اثر قارچ میکوریز و ریزوباکتری‌های محرک رشد گیاه بر سرعت رشد، زمان گلدهی و الگوی تجمع استویوزاید در گیاه استویا (Stevia rebaudiana Bert.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، بخش تحقیقات کشت بافت، مدیریت بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه مرکزی کشور، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران (ABRII)

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهرکرد

3 دانشیار، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهرکرد

چکیده

استویا (Stevia rebaudiana Bert.) یک گیاه دارویی است که به‌عنوان شیرین‌کننده‌ای مناسب برای بیماران دیابتی استفاده می‌شود.در این پژوهش تأثیر تلقیح منفرد یا توأم قارچ میکوریزی گلوموس اینترارادیسز و باکتری‌های باسیلوس پلی‌میکسا، سودوموناس پوتیدا و ازتوباکتر کروکوکوم بر گیاهچه‌هایی که از کشت قطعات تک‌گره استویا باززایی شده بودند، در زمان‌های 15، 30، 45 و 60 روز پس از اعمال تیمارها بررسی شد. نتایج نشان دادند که میزان پارامترهای رشد (وزن تر، وزن خشک و طول ساقه) و استویوزاید تا 60 روز پس از اعمال تیمارها، در تیمارهای منفرد و سه‌تایی باکتری یا قارچ در حد معنی‌داری افزایش یافت ولی بیشترین میزان پارامترهای رشد و استویوزاید در تیمارهای دوتایی از میکروارگانیسم‌ها و به‌طور ویژه در تیمار ازتوباکتر+ گلوموس مشاهده شد. بیشترین میزان وزن تر، وزن خشک، طول ساقه و استویوزاید در 60 روز پس از اعمال اولیه تیمارها و در تیمار ازتوباکتر+ گلوموس که به‌ترتیب 7/53%، 57%، 37% و 81% افزایش نسبت به شاهد را نشان می‌دهند، مشاهده شد. به‌طور جالب توجهی مشاهده شد که سرعت رشد در تیمارهای دوگانه و سه‌گانه در فاصله 30-15 روز حداکثر بود و در فاصله 45-30 روز که منطبق با دوران گلدهی آنها بود، کاهش یافت. اما در تیمارهای منفرد سرعت رشد در فاصله 45-30 روز به حداکثر رسید و در فاصله 60-45 روز با ورود به مرحله گلدهی بشدت کاهش یافت. به هر حال حداکثر میزان تجمع استویوزاید در همه تیمارها در فاصله 45-30 روز بدست آمد و در فاصله 60-45 روز با ورود به مرحله گلدهی میزان تجمع استویوزاید در تیمارهای سه‌گانه و منفرد بشدت و در تیمارهای دوگانه به‌طور ملایم‌تر کاهش یافت. بنابراین تیمار میکروارگانیسم‌ها سرعت رشد، فنولوژی گیاه و الگوی تجمع استویوزاید را در استویا تحت تأثیر قرار می‌دهند.

کلیدواژه‌ها


- Ahmed, M.B., Salahin, M., Karim, R., Razvy, M.A., Hannan, M.M., Sultana, R., Hossain, M.M. and Islam, R., 2007. An efficient method for in vitro clonal propagation of a newly introduced sweetener plant (Stevia rebaudiana Bertoni.) in Bangladesh. American-Eurasian Journal of Scientific Research, 2(2): 121-125.

- Ali, A., Gull, I., Nas, S. and Afghan, S., 2010. Biochemical investigation during different stages of in vitro propagation ofStevia rebaudiana.Pakistan Journal of Botany, 42(4): 2827-2837.

- Aseri, G.K., Jain, N., Panwar, J., Rao, A.V. and Meghwal, P.R., 2008. Biofertilizers improve plant growth, fruit yield, nutrition, metabolism and rhizosphere enzyme activities of Pomegranate (Punica granatum L.) in Indian Thar desert. Scientia Horticulturae, 117(2): 130-135.

- Banchio, E., Bogino, P.C, Zygadlo, J. and Giordano, W., 2008. Plant growth promting rhizobacteria improve growth and essential oil yield in Origanum majorana L. Biochemical Systematics and Ecology, 36(10): 766-771.

- Barea, J., Pozo, M.J., Azcon, R. and Azcón-Aguilar, C., 2005. Microbial co-operation in the rhizosphere. Journal of Experimental Botany, 56(417):
1761-1778.

- Buttery, B.R., 1969. Analysis of the growth of soybeans as affected by plant production and fertilizer. Canadian Journal of Plant Science, 49(6): 675-684.

- Cardello, H.M.A.B., Da Silva, M.A.P.A. and Damasio, M.H., 1999. Measurement of the relative sweetness of Stevia extract, aspartame and cyclamate/saccharin blend as compared to sucrose at different concentrations. Plant Food for Human Nutrition, 54(2): 119-129.

- Das, K. and Dang, R., 2010. Influence of biofertilizers on stevioside content in Stevia rebaudiana grown in acidic soil condition. Archives of Applied Science Research, 2(4): 44-49.

- Das, K., Dang, R., Shivananda, T.N. and Sekeroglu N., 2007. Influence of bio-fertilizers on the biomass yield and nutrient content in Stevia rebaudiana Bert. grown in Indian subtropics. Journal of Medicinal Plants Research, 1: 005-008.

- Debnath, M., 2008. Clonal propagation and antimicrobial activity of an endemic medicinal plant Stevia rebaudiana. Journal of Medicinal Plants Research, 2: 45-51.

- Earanna, N., 2007. Response of Stevia rebaudiana to biofertilizers. Karnataka Journal of Agricultural Sciences, 20: 616-617.

- Frey-Klett, P., Garbaye, J. and Tarkka, M., 2007. The mycorrhiza helper bacteria revisited. New Phytologist, 176: 22-36.

- Geuns, J.M.C., 2003. Molecules of interest: stevioside. Phytochemistry, 64(5): 913-921.

- Gosling, P., Hodge, A., Goodlass, G. and Bending, G.D., 2006. Arbuscular mycorrhizal fungi and organic farming. Agriculture, Ecosystems and Environment, 113(1-4): 17-35.

- Gray, E.J. and Smith D.L., 2005. Intracellular and extracellular PGPR: commonalities and distinctions in the plant bacterium signaling processes. Soil Biology and Biochemistry, 37(3): 395-412.

- Holt, J.G., 1994. Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. Lippincott Williams & Wilkins, 787p.

- Johansson, J.F., Paul, L.R. and Finlay, R.D., 2004. Microbial interactions in the mycorrhizosphere and their significance for sustainable agriculture. FEMS Microbiology Ecology, 48:1-13.

- Jones, D.L., Nguyen, C. and Finlay, R.D., 2009. Carbon flow in the rhizosphere: carbon trading at the soil-root interface. Plant and Soil, 321: 5-33.

- Kapoor, R., Sharma, D. and Bhatnagar, A.K., 2008. Arbuscular mycorrhizal in micropropagation systems and their potential application. Scientia Horticulturae, 116(3): 227-239.

- Kedik, S.A., Fedorov, S.V., Yanul, N.A., Prokhorova, L.V., Smirnova, E.V. and Panov, A.V., 2003. Chromatographic Determination of stevioside in raw plant material. Pharmaceutical Chemistry Journal, 37(10): 529-532.

- Khalid, A., Arshad, M. and Zahir, Z.A., 2004. Screening plant growth-promoting rhizobacteria for improving growth and yield of wheat. Journal of Applied Microbiology, 96(3): 473-480.

- Kolb, N.J., Herrera, L., Ferreyra, D.J. and Uliana, R.F., 2001. Analysis of sweet diterpene glycosides from Stevia rebaudiana: improved HPLC method. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49(10): 4538-4541.

- Madan, S., Ahmad, S., Singh, G.N., Kohli, K., Kumar, Y., Singh, R. and Garg, M., 2010. Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni-a review. Indian Journal of Natural Products and Resources, 1: 267-287.

- Mamta R.P., Pathaniad, V. and Gulatic, A., 2010. Stimulatory effect of phosphate solubilizing bacteria on plant growth, stevioside and rebaudioside- a contents of Stevia rebaudiana Bertoni. Applied Soil Ecology, 46: 222–229.

- Mishra, P.K., Singh, R., Kumar, U. and Prakash, V., 2010. Stevia rebaudiana-a magical sweetener. Global Journal of Biotechnology and Biochemistry, 5: 62-74.

- Morone-Fortunato, I. and Avato, P., 2008. Plant development and synthesis of essential oils in micropropagated and mycorrhiza inoculated plants of Origanum vulgare L. ssp. hirtum (Link) Ietswaart. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 93(2): 139-149.

- Murashig, T. and Skoogs, F., 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3): 473-497.

- Naz, I and Bano, A., 2010. Biochemical, molecular characterization and growth promoting effects of phosphate solubilizing Pseudomonas sp. isolated from weeds grown in salt range of Pakistan. Plant Soil, 334: 199-207.

- Pikovskaya, R.I., 1948. Mobilization of phosphorus in soil in connection with the vital activity of some microbial species. Microbiology, 17: 362-370.

- Radford, P.J., 1967. Growth analysis formulae: their use and abuse. Crop Science, 7(3): 171-175.

- Rafiq, M., Umardahot, M., Mangrio, S.M., Naqvi, H.A. and Qarshii, I.A., 2007. In vitro clonal propagation and biochemical analysis of field established Stevia rebaudiana Bertoni. Pakistan Journal of Botany, 39(7): 2467-2474.

- Rai, M.K., 2001. Current advances in mycorrhizal in micropropagation. In vitro Cellular and Developmental Biology-Plant, 37(2): 158-167.

- Rasheed, M., Hussain, A. and Mahmood, T., 2003. Growth analysis of hybrid maize as influenced by planting techniques and nutrient management. International Journal of Agriculture and Biology,5(2): 169-171.

- Rillig, M.C. and Mummey, D.L., 2006. Mycorrhizas and soil structure. New Phytologist, 171: 41-53.

- Robin, A., Vansuyt, G., Hinsinger, P., Meyer, J.M., Briat, J.F. and Lemanceau, P., 2008. Iron dynamics in the rhizosphere: consequences for plant health and nutrition. Advances in Agronomy, 99: 183-225.

- Russo, A., Vettori, L., Felici, C., Fiaschi, G., Morini, S. and Toffanin, A., 2008. Enhanced micropropagation response and biocontrol effect of Azospirillum brasilense on Pruny cerasifera plants. Journal of Biochemistry, 134(3-4): 312-319.

- Santoro, M.V., Zygadlo, J., Giordano, W. and Banchio, E., 2011. Volatile organic compounds from rhizobacteria increase biosynthesis of essential oils and growth parameters in peppermint (Mentha piperita). Plant Physiology and Biochemistry, 49(1): 1177-1182.

- Vafadar, F., Amooaghaie R. and Otroshy, M., 2014. Effects of plant-growth-promoting rhizobacteria and arbuscular mycorrhizal fungus on plant growth, stevioside, NPK, and chlorophyll content of Stevia rebaudiana. Journal of Plant Interactions, 9(1):
128-136.

- Van Loon, L.C., 2007. Plant responses to plant growth promoting rhizobacteria. European Journal of Plant Pathology, 119(3): 243-254.

- Vessey, J.K., 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant and Soil, 255(2): 571-586.

- Willey, J.M., Sherwood, L.M. and Woolverton, C., 2009. Prescott’s Principles of Microbiology. McGraw Hill Higher Education, 960p.

- Woelwer-Rieck, U., Lankes, C., Wawrzun, A. and Wüst, M., 2010. Improved HPLC method for the evaluation of the major steviol. glycosides in leaves of Stevia rebaudiana. Europen Food Research and Technology, 231(4): 581-588.