The symbiotic effect of Piriformospora indica on induced resistance against bakanae disease in rice (Oryza sativa L.)

بيماري پوسيدگي طوقه برنج يكي از بيماري‌هاي مهم برنج است كه يكي از روش متداول كنترل آن استفاده از سموم شيميايي است كه علاوه بر پرهزينه بودن اثرات مخرب زيست محيطي را هم به دنبال دارد. قارچ درون هم‌زيست Piriformospora indica ميكروارگانيسمي است كه روي ريشه تعدادي از گياهان زندگي مي‌كند و موجب تحريك مقاومت سيستميك عليه عوامل بيماري‌زاي ريشه، ساقه و برگ در گياه مي‌شود. پژوهش حاضر به منظور مطالعه تاثير هم‌زيستي قارچ مذكور بر ويژگي‌هاي مولكولي مقاومت القايي عليه بيماري پوسيدگي طوقه برنج انجام شده است. گياهچه‌هاي برنج تلقيح شده با P. indica و نيز گياهچه‌هاي فاقد P. indica با سوسپانسيون اسپور قارچ عامل بيماري (Fusarium proliferatum) مايه‌كوبي و در محيط آبي يوشيدا كشت و نمونه‌برداري از ريشه و برگ گياهچه‌هاي كليه تيمارها نمونه برداري انجام شد. بيان ژن‌هاي مقاومتPR4, PR1, WRKY62, WRKY85, NPR1 ارزيابي شدند. بيان اغلب ژن هاي مطالعه شده در بافت‌هاي ريشه و برگ گياهان پيش تلقيح شده با P. Indica و آلوده به قارچ فوزاريوم به طور معني‌داري بالاتر از مقدار آنها در گياهاني بود كه فقط با قارچ فوزاريوم تلقيح شده بودند. علاوه بر اين، سرعت بيان تعدادي از ژن ها نيز در گياهان پيش تلقيح شده بيشتر بوده است كه با پرايمينگ ژن‌هاي مذكور در ارتباط است. كميت‌سنجي بيومس قارچ بيمارگر در ريشه گياهاني كه داراي قارچ هم‌زيست بودند نشان داد كه ميزان بيومس بيمارگر در هفته دوم پس از تلقيح كاهش قابل توجهي (05/0 برابر) نسبت به هفته اول داشت، بيومس قارچ بيمارگر در گياهان فاقد P. indica در هفته اول و دوم اندازه‌گيري بسيار بيشتر از گياهان داراي P. indica بود

The root endophytic fungus, Piriformospora indica, colonizes roots of a large number of plant species including Cere-als and Brasicaceae. There are several reports indicating that P. indica protects roots from different pathogens. In the present study, rice plants were pre-inoculated with P. indica and were subsequently infected with Fusarium proliferatum, as the causal agent of root rot and crown rot (Bakanae) disease. The effects of P. indica on the protection of rice plants against F. proliferatum were evaluated. Transcription levels of some pathogenesis-related genes such as NPR1, PR1, PR4 and PR5, as well as two transcriptional factor genes namely WRKY62 and WRKY85 were quantified via quantitative real time PCR in rice roots. Pre-inoculated and challenged rice plants showed mild disease symptoms with two weeks delay compared to non P. indica colonized plants. Quantification of Fusarium in roots via q-PCR con-firmed the higher quantity of the fungi in non pre-inoculated plants. Expression analysis revealed a faster induction of pathogenesis related genes following F. proliferatum inoculation of pre-inoculated plants i.e. priming of these genes is a part of mechanism of P. indica induced systemic resistance