ferris به برخی گیاهان علوفه‌ای حمله می‌کند. برای بررسی نقش این قارچ‌های هم‌زیست در کنترل آفت فوق، ازچهار ژنوتیپ گیاهی فسکیوی بلند و دو ژنوتیپ فسکیوی مرتعی که به طور طبیعی حاوی اندوفیت بودند، استفاده شد. ابتدا پنجه‌های گیاهی به دو قسمت تقسیم و یک قسمت با استفاده از مخلوط محلول دو قارچ‌کش شامل پروپیکونازول به مقدار دو گرم ماده مؤثر و فولیکور به میزان یک میلی‌لیتر در لیتر آب، عاری از قارچ شد. آزمایش در 12 تیمار، شامل شش ژنوتیپ و هر کدام دارای دو حالت، حاوی اندوفیت و بدون اندوفیت در سه تکرار در طرح بلوک کامل تصادفی در مزرعه کشت شد. شمارش شپشک‌ها با مشاهده اولین علائم آلودگی روی ریشه شروع شد. برای شمارش تعداد شپشک‌ها، یک کپه گیاهی که به طور میانگین شامل 200 پنجه بود از هر تکرار (کرت) به صورت تصادفی انتخاب گردید. تعداد پنجه، وزن ریشه و وزن ساقه یک کپه در هر پلات به صورت تر و خشک اندازه‌گیری شد. هم‌بستگی عملکرد علوفه خشک یعنی وزن بخش هوایی گیاهان از ارتفاع 5 سانتی‌متری سطح خاک و دیگر صفات رویشی با تعداد شپشک شمارش شده روی ریشه به عنوان معیاری در تعیین خسارت احتمالی این آفت بررسی شد. نتایج نشان داد که گیاهان بدون اندوفیت فسکیوی بلند به طور معنی داری آلودگی بیشتر یعنی تعداد زیادتری شپشک، نسبت به گیاهان حاوی اندوفیت دارد. در گیاهان حاوی اندوفیت هیچ شپشکی دیده نشد. عملکرد علوفه خشک نیز به طور معنی‌داری در گیاهان حاوی اندوفیت بیش از گیاهان بدون اندوفیت بود. ضرایب هم‌بستگی نیز نشان داد که عملکرد علوفه خشک با تعداد شپشک، هم‌بستگی منفی و معنی‌داری دارد که نشان‌دهنده خسارت شپشک مومی P. solani از طریق تغذیه از ریشه در ‌گیاهان بدون اندوفیت بود.

---

پروتئازها جایگاه مهمی در صنایع غذایی و دارویی دارند. اکتینیدین یک سیستئین پروتئاز است که در میوه کیوی به وفور یافت می‌شود. در این مطالعه محتوای پروتئین و میزان نسبی آنزیم اکتینیدین در چهار واریته کیوی رایج در کشور بررسی شد و آنزیم اکتینیدین با روشی مناسب برای استفاده‌های بعدی تخلیص گردید. عصاره میوه کیوی از چهار واریته هیوارد، مونتی، برونو و آبوت تهیه شد. تخلیص اکتینیدین از عصاره با دو مرحله رسوب‌دهی توسط سولفات آمونیوم و کروماتوگرافی تعویض ‌یون در ستـون دی اتیل آمینو اتیل سفارز انجام گرفت. برای تعیین وزن مولکولی و سنجش فعالیت آنزیمی، به ترتیب از الکتروفورز در ژل پلی‌اکریل آمید (SDS-PAGE) و آزمون هضم کازیین استفاده شد. غلظت پروتئین تام عصاره با سه روش برادفورد، لوری وUV و میزان نسبی اکتینیدین در هر واریته با تراکم‌سنجی باند‌های پروتئین در ژل تعیین گردید. راندمان عمل و درجه خلوص اکتینیدین به دست ‌آمده در این مطالعه، به ترتیب 65 و 95 درصد بود. نتیجه آزمون SDS-PAGE احیایی نشان داد که وزن مولکولی آنزیم به دست آمده حدود 29‌ کیلودالتون است. اندازه‌گیری محتوای پروتئین با سه روش برادفورد، لوری وUV که نتایج آنها تفاوت زیادی با یکدیگر داشت، نشان داد که غلظت پروتئین و اکتینیدین در کیوی کمتر از گزارش‌های مربوطه است و روش برادفورد روش دقیق‌تری برای محاسبه پروتئین در کیوی نسبت به دو روش دیگر است.

---

به منظور بررسی نقش اندوفایت‌ها در ایجاد خصوصیات با ارزش فیزیولوژیکی و افزایش مقاومت به سرما در دو گونه فسکیوی مرتعی (.Festuca pratensis Huds) و فسکیوی بلند (.Festuca arundinacea Schreb)، پژوهشی در سال 1381 در دانشگاه صنعتی اصفهان اجرا شد. در این راستا کلون‌های آلوده به قارچ اندوفایت و عاری از آن، از دو توده گیاه فسکیوی بلند با شماره‌های 75 و83 و یک گیاه فسکیوی مرتعی با شماره 60 تهیه گردید. کلون‌ها تحت تأثیر تیمارهای سرمایی شامل 6، 2- ، 10- درجه سانتی‌گراد قرار داده شدند و با شاهد (20 درجه سانتی‌گراد) مقایسه شدند. آزمایش در هر تیمار دمایی در قالب طرح آزمایشی فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. آنالیز‌های آماری در هر سطح سرمایی به طور جداگانه و سپس به صورت تجزیه مرکب انجام شد. پس از اعمال تیمارها صفات محتوای نسبی آب برگ و طوقه، میزان تراوش یونی، درصد خسارت غشای سیتوپلاسمی و محتوای اسید آمینه پرولین اندازه‌گیری گردید. حضور اندوفایت‌ها منجر به افزایش جزئی در مقدار نسبی آب برگ و طوقه گردید. میزان اسید آمینه پرولین در گیاهان حاوی اندوفایت در مقایسه با گیاهان فاقد آن در هر دو شرایط تنش و عدم تنش به طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر بود. قارچ‌های اندوفایت در حفظ پایداری غشا‌های سلولی و در نتیجه کاهش میزان نشت الکترولیتی در کلیه سطوح دمایی تأثیر گذار بودند. در میان ژنوتیپ‌های مورد بررسی، ژنوتیپ 83 به ویژه در حضور اندوفایت از نظر برخی از صفات بررسی شده کاراتر عمل نموده و مقاومت به سرمای بیشتری از خود نشان داد. ژنوتیپ‌های 75 و 60 در مراتب بعدی قرار گرفتند

---

به منظور بررسی نقش قارچ‌های هم‌زیست اندوفایت (Neotyphodium coenophialum) در القای زودرسی،چهار ژنوتیپ فسکیوی بلند و دو ژنوتیپ فسکیوی مرتعی در این آزمایش استفاده گردید. پس از انتخاب گیاهان سازگار با قارچ هم‌زیست اندوفایت، پنجه‌های هر ژنوتیپ به دو قسمت تقسیم شد و قارچ اندوفایت در یک بخش از پنجه‌ها با استفاده از مخلوط قارچ کش پروپیکونازول و فولیکور حذف گردید. پنجه‌های جدید از گیاهان حاوی اندوفایت و بدون اندوفایت هر ژنوتیپ، در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی درسه تکرار در مزرعه کشت گردیدند. صفات تعداد روز تا ظهور اولین خوشه، تعداد روز تا 50 درصد گرده‌افشانی، تعداد روز تا شروع رسیدگی فیزیولوژیک، تعداد خوشه در هر هفته، وزن کل بذر تولید شده، وزن بذر خالص و وزن بذر پوک در هر دو هفته یک بار روی این گیاهان اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که قارچ‌های اندوفایت قادرند ظهور خوشه، شروع رسیدگی و میزان عملکرد مرحله‌ای بذر را در گیاه فسکیوی بلند و فسکیوی مرتعی افزایش دهند. قارچ‌های اندوفایت به طور متوسط ظهور اولین خوشه را 2 روز جلو انداختند. هم‌چنین قارچ‌های هم‌زیست اندوفایت، تاریخ 50 درصد گرده‌افشانی وتاریخ شروع رسیدگی فیزیولوژیک را کاهش دادند. تعداد خوشه گیاهان حاوی اندوفایت نیز در هر هفته به صورت معنی دار بیشتر از گیاهان بدون اندوفایت بود. بررسی میزان عملکرد مرحله‌ای بذر گیاهان حاوی اندوفایت و بدون اندوفایت که برای هر دو هفته به صورت جداگانه انجام شد، نشان داد که قارچ‌های هم‌زیست اندوفایت هم‌زمان میزان کل بذر در هر مرحله، میزان بذر خالص و نیز میزان بذر پوک و بقایا را افزایش می‌دهند. ظاهراً افزایش بذر خالص، نشان دهنده برخی تغییرات فیزیولوژیک از جمله تغییرات احتمالی هورمون‌ها در گیاه است که شرایط بهتر دانه‌بندی را فراهم می‌کند. بدین ترتیب براساس تحقیق حاضر به نظر می‌رسد که قارچ‌های هم‌زیست اندوفایت قادر باشند منجر به القای زودرسی در گیاه فسکیوی بلند و فسکیوی مرتعی گردند.

---

این پژوهش به منظور بهره‌گیری از روش‌های تجزیه و تحلیل چند متغیره در بررسی تنوع ژنتیکی، تشخیص روابط صفات، تعیین صفات سهیم در توجیه تنوع عملکرد، گروه‌بندی و تعیین قرابت ژنتیکی نمونه‌های فسکیوی بلند داخلی و خارجی اجرا شد. بدین منظور 46 نمونه فسکیوی بلند در قالب طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی به مدت دو سال از نظر ویژگی‌های فنولوژیک، مورفولوژیک و زراعی ارزیابی شدند. نتایج حاکی از اختلاف بسیار معنی‌دار بین نمونه‌ها از نظر صفات مختلف بود. اکوتیپ‌های ایرانی از نظر توان استقرار، ارتفاع بوته، ارتفاع در برداشت دوم، عملکرد علوفه خشک سالانه و دیرزیستی تفاوت آماری معنی‌داری با نمونه‌های خارجی داشتند و نسبت به آنها در هر دو سال دارای برتری بودند. بر اساس نتایج رگرسیون مرحله‌ای قطر یقه به تنهایی51 درصد از تغییرات عملکرد علوفه خشک را توجیه نمود و پس از آن توان استقرار، درصد ماده خشک، ارتفاع و تعداد ساقه بارور به ترتیب با 6/20، 4/10 ، 3/2 و 2/1 درصد در مدل رگرسیونی چند متغیره وارد گردیدند. بر اساس این مدل، انتخاب برای قطر یقه و توان استقرار منجر به افزایش بیشتری در عملکرد علوفه خشک می‌گردد. نتایج حاصل از تجزیه عامل‌ها نشان داد که چهار عامل اول در مجموع 81 درصد از کل تنوع موجود بین صفات را توجیه نمودند به طوری که روابط بین صفات در تأیید با نتایج حاصل از رگرسیون مرحله‌ای بود. نتایج تجزیه خوشه‌ای بر مبنای خصوصیات فنوتیپی نمونه‌های مورد مطالعه را در پنج گروه مجزا تقسیم بندی کرد به نحوی که اکوتیپ‌های کشورهای مختلف از یکدیگر متمایز شده و در بسیاری از موارد نمونه‌هایی که از مناطق یکسان و یا دارای اقلیم مشابه جمع‌آوری شده بودند در گروه مشابه جای گرفتند. نمونه‌های دارای فاصله ژنتیکی گسترده می‌توانند پس از مطالعات بیشتر به عنوان کاندیداهای مناسب برای پیشبرد برنامه‌های اصلاحی در جهت توسعه ارقام جدید مورد استفاده قرار گیرند.

---

آب‌گریزی بر بسیاری از ویژگی‌های خاک از جمله پایداری خاکدانه‌ها مؤثر است. بافت خاک و ماده آلی حاصل از بقایای گیاهی و ترشحات ریشه گیاهان و ریزجانداران از منابع اصلی ایجاد پوشش‌های آب‌گریز در خاک می‌باشند. از مهم‌ترین علف‌های دائمی و سرمادوست گیاه فسکیوی بلند (Festuca arundinacea Schreb.) است که رابطه همزیستی با قارچ اندوفیت Epichloë coenophaila برقرار می‌کند و این همزیستی سبب افزایش مقاومت گیاه به تنش‌های زیستی و غیرزیستی و تغییر سرعت تجزیه بقایا و ویژگی‌های مختلف خاک می‌شود. در این پژوهش اثر بقایای گیاه فسکیوی بلند حاوی اندوفیت (E+) و عاری از اندوفیت (E−) در سه سطح صفر، یک و دو درصد بر کربن آلی، تنفس میکربی پایه، رس قابل پراکنش و شاخص آب‌گریزی (به روش جذب‌پذیری ذاتی) در چهار خاک با بافت مختلف بررسی شد. بقایای گیاهان E+ و E− با نمونه‌های خاک مرطوب مخلوط و تحت 10 چرخه تر و خشک شدن قرار گرفته و در گرم‌خانه (دمای ^°C 25) به مدت 2 ماه نگهداری شده و در پایان ویژگی‌های ذکرشده اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که با ریزشدن بافت، کربن آلی و رس قابل پراکنش افزایش و تنفس میکربی پایه  و شاخص آب‌گریزی خاک کاهش یافت. افزایش مقدار بقایا سبب افزایش کربن آلی و تنفس میکربی پایه و کاهش رس قابل پراکنش گردید. آب‌گریزی خاک با افزایش مقدار ترکیبات آب‌گریز (در سطح 1 درصد) و با افزایش تخلخل خاک (در سطح 2 درصد) به‌ترتیب افزایش و کاهش یافت. نوع بقایا (اندوفیت) اثر معنی‌داری بر جذب‌پذیری آبی و اتانول و همچنین شاخص آب‌گریزی خاک نداشت اما بقایای گیاهان E+ سبب افزایش معنی‌دار کربن آلی و کاهش معنی‌دار رس قابل پراکنش خاک شد. با توجه به نتایج این پژوهش می‌توان دریافت که بقایای گیاه فسکیوی بلند به ویژه در حضور اندوفیت با افزایش ذخیره کربن آلی، شاخص آب‌گریزی و کاهش رس قابل پراکنش (شاخص ناپایداری ساختمان) سبب بهبود کیفیت فیزیکی خاک می‌شود. این گیاهان و بقایای حاصل از آنها دارای پتانسیل زیادی برای کاربرد در طرح‌های حفاظت خاک در مراتع و زمین‌های کشاورزی می‌باشند.