تکثیر Glomus intraradices و تهیه مایه تلقیح آن قارچ به روش کشت درون شیشه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی بخش تحقیقات بیولوژی خاک موسسه تحقیقات خاک و آب

2 استاد گروه گیاهپزشکی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

4 استاد دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران،

5 اعضای هیات علمی بخش تحقیقات بیولوژی خاک موسسه تحقیقات خاک و آب.

چکیده

قارچهای میکوریز آربسکولار همزیست اجباری ریشه در بیش از 80 درصد خانواده‌های گیاهی می‌باشند. علی‌رغم تاثیرات مفید این قارچها، عدم رشد آنها در محیط‌های سنتز شده آزمایشگاهی که ناشی از طبیعت همزیست اجباری بودن آنهاست، بزرگترین محدودیت برای به کارگیری این میکروارگانیسم‌ها در اراضی کشاورزی می‌باشد. تاکنون سه روش هیدروپونیک، ائروپونیک و کشت همزمان ریشه و قارچ به صورت درون شیشه‌ای برای تکثیر صنعتی این قارچها به کار گرفته شده است. از بین روشهای ذکر شده روش اخیر هم از نظر جنبه‌های اقتصادی و هم از نظر خلوص مایه تلقیح تهیه شده، بیشترین موفقیت را در پی داشته است. این تحقیق بر مبنای ضرورت تهیه و توسعه روش کشت درون شیشه‌ای همزمان قارچ و ریشه میزبان و استفاده از این فرآورده به عنوان مایه تلقیح خالص به مورد اجرا گذاشته شده است. به این منظور از اسپورهای قارچ Glomus intraradices  بومی خاکهای ایران استفاده گردید. اسپورهای جوان پس از جداسازی از محیط کشت گیاه و به منظور حذف آلودگی‌های سطحی در طی چند مرحله با آب مقطر و Tween 20 شسته شدند. برای استریل سطحی اسپورها ابتدا از محلول کلرامین‌تی دو درصد و سپس از محلولی حاوی استرپتومایسین سولفات با غلظت 200 میلی‌گرم در لیتر و جنتامایسین سولفات با غلظت 100 میلی‌گرم در لیتر استفاده گردید. به منظور بررسی آلودگی احتمالی، اسپورها به محیط حداقل منتقل و به مدت یک هفته در دمای 25 درجه سانتی‌گراد نگهداری گردیدند. با قرار دادن اسپورهای عاری از آلودگی سطحی در مجاورت راس ریشه‌های القاء شده موجود در سطح محیط کشت حداقل، رابطه همزیستی بین دو ارگانیسم برقرار گردید. برای تکثیر همزمان قارچ و ریشه از بطری‌های شیشه‌ای در پیچ‌دار حاوی 100 میلی‌لیتر محیط حداقل استفاده شد. رنگ‌آمیزی اسپور تولید شده با محلول MTT نشان داد که بیش از 95 درصد از اسپورهای تولید شده زنده و دارای قدرت رویش می‌باشند. همچنین کلنیزاسیون ریشه‌های القایی با قارچ بیش از 70 درصد بود. نتایج این تحقیق حاکی از این است که روش کشت درون شیشه‌ای به کار گرفته شده دارای کارایی بسیار خوبی برای تکثیر قارچ Glomus intraradices و احتمالاً سایر گونه‌های قارچهای میکوریز آربسکولار می‌باشد. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

In Vitro Preparation and Reproduction of Inoculants of Glomus intraradices Fungus

نویسندگان [English]

  • F. Rejali 1
  • A. Alizadeh 2
  • M. J. Malakouti 3
  • N. Saleh Rastin 4
  • K. Khavazi 5
  • A. Asgharzadeh 5
1 Scientific staff member at Soil Biology Res. Div. of the Soil and Water Res. Institute
2 Professor of herbal medicine at the school of Agr., Tarbiat Modarres University
3 rofessor, school of Agricultural, Tarbiat Modarres University and Director General of the Soil and Water Res. Institute
4 Professor, school of Agr. Tehran University
5 Scientific staff members of Soil Biol. Res. Div. of the Soil and Water Res. Institute, respectively
چکیده [English]

The obligate Arbuscular mycorrhizal fungi that live symbiotically on plant roots can be found on some 80% of plant families. Despite their useful effects, the problems with growing them in synthesized culture media caused by their obligate symbiotic nature poses as the major obstacle in utilizing them for agricultural purposes. So far three methods of industrial scale reproduction of the fungi, namely, the methods of hydroponic, aeroponic, and simultaneous in vitor culturing of roots and fungi have been successfully developed. Of the three methods, the last one is the most effective both in term of inoculant purity as well as economic returns. This investigation was carried out on the basis of the need to develop and expand the method of simultaneous in vitro culturing of the fungi and roots of host plant to be used as pure inoculant as such. For this purpose, the spores of the fungi Glomus intraradices indigenous to the soils of Iran were used in the experiment. Young spores removed from the host plants medium of growth were washed several times with distilled water and Tween 20 solution in order to eliminate any surface contaminations. The spores were then surface sterilized first with a 2 percent solution of chloramin-T and then with a solution contining 200 mg/liter of streptomycin sulfate and 100 mg/liter of gentamycin sulfate. In order to check for any possible contamination, the spores were transferred to a minimum culture medium and maintained for one week at 25oC. Symbiotic relation was obtained by placing decontaminated spores on the end of induced root hairs found on the surface of the minimum culture medium. A simultaneous reproduction of the fungi and the root hairs was achieved using screw cap glass bottles containing 100 ml of the minimum culture medium. By staining the resulting spores with a solution of MTT, it was seen that 95% of the spores were active and capable of growing. Likewise, it was found that 70% of root colonization by the spores was successful. The investigations show that the in vitro method of reproduction used in this experiment is very effective for growing Glomus intraradices and possibly other species of Arbuscular mycorrhizal fungi.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arbuscular Mycorrhizal Fungi
  • InVitro Preparation
  • Inoculum

مراجع

  1. Adholeya, A., Varma, A. and Bhatia, N. P. 1997. Influence of the media gelling agents on root biomass, and in vitro VA-mycorrhizal symbiosis of carrot, with Gigaspora margarita. 10: 63-74.
  2. Allen, M. F. 1991. The ecology of mycorrhizae. Cambridge University Press. P. 184.
  3. Bago, B., Azcon-Aguilar, C. and Piche, Y. 1998. Architecture and developmental dynamics of the external mycelium of the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices grown under monoxenic culture conditions. Mycologia, 90: 52-62.
  4. Becard, G. and Fortin, J. A. 1988. Early events of vesicular arbuscular mycorrhiza formation on Ri-T-DNA transformed roots. New Phytologist. 108: 211-218.
  5. Becard, G. and Piche, Y. 1992. Establishment of vesicular-arbuscular mycorrhiza in root organ cultuer: review and proposed methodology. In: Techniques for the study of mycorrhiza. J. Norris, D. Read and A. Varma. (eds). Academic Press, New York. PP. 89-108.
  6. Becard, G., Douds, D. D. and Pfeffer, P. E. 1992. Extensive in vitro hyphal growth of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi in the presence of Co2 and flavonols. Applied and Environmental Microbiology. 58: 821-825.
  7. Chabot, S., Becard, G. and Piche, Y. 1992a. Life cycle of Glomus intraradix in root organ culture. Mycologia. 84: 315-321.
  8. Dalpe, Y. and Declerck, S. 2002. Development of Acaulospora rehmii spore and hyphal swellings under root-organ culture. Mycologia. 94(5): 850-855.
  9. Declerck, S., Strullu, D. G. and Plenhette, C. 1996. In vitro mass production of the arbuscualr mycorrhizal fungus Glomus versiforme associated with Ri T-DNA transformed carrot roots. Mycological Research, 100: 1237-1242.
  10. Declerck, S., Strullu, D. G. and Plenchette, C. 1998. Monoxenic culture of the intraradical forms of Glomus isolated from a tropical ecosystem: a proposed methodology for germplasm collection. Mycologia. 90(4): 579-585.
  11. Declerck, S., Cranenbrouck, S., Dalpe, Y., Sequin, S., Grandmoungin-Ferjani, A., Fontaine, J. and Sancholle, M. 2000. Glomus proliferum nov.: a description based on morphological, biochemical, molecular and monoxenic cultivation data. Mycologia 22(2): 1178-1187.
  12. Declerck, S., Cranenbrouck, S. and Le-Boulenge, E. 2001. Modeling the sporulation dynamics of arbuscualr mycorrhizal fungi in monoxenic culture. Mycorrhiza 11: 225-230.
  13. Declerck, S., Strullu, D. G. and Plenchette, C. 1998. Monoxenic culture of the intraradical forms of Glomus isolated from a tropical ecosystem: a proposed methodology for germplasm collection. Mycologia. 90(4): 579-585.
  14. Douds, D. D. 1997. A procedure for the establishment of Glomus mosseae in dual culture with Ri T-DNA-transformed carrot roots. Mycorrhiza 7: 57-61.
  15. Douds, D. D. Gadkar, J. V. and Adholeya, A. 2000. Mass production of VAM fungus biofertilizer. In: Mycorrhizal Biology, edited by K. J. Mukerji. Kluwer Academic/Plenum Publishers.
  16. Fortin, J. A., Becard, G., Declerck, S., Dalpe, Y. St-Arnaud, M., Coughlan, A. P. and Piche, Y. 2002. Arbuscular mycorrhiza on root-organ culture. Canadian. Journal of Botany. 80: 1-20.
  17. Gadkar, V., and Adholeya, A. 2000. Intraradical sporulation of AM Gigaspora margarita in long-term axenic cultivation in Ri T-DNA carrot root. Mycological Research. 104(6): 716-721.
  18. Gianinazi, S., Schuepp, H., Barea, J. M. and Haselwandter, K. (eds.). 2002. Mycorrhizal technology in agriculture, from genes to bioproducts. Birkhauser.
  19. Jolicoeur, M., Williams, R. D. Chavarie, C. Fortin, J. A., and Archambault, J. 1999. Production of Glomus intraradices Propagules, and arbuscular mycorrhizal fungus, in and airlift bioreactor. Biotechnol Bioeng. 63: 224-232.
  20. Juge, C., Samson, J., Bastien, C., Vierheilig, H., Coughlan, A. and Piche, Y. 2002. Breaking dormancy in spores of the arbuscualr mycorrhizal fungus Glomus intraradices: a critical cold-storage period. Mycorrhiza 12: 37-42.
  21. Karandashov, V., Kuzovkina, I., Hawkins, H. J. and George, 2000. Growth and sporulation of the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus caledonium in dual culture with transformed carrot roots. Mycorrhiza. 10: 23-28.
  22. Mosse, B. and Hepper, C. M. 1975. Vesicular-arbuscurlar infections in root-organ culture. Physiology and Plant Pathology. 5: 215-223.
  23. Mugnier, J. and Mosse, B. 1987. Vesicular-arbuscular infections in Ri-T-DNA transformed roots grown axenically. Phytopathology. 77: 1045-1050.
  24. Mukerji, K. C. 1996. Concepts in mycorrhizal research. Kluwer Academic Publisher, London, P. 373.
  25. Mukerji, K. G., Manoharachary, C. and Chamola, B. P. (eds.). 2002. Techniques inmycorrhizal studies. Kluwer Academic Publisher.
  26. Mukerji, K. G. and Chamola, B. P. 2003. Compendium of mycorrhizal research. A. P. H. Publisher. New Delhi. P. 310.
  27. Norris, J., Read, D. and Varma, A. (eds). 1992. Techniques for the study of mycorrhiza. Academic Press, New York.
  28. St-Arnaud, M., Hamel, C., Vimard, B., Caron, M. and Fortin, J. A. 1996. Enhanced hyphal growth and spore production of the arbuscualr mycorrhizal fungus Glomus intraradices in an in vitro system in absence of host roots. Mycological Research. 100: 328-332.
  29. Strullu, D. G. and Romand, C. 1986. Culture axenique de vesicules isolees a partir dendomycorhizes et re-association in vitro a des racines de tomate. R. Acad. Sci. Paris Ser, III, 305: 15-19.
  30. Vimard, B., St-Arnaud, M., Furlan, V. and Fortin, J. A. 1999. Colonization potential of in vitro-produced arbuscular mycorrhizal fungus spores compared with a root-segment inoculum from open pot culture. Mycorrhiza. 8: 335-338.
  31. Walley, F. L. and Germida, J. J. 1996. Failure to decontaminate Glomus clarum NT4 spores is due to spore wall-associated bacteria. Mycorrhiza. 6: 43-49.
پژوهش های خاک
دوره 20، شماره 2
اسفند 1385
صفحه 261-270

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار