اثر تلقيح قارچ Piriformospora indica بر فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيدان و وضعيت آبي گياه ذرت تحت تنش هاي جداگانه و تركيبي خشكي و مكانيكي

Effect of Piriformospora indica symbiosis on maize water status and antioxidant enzymes activities under individual and combined drought and mechanical stresses

در اين پژوهش اثر تلقيح قارچ اندوفيت Piriformospora indica بر فعاليت آنزيم­هاي آنتي­اكسيدان كاتالاز (CAT) و آسكوربات پراكسيداز (APX) و وضعيت آبي گياه ذرت تحت تنش مكانيكي در سه سطح (مقاومت فروروي 05/1، 23/4 و 34/6 مگاپاسكال) و تنش خشكي در سه سطح (شاهد، تنش متوسط با پتانسيل اسمزي 3/0- مگاپاسكال و تنش شديد با پتانسيل اسمزي 5/0- مگاپاسكال) بررسي شد. براي اعمال تنش مكانيكي از روش بار مرده (قرار دادن وزنه­هاي مختلف بر سطح بستر رشد) و براي اعمال تنش خشكي از محلول PEG-6000 استفاده گرديد. بذر ذرت تلقيح­شده و تلقيح­نشده با قارچ در بستر رشد شني كشت شده و به مدت يك ماه تحت شرايط تنش نگهداري شد. محتواي نسبي آب (RWC) و پتانسيل آب برگ (LWP) سه بار و فعاليت آنزيم­هاي CAT و APX در انتهاي دوره آزمايشي اندازه­گيري شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه اعمال تنش مكانيكي و خشكي به صورت جداگانه و تركيبي سبب افزايش فعاليت آنزيم­هاي آنتي­اكسيدان و كاهش مقادير RWC و LWP مي­شود اما در حالت تركيبي، تنش مكانيكي كنترل­كننده وضعيت آبي گياه است. هم­چنين تلقيح قارچ اندوفيت سبب تخفيف تنش اكسيداتيو (كاهش فعاليت CAT و APX) و بهبود وضعيت آبي گياه به ويژه در شرايط تنش شديد شد.

We aimed to investigate the effect of endophytic fungus Piriformospora indica on antioxidant enzymes activities [catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX)] and maize water status under mechanical stress in three levels (i.e., penetration resistances of 1.05, 4.23 and 6.34 MPa) and drought stress in three levels (control, moderate and severe stresses with osmotic potentials of –0.3 and –0.5 MPa). The mechanical stress was applied using dead load technique (i.e., placing a weight on the sand surface) and the drought stress was induced using PEG-6000 solution. The inoculated (colonized) and non-inoculated (uncolonized) seeds were sown in sand growth chambers and were kept under stresses for one month. The relative water content (RWC) and leaf water potential (LWP) were measured three times during the experiment. At the end of the growth period, CAT and APX activities were determined. The results indicated that exposure to individual and combined drought and mechanical stresses led to higher APX activity and lower RWC and LWP values. However, when plants exposed to combined drought and mechanical stresses, the mechanical stress plays dominant role in controlling plant water status and physiological responses. Moreover, the endophyte presence alleviated the adverse effects of abiotic stresses and P+ plants experience lower oxidative damage (i.e., lower CAT and APX activities), and had greater values RWC and LWP, especially under severe stressful conditions.