تاثیر غلظتهای مختلف نانو ذرات سیلیکا بر عامل بیماری پوسیدگی فوزاریومی ریشه و طوقه برنج و برخی ویژگیهای رشدی بذور در شرایط آزمایشگاهی
پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 2018-25IPPC (R1)
نویسندگان
1دانشگاه تبریز
2گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
3, Rice Research Institute of Iran, Rasht
چکیده
چکیده
بیماری پوسیدگی فوزاریومی ریشه و طوقه برنج با عامل Fusarium fujikuroi یکی از مهمترین بیماریهای بذرزاد برنج است. چالش اصلی در مواجهه با این بیماری، فقدان شیوههای مدیریت موثر پس از ظاهر شدن علائم بیماری در مزرعه است بنابراین، موثرترین و مقرون به صرفهترین رویکرد برای مدیریت این بیماری بذرزاد، ضدعفونی بذور و کشت ارقام مقاوم یا نیمه مقاوم است. در صورت عدم دسترسی به ارقام مقاوم، ایجاد مقاومت با استفاده از ترکیبات شیمیایی فعالکننده مقاومت در ارقام نیمه حساس و حساس، یکی از روش های قابل دسترس و زیست سازگار در مدیریت بیماری میباشد. در این تحقیق، تاثیر نانو ذرات سیلیکا(〖Sio〗_2 با خلوص 99 درصد )در غلظتهای 125/0، 25/0، 5/0، 1، 2 و 4 میلیمولار در مهار رشد میسلیومی، میزان تندش اسپورهای قارچ عامل بیماری و میزان اسپورزایی بیمارگر در شرایط آزمایشگاهی در قالب یک طرح کاملا تصادفی در 4 تکرار مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش کشت مرطوب نیز بذور برنج رقم خزر پس از پرایمینگ با غلظتهای نانوذرات سیلیکا و سپس آلوده سازی با قارچ عامل بیماری، از نظر درصد جوانهزنی و میزان آلودگی به فوزاریوم مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس نتایج به دست آمده، بین غلظتهای مختلف نانو ذرات سیلیکا از نظر تاثیر آنها در مهار رشد میسلیومی و میزان تندش اسپورهای قارچ عامل بیماری اختلاف آماری معنیداری در سطح احتمال پنج درصد وجود داشت. نانوذرات سیلیکا در غلظتهای 25/0 و 5/0 میلیمولار، بهترتیب با 2/23 و 2/18 درصد، بیشترین میزان بازدارندگی از رشد میسلیومی را نشان داده و بهترتیب با 3/31 و 8/27 درصد، کمترین مقدار تندش اسپورهای قارچ عامل بیماری را موجب شدند. از نظر تاثیر بر مقدار اسپورزایی بیمارگر در محیطکشت ازمایشگاهی، بین تیمارها تفاوت آماری معنیداری وجود نداشته و تعداد آنها در محدوده 7 – 5/4 میلیون اسپور در هر میلیلیتر شمارش شد. در بذور پرایم شده با نانوذرات سیلیکا، بین تیمار شاهد و غلظتهای مختلف نانوسیلیکا اختلاف آماری معنیداری از نظر درصد الودگی بذور به قارچ فوزاریوم وجود داشت و کمترین میزان آلودگی بذور در تیمارهای 5/0 و 1 میلیمولار نانوسیلیکا مشاهده شد. از نظر تاثیر بر درصد جوانهزنی بذور برنج، تفاوت آماری معنیداری بین تیمارها وجود نداشته اما با این حال، بیشترین مقدار درصد جوانهزنی متعلق به تیمارهای 5/0 و یک میلیمولار نانوسیلیکا بود. یافتههای بهدست آمده در این تحقیق نشان داد که نانوذرات سیلیکا با تاثیر بازدارندگی مستقیم روی عامل بیماری و کاهش میزان آلودگی بذور برنج به قارچ فوزاریوم، میتواند در مدیریت بیماری در ارقام حساس و نیمه حساس مورد استفاده قرار گیرد.
بیماری پوسیدگی فوزاریومی ریشه و طوقه برنج با عامل Fusarium fujikuroi یکی از مهمترین بیماریهای بذرزاد برنج است. چالش اصلی در مواجهه با این بیماری، فقدان شیوههای مدیریت موثر پس از ظاهر شدن علائم بیماری در مزرعه است بنابراین، موثرترین و مقرون به صرفهترین رویکرد برای مدیریت این بیماری بذرزاد، ضدعفونی بذور و کشت ارقام مقاوم یا نیمه مقاوم است. در صورت عدم دسترسی به ارقام مقاوم، ایجاد مقاومت با استفاده از ترکیبات شیمیایی فعالکننده مقاومت در ارقام نیمه حساس و حساس، یکی از روش های قابل دسترس و زیست سازگار در مدیریت بیماری میباشد. در این تحقیق، تاثیر نانو ذرات سیلیکا(〖Sio〗_2 با خلوص 99 درصد )در غلظتهای 125/0، 25/0، 5/0، 1، 2 و 4 میلیمولار در مهار رشد میسلیومی، میزان تندش اسپورهای قارچ عامل بیماری و میزان اسپورزایی بیمارگر در شرایط آزمایشگاهی در قالب یک طرح کاملا تصادفی در 4 تکرار مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش کشت مرطوب نیز بذور برنج رقم خزر پس از پرایمینگ با غلظتهای نانوذرات سیلیکا و سپس آلوده سازی با قارچ عامل بیماری، از نظر درصد جوانهزنی و میزان آلودگی به فوزاریوم مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس نتایج به دست آمده، بین غلظتهای مختلف نانو ذرات سیلیکا از نظر تاثیر آنها در مهار رشد میسلیومی و میزان تندش اسپورهای قارچ عامل بیماری اختلاف آماری معنیداری در سطح احتمال پنج درصد وجود داشت. نانوذرات سیلیکا در غلظتهای 25/0 و 5/0 میلیمولار، بهترتیب با 2/23 و 2/18 درصد، بیشترین میزان بازدارندگی از رشد میسلیومی را نشان داده و بهترتیب با 3/31 و 8/27 درصد، کمترین مقدار تندش اسپورهای قارچ عامل بیماری را موجب شدند. از نظر تاثیر بر مقدار اسپورزایی بیمارگر در محیطکشت ازمایشگاهی، بین تیمارها تفاوت آماری معنیداری وجود نداشته و تعداد آنها در محدوده 7 – 5/4 میلیون اسپور در هر میلیلیتر شمارش شد. در بذور پرایم شده با نانوذرات سیلیکا، بین تیمار شاهد و غلظتهای مختلف نانوسیلیکا اختلاف آماری معنیداری از نظر درصد الودگی بذور به قارچ فوزاریوم وجود داشت و کمترین میزان آلودگی بذور در تیمارهای 5/0 و 1 میلیمولار نانوسیلیکا مشاهده شد. از نظر تاثیر بر درصد جوانهزنی بذور برنج، تفاوت آماری معنیداری بین تیمارها وجود نداشته اما با این حال، بیشترین مقدار درصد جوانهزنی متعلق به تیمارهای 5/0 و یک میلیمولار نانوسیلیکا بود. یافتههای بهدست آمده در این تحقیق نشان داد که نانوذرات سیلیکا با تاثیر بازدارندگی مستقیم روی عامل بیماری و کاهش میزان آلودگی بذور برنج به قارچ فوزاریوم، میتواند در مدیریت بیماری در ارقام حساس و نیمه حساس مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه ها
Title
The effect of different concentrations of silica nanoparticles on Fusarium root and crown rot of rice and on some growth properties of seeds in laboratory conditions
Authors
Nastaran jafari, Ali Viani, Hadis Shahbazi
Abstract
Fusarium root and crown rot disease of rice caused by Fusarium fujikuroi is one of the most important seed-born diseases of rice. The main challenge in dealing with this disease is the lack of effective management practices after the appearance of disease symptoms in the field. Therefore, the most effective and cost-effective approach to manage this disease is seed disinfection and cultivation of resistant or semi-resistant cultivars. If there is no access to resistant cultivars, inducing resistance through chemical compounds in semi-susceptible and susceptible cultivars is one of the accessible and biocompatible methods in disease management. In this research, the effect of silica nanoparticles in concentrations of 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2 and 4 mM in inhibiting mycelial growth, spore germination of pathogen and the rate of sporulation of pathogen was investigated in laboratory conditions in the form of a completely randomized design in 4 Replications. In the wet culture experiment, the rice seeds of Khazar cultivar after priming with concentrations of silica nanoparticles and then contamination with the pathogen, were examined for the percentage of germination and Fusarium contamination. Based on the obtained results, there was statistically significant difference at the five percent probability level between different concentrations of silica nanoparticles in terms of their effect on inhibiting mycelial growth and the rate of spore germination. Silica nanoparticles in concentrations of 0.25 and 0.5 mM showed the highest inhibition percentage of mycelial growth by 23.2 and 18.2%, respectively, and the lowest amount of spore germination by 31.3 and 27.8 %, respectively. In terms of the effect of treatments on the amount of pathogen sporulation, there was no significant difference between the treatments and the number of spores in them were counted in the range of 4.5-7 milion spores per milliliter. In the seeds primed with silica nanoparticles, there was statistically significant difference between the control and different concentrations of nanosilica in terms of the percentage of seed contamination with Fusarium fungus, and the lowest amount of seed contamination was observed in the 0.5 and 1 mM nanosilica treatments. In terms of the effect on the germination of rice seeds, there was no statistically significant difference between the treatments, however, the highest germination percentage belonged to the 0.5 and 1 mM nanosilica treatments. The findings obtained in this research showed that silica nanoparticles with direct inhibitory effect on the pathogen and reducing the contamination of rice seeds with Fusarium fungus, can be used in disease management in susceptible and moderately-susceptible cultivars.
Keywords
Damping-off, germination, Mycelial growth, Nanoparticles, Sporulation