تاثیر همزیستی ریزوبیوم و میکوریزا بر خصوصیات رویشی و کیفیت علوفه ارقام یونجه (Medicago sativa L.) تحت تنش شوری

STUDENT

DEGREE

YEAR

This study investigated the effects of salt stress on seedling parameters, biochemical, physiological and morphological traits, mineral content, forage quality and co-inoculations of arbuscular mycorrhizal fungi and rhizobia in alfalfa cultivars under laboratory, field and pot conditions. Salt levels were 0 (control), 60, 120 and 180 mM NaCl in laboratory, field and pot experiments. In the laboratory test, increase in salt level reduced seedling parameters and increased enzymes activities, MDA and proline contents, and lowest reduction in seedling growth, highest increase in SOD activity and proline content, and lowest increase in MDA content were observed in Rehnani and Isfahani. In the field experiment, all measured traits were cultivar-harvest-salt-level-spesific and discriminated the cultivars into tolerant (Rehnani, Isfahani and Gharehyonje), moderate (Ranger, Hamedani, Yazdi and Payoneer) and sensitive (Nikshahri and Bami) groups. Under normal condition, highest and lowest forage yield were recorded in Rehnani and Bami, respectively. Based on percentage reduction in forage yield under field condition, Rehnani was identified as most salt tolerant cultivar. In addition, based on the correlation coefficients of the traits with forage yield, MDA, proline and carotenoid contents were the superior markers. The results of this study demonstrated that a wide variation existed among alfalfa cultivars in terms of physiological and biochemical responses to salt stress. Also the results of pot experiment suggested that combined inoculation of alfalfa with AMF and rhizobium under both salt and non-stress conditions can enhance the growth of alfalfa. Rehnani and Isfahani were the most salt tolerant cultivars and MDA, proline and carotenoide contents were the most powerful markers for selecting more salt tolerance in alfalfa cultivars, respectively.

یونجه از مهمترین گیاهان علوفه ای در ایران و جهان است. کمیت و کیفیت علوفه این گیاه تحت تنش شوری قرار می گیرد. بنابراین هدف از انجام این تحقیق تعیین تحمل به شوری ارقام یونجه و شناسایی نشانگر های موثر در انتخاب ارقام متحمل به شوری می باشد. بر این اساس، این پژوهش در قالب سه آزمایش جداگانه در شرایط آزمایشگاهی، مزرعه ای و گلدانی انجام شد. در آزمایش اول (جوانه زنی) و دوم (مزرعه) پاسخ 9 رقم یونجه (رهنانی، اصفهانی، قره یونجه، رنجر، همدانی، یزدی، نیکشهری، پایونیر و بمی) به چهار سطح شوری (0، 60، 120 و 180 میلی مولار کلرید سدیم) مورد مطالعه قرار گرفت. در آزمایش گلدانی اثر چهار سطح تلقیح بذر (عدم تلقیح، میکوریزا، ریزوبیوم و میکوریزا+ریزوبیوم) بر ارقام رهنانی، همدانی و بمی که به ترتیب به عنوان ارقام متحمل، نیمه متحمل و حساس به شوری (بر اساس نتایج آزمایش مزرعه ای) در چهار سطح شوری مذکور ارزیابی شد. آزمایش جوانه زنی و گلدانی به صورت فاکتوریل و آزمایش مزرعه ای به صورت کرت های خرد شده و هر سه آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. در اثر شوری صفات گیاهچه ای کلیه ارقام کاهش یافت. ارقام یونجه بر اساس مقدار کاهش صفات گیاهچه ای شامل درصد و سرعت جوانه زنی، طول و وزن خشک ریشه چه و ساقه چه در شرایط شور به سه گروه متحمل (رهنانی، اصفهانی، قره یونجه و رنجر)، نیمه متحمل (همدانی، یزدی و نیکشهری) و حساس (پایونیر و بمی) گروه بندی شدند. در آزمایش گیاهچه ای ارقام با غلظت کمتر مالون دی آلدهید و فعالیت بالاتر آنزیمی دارای ثبات عملکرد بیشتری در شرایط شور بودند. با عنایت به وجود ارتباط بین فعالیت آنزیم ها و غلظت مالون دی آلدهید با تحمل ارقام به تنش شوری در مرحله جوانه زنی ممکن است بتوان از این ویژگی ها به عنوان شاخص های بیوشیمیایی در انتخاب ارقام متحمل به شوری در مرحله جوانه زنی استفاده کرد. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش مزرعه ای، غلظت پرولین، کربوهیدرات، کاروتنوئید و فعالیت آنزیم های پراکسیداز و کاتالاز و غلظت مالون دی آلدهید نیز با افزایش سطح شوری افزایش یافت. بر اساس درصد کاهش عملکرد علوفه خشک و افزایش غلظت پرولین، کربوهیدرات، کاروتنوئید و فعالیت آنزیم های پراکسیداز و کاتالاز و غلظت مالون دی آلدهید در اثر شوری ارقامی (رهنانی و اصفهانی) که با افزایش تنش شوری افزایش بیشتری در غلظت پرولین، کربوهیدرات، کاروتنوئید، و میزان فعالیت آنزیم های پراکسیداز و کاتالاز و افزایش کمتری در غلظت مالون دی آلدهید به عنوان شاخص هایی از مقاومت به شوری داشتند، به عنوان ارقام متحمل تر به تنش مطرح بودند. با توجه به همبستگی بالای غلظت مالون دی آلدهید در سطح شوری 120 میلی مولار با عملکرد استفاده از غلظت مالون دی آلدهید در شرایط تنش شوری، شاخص مطمئن تری برای انتخاب ارقام متحمل به شوری می باشد. مقایسه گروه بندی ارقام از نظر میزان تحمل آنها به تنش شوری در مرحله جوانه زنی و در شرایط مزرعه نشان داد که ترتیب ارقام از نظر تحمل به تنش شوری در مرحله جوانه زنی با ترتیب آنها از این نظر در مراحل بعدی رشد تا حدود زیادی مشابه بود. در اثر شوری درصد آغشتگی میکوریزایی، ارتفاع بوته، سطح برگ، وزن تر و خشک اندام هوائی و ریشه، تعداد و وزن گره در ریشه، سطح کل و طول تجمعی ریشه و غلظت عناصر فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، روی و مس کاهش ولی قطر ریشه، غلظت سدیم و غلظت پرولین افزایش یافت. در اثر تلقیح گیاهان با ریزوبیوم سطح کل و طول تجمعی ریشه، غلظت پرولین، غلظت کلسیم ریشه و غلظت فسفر و نسبت پتاسیم به سدیم ریشه و برگ ها، ارتفاع بوته، وزن تر و خشک اندام هوائی و غلظت پروتئین بطور معنی داری افزایش ولی قطر ریشه و غلظت سدیم کاهش یافت. تلقیح گیاهان با میکوریزا موجب افزایش معنی دار سطح کل و طول تجمعی ریشه، غلظت پرولین، تعداد و وزن گره در ریشه، غلظت فسفر، کلسیم، منیزیم، روی و مس و نسبت پتاسیم به سدیم ریشه و برگ ها، ارتفاع بوته، وزن تر و خشک اندام هوائی، غلظت پروتئین ولی باعث کاهش قطر ریشه و غلظت سدیم ریشه و برگ ها گردید. تلقیح دوگانه گیاهان با ریزوبیوم و میکوریزا در مقایسه با تلقیح آنها با هر یک از این میکروارگانیسم ها به تنهائی تاثیر مثبت بیشتری بر افزایش غلظت عناصر، بهبود عملکرد و کیفیت علوفه و همچنین افزایش تحمل گیاهان به تنش شوری داشت. تفاوت قابل ملاحظه ای بین ارقام مورد مطالعه یونجه از نظر پاسخ به تنش شوری وجود داشت و در شرایط آب و هوائی اصفهان رقم رهنانی نسبت به دیگر ارقام مورد مطالعه از نظر عملکرد، کیفیت علوفه و تحمل به شوری دارای برتری بود. از بین صفات اندازه گیری شده محتوای مالون دی آلدهید و پرولین به ترتیب مهمترین نشانگر های تحمل به شوری یونجه معرفی شدند.