SUPERVISOR
اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما) نعمت اله اعتمادی شلمزاری (استاد مشاور) محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد راهنما)
STUDENT
Nahal Movahed
نهال موحد
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1397
TITLE
Genotype-endophyte interaction effects on the characteristics of tall–fescue and perennial ryegrass under LED light-drought dual stresses
Forage plants have a high economic value. Tall fescue ( Schedonorus arundinaceus Schreb.) and prennial ryegrass ( Lolium perenne ) are two important perennial and cool-season grasses from Poacea family. Plants of this family have symbiotic relationships with fungi of the genus Epichloe. These fungi have many benefits for their host plant, including resistance to abiotic stresses (drought, salinity, cold) and increased secondary metabolites in the host. Secondary metabolites also change under the influence of stresses and light radiation. Recently, the use of radiation and artificial light in advanced agricultural systems has found a special place. LED lights are one of these artificial lighting systems. The present study was done to evaluate the effect of endophytic-genotype interaction on the characteristics of two species of tall fescue and perennial ryegrass under the dual stress of drought-LED light. This study was done during 2019-2020 in the research greenhouse and Chah Anari farm of Isfahan University of Technology. The plant materials used in this experiment were three perennial ryegrass genotypes (S10 with endophyte and without endophyte and Speedy) and three tall fescue genotypes (75B with endophyte and without endophyte and Silverado), which were obtained from the grass production nursery of Isfahan University of Technology. The experiment was performed in a completely randomized design with three replications. Five light treatments including four LED environments of red, blue, red-blue and white and a natural light environment (greenhouse) were applied. The LED incubators were fabricated in four separate cabinets with one of 100% red light, 100% blue light, 70%red-30%blue combinational light or 100% white light. The light intensity was adjusted to 300 ?Mol photons m?2 s?1. After 2 months, water stress was also applied in three stages. The results of data analysis showed that in general, endophytic genotypes performed better in all traits than their non-endophytic counterparts. On the other hand, genotypes of tall fescue species were superior compared to genotypes of perennial ryegrass species in most of the studied traits after water stress. The survey of the effect of LED lights on plants showed that these artificial lights significantly increased the height, fresh and dry weight of shoots and roots, percentage of cover and plant quality after stress. Measurement of soil moisture also showed that plants treated with LED lights retained soil moisture more than control samples during water stress. This can help increase the plant's resistance to dehydration stress. Examination of the amount of chemical compounds also showed that before the application of water stress, the amount of compounds were higher in the samples of four LED light treatment than the control samples, while after the stress treatment, the compounds increased in the control compared to other samples. In general, water stress increased the chemical composition of the control samples. Since the positive effect of LED lights was shown on increasing the resistance of plants to drought stress, further experiments and studies are recommended about the effects of these artificial lights on plant growth in green space. Keywords: Tall fescue, Perennial ryegrass, Endophyte fungus, Drought stress, LED lights, Interactions.
گیاهان علوفهای و چمنی از ارزش اقتصادی بالایی برخوردار هستند. فسکیوی بلند ( Schedonorus arundinaceus Schreb.) و چچم چند ساله ( Lolium perenne L. ) از گونههای علفی و مهم خانواده گندمیان و سرمادوست هستند. گیاهان این خانواده دارای روابط همزیستی با قارچهای اندوفایت جنس Epichloe هستند. این قارچها مزایایی را برای گیاه میزبان خود به همراه دارند که ازجمله آنها میتوان مقاومت به تنشهای زیستی (خشکی، شوری، سرما) و افزایش متابولیتهای ثانویه در میزبان را نام برد. این متابولیتهای ثانویه نیز تحت تاثیر عواملی چون تنشها و تشعشعات نوری دستخوش تغییرات میشوند. امروزه استفاده از تشعشعات و نورهای مصنوعی در سیستمهای کشاورزی پیشرفته جایگاه ویژهای پیدا کرده است. یکی از این سیستمهای نور مصنوعی نورهای LED است. مطالعه حاضر به منظور بررسی اثر ژنوتیپ-اندوفایت بر ویژگیهای دو گونه فسکیوی بلند و چچم چند ساله تحت تنش دوگانه نور LED –خشکی انجام شد. این آزمایش طی سالهای 1399-1398 در گلخانه تحقیقاتی و مزرعه چاه اناری دانشگاه صنعتی اصفهان اجرا شد. مواد گیاهی مورد استفاده در این آزمایش 3 ژنوتیپ چچم چند ساله شامل S10 دارای اندوفایت و بدون اندوفایت و چمن خارجی چچم Speedy بدون اندوفایت و 3 ژنوتیپ فسکیوی بلند 75B دارای اندوفایت و بدون اندوفایت و چمن خارجی فستوکا Silverado بدون اندوفایت بودند که از خزانه مزرعه دانشگاه صنعتی اصفهان تهیه شدند. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار انجام شد. تیمارهای نوری شامل 4 محیط LED از نورهای قرمز (100% قرمز )، آبی (100% آبی)، ترکیب قرمز-آبی (30% آبی-70% قرمز)، سفید (100% سفید) و نور طبیعی (گلخانه) به صورت 14 ساعت نوردهی شبانه LED با شدت نوری 500 میکرومول فوتون بر متر مربع بر ثانیه و 10 ساعت نور طبیعی بود. پس از دوماه رشد تحت شرایط نوری، تنش خشکی نیز در سه دوره با قطع آبیاری اعمال شد. نتایج حاصل از آنالیز دادهها نشان داد که به طور کلی ژنوتیپهای دارای اندوفایت در تمام صفات عملکرد بهتری نسبت به همتایان بدون اندوفایت خود داشتند. از طرف دیگر ژنوتیپهای گونه فسکیوی بلند در اغلب صفات مورد بررسی بعد از اعمال تنش نسبت به ژنوتیپهای گونه چچم چند ساله برتری داشتند. بررسی اثر نورهای LED بر روی گیاهان نشان داد که این نورهای مصنوعی به صورت معناداری موجب افزایش ارتفاع، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، درصد پوشش و کیفیت گیاه بعد از اعمال تنش شدند. همچنین اندازه گیری رطوبت خاک نیز نشان داد که گیاهان تیمار شده با نورهای LED در زمان تنش آبی رطوبت خاک را بیشتر از نمونههای شاهد حفظ کردند. این موضوع میتواند به افزایش مقاومت گیاه در برابر شرایط کم آبی کمک کند. بررسی میزان ترکیبات شیمیایی گیاه نیز نشان داد که قبل از اعمال تنش، میزان ترکیبات در نمونههای چهار محیط نوری نسبت به گلخانه بیشتر بود، درحالی که بعد از اعمال تنش میزان این ترکیبات در نور شاهد گلخانه نسبت به دیگر نمونهها افزایش یافت. از آنجا که تاثیر مثبت نورهای LED در افزایش مقاومت گیاهان نسبت به تنش خشکی نشان داده شد، انجام آزمایشات ومطالعات بیشتر در رابطه با آثار مثبت این نورهای مصنوعی بر رشد سایر گیاهان ودرختان فضای سبز پیشنهاد میگردد. کلمات کلیدی: فسکیوی بلند، چچم چند ساله، قارچ اندوفایت، تنش خشکی، نورهای LED، آثار متقابل