SUPERVISOR
علی نیک بخت (استاد راهنما) محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد راهنما) بهرام شریف نبی (استاد مشاور)
STUDENT
Soheila Khorsandy
سهیلا خورسندی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Endophyte Fungi Existence And Relationship With Visual Appearance And Longevity Of Age-Old Plane Trees (Platanus Orientalis L.)
Plane trees ( Platanus orientalis L.) is one of the most common ornamental and street trees planted in urban landscape in Iran and some Mediterranean countries. There are some very age-old individuals in these countries. Some are more than two centuries old and more than 30 to 40 m tall. For a long time these long-lived trees overcome the ecologic obstruction and biotic and abiotic stresses. In recent years, the most frequently occurring disorder that affects plane trees is chlorosis. This is basically due to iron deficiency in alkaline, calcareous soils. Endophytes are defined as microorganism that colonize healthy plant tissues and serve important ecological functions to the plants. The main goal of this research is to characterize fungal endophytes in shoots and bark of young and age-old plane trees, and use statistics to determine whether there are significant differences between the frequency of colonization of fungal endophytes in terms of age and location. We hypothesized that endophytes have positive effects on the survival and long life of age-old plane trees. On the base of this hypothesis, we have investigated the relationship between presence of fungal endophyte and morphological characteristic of plane trees and nutrient elements of leaves. In this research healthy tissues of plane tree (shoots, bark and leaves) from 21 young trees and 19 aged-old trees were collected in 2010 and 2011. Approximate age and height were recorded and greenness and visual appearance also evaluated using a 1 to 5 scale. Shoots and bark pieces were surface sterilized and placed in petri dishes containing PDA (potato-dextrose-agar) medium and antibiotics to suppress bacterial growth. They incubated in darkness at 25°C and checked every other day. Leaves were also separated from shoots and concentration of P, K, N, Mg and Fe was determined. Results showed that fungal endophytes existence in age-old trees were signi?cantly greater than young trees. The colonization and isolation rates of endophytic fungi increased with the age of trees. Our analysis shows that the morphology characteristic of plane trees differed significantly among sites. Here we demonstrate that climate-tree-growth relationships exist across sites. Plane trees were investigated to identify the colonization frequency of fungal endophytes in bark and shoots, morphological characteristic and nutrients concentration at three sites with distinctive climatic conditions contained age-old and young trees growing together. There was significant difference in leaves nutrients concentration of plane trees across sites. Fungal endophyte existence had a positive correlation with Fe and K concentration of leaves and height, circumference and visual appearance of trees. Our results suggested that fungal endophytes are able to improve Fe and K uptake from soil and remove iron-mediated chlorosis in plane trees and may have had long time symbiotic relationship with their host. It is possible that they could affect survival and persistence of plane trees. In conclusion, our result suggests that for a long time a symbiotic relationship has presented between fungal endophyte and their age-old plane trees host. Fungal endophytes receive nutrition and protection from the host plant and may act as plant fertilisers by enhancing nutriens elements assimilation. So presence of fungal endophyte redound to more growth and increase resistance to biotic and abiotic stresses and may have positive effects on survival and long-lasting of trees. Key words: plane trees, fungal endophyte, visual Appearance, Longevity
با توجه به اهمیت درختان کهنسال از نظر منبع ژنتیکی، اثر های زیست محیطی و نقش موثر آن ها در فضای سبز هر گونه اقدامی به منظور حفظ این منابع ارزشمند ملی قابل تامل است. یکی از انواع این درختان برای ایرانیان درخت چنار است که نمونه های چند صد ساله آن در اکثر نقاط وجود دارد. این درختان در طول صد ها سال موانع اکولوژیک و تنش های نامساعد اقلیمی و محیطی را پشت سر گذاشته و به زندگی خود ادامه داده اند. به طور کلی گیاهان به منظور حفظ بقاء خود در برابر تنش های زیستی و غیر زیستی راه کار های متعددی از خود نشان می دهند. یکی از این روش ها همزیستی با میکروارگانیسم هایی به نام قارچ های اندوفایت است. به منظور بررسی حضور قارچ ها ی اندوفایت در درختان چنار و اثر آن ها بر خصوصیات مورفولوژیک و عناصر غذایی برگ از بیست درخت کهنسال و نوزده درخت جوان در سه منطقه اصفهان، محلات و نطنز نمونه پوست و ساقه و برگ گرفته شد. نمونه های پوست و ساقه پس از منتقل شدن به آزمایشگاه و ضدعفونی سطحی درون پتری های حاوی محیط کشت PDA کشت شدند . نمونه های برگ نیز پس از شست و شو با آب مقطر برای اندازه گیری عناصر غذایی آماده شدند. داده های حاصل از فراوانی به صورت فاکتوریل تیمار های نوع درخت(کهنسال و جوان)، بافت مورد استفاده(پوست و ساقه) و تیمار های ضد عفونی (الکل+شعله و الکل+هیپو کلرید سدیم) در سه منطقه توسط برنامه SAS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. با توجه به آنالیز داده ها می توان نتیجه گرفت در بررسی درختان کهنسال و جوان از نظر حضور قارچ های اندوفایت، صفات مورفولوژیک و همچنین عناصر غذایی برگ ، درختان کهنسال چنار که هر کدام بیش از صد ها سال زندگی کرده اند در طول زمان توانسته اند با قارچ های اندوفایت رابطه همزیستی برقرار کرده به گونه ای که فراوانی این قارچ ها بخصوص آن هایی که اسپور تولید نمی کنند و توانایی بیشتری در برقراری رابطه همیاری با میزبان دارند درآن ها بیش از درختان جوان شده است. علاوه بر آن حضور بیشتر این قارچ ها در درختان کهنسال چنار نسبت به درختان جوان موجب جذب بیشتر عناصر غذایی از جمله آهن و پتاسیم شده است که از مهمترین عناصر غذایی در فرآیند فتوسنتز هستند. حضور این قارچ ها و جذب بیشتر آهن می تواند باعث کاهش کلروز ناشی از کمبود آهن در درختان چنار که از مشکلات اساسی این درختان در خاک های قلیایی است شود. همچنین افزایش جذب مواد غذایی باعث فتوسنتز بیشتر شده که موجب افزایش رشد و سبزینگی این درختان خواهد شد. با افزایش کربوهیدرات توانایی آن ها نیز در برابر تنش های ریستی و غیر زیستی بیشتر شده که در نهایت منجر به بقا و پایداری این گیاهان می شود. علاوه بر آن با توجه به این نتایج و همچنین سایر تاثیرات مثبت اندوفایت ها بر گیاه میزبان می توان احتمال داد این میکروارگانیسم ها نقش موثری در بقا و پایداری این درختان کهنسال داشته اند. کلمات کلیدی: درخت چنار، قارچ اندوفایت، همزیستی، خصوصیات مورفولوژیک و عناصر غذایی برگ.