عنوان :
بررسی تغییر مولفههای القاء مقاومت گیاه میزبان در برهمکنش گیاهخوار روزمینی، گیاهخوار زیرزمینی و دشمن طبیعی در مدل گیاه گوجهفرنگی، شبپره مینوز گوجهفرنگی، نماتد ریشهگرهی و نماتد بیمارگر حشرات
نگارش: شکوفه کمالی
اساتید راهنما: دکتر جواد کریمی، دکتر جواد اصیلی
اساتید مشاور: دکتر علیرضا سیفی، دکتر منیره چنیانی
چکیده:
در مطالعه حاضر به بررسی پاسخ گیاه گوجهفرنگی (Solanum lycopersicum) به دو رسته عملکردی نماتود – انگل گیاهی (Meloidogyne javanica) و بیمارگر حشرات (Heterorhabditis bacteriophora، Steinernema feltiae و S. carpocapsae) در زیر زمین – و نیز شبپره مینوز گوجهفرنگی (Tuta absoluta) روی زمین پرداخته شد. نتایج حاصل بیانگر این است که نماتودهای بیمارگر حشرات 1) منجر به القای پاسخ دفاعی در گیاه گوجهفرنگی، 2) کاهش آلودهسازی نماتودِ ریشهگرهی (RKN) در زیر زمین و 3) کاهش ترجیح تخمگذاری شبپره مینوز گوجهفرنگی و افزایش طول دوره رشدونمو مراحل قبل از بلوغ این شبپره بر رویِ زمین شدند. در همین راستا، سازوکار علامتدهی گیاه میزبان، پایه این برهمکنشها، با استفاده از تجزیهوتحلیل بیوشیمیایی و ترانسکریپتوم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نماتود بیمارگر، S. carpocapsae، و یا نماتود انگل گیاهی، M. javanica، عامل تحریک پاسخ ایمنی در ریشه گیاه میزبان با بیان ژنی مشترک بودند. ریشه گیاه گوجهفرنگی واکنش مشابهی به حضور نماتود ریشهگرهی یا بیمارگر در ناحیه ریزوسفر نشان داد، بدین صورت که منجر به فعال‌سازی سریع فعالیت پلی‌فنول اکسیداز و گایاکول پراکسیداز در ریشه شد، اما بهطور همزمان این فعالیت را در بافت‌های روزمینی سرکوب کرد. در ادامه تغییرات صورت گرفته در میزان بیان ژنهای گیاه گوجهفرنگی که ممکن بود نقش اساسی در پاسخ دفاعی به نماتود ریشهگرهی ایفا کند کمی‌سازی شد، که اتفاقاً نماتود بیمارگر عامل محرک آنها نیز بود. به‌عنوان مثال، سطح بیان PR-14 در گیاهان تلقیح شده با نماتود بیمارگر بیشتر از گیاهان تلقیح شده بهصورت همزمان با هر دو رسته عملکردی نماتود بود. بهطور کلی، تلقیح نماتود بیمارگر بهطور مستقیم منجر به افزایش سیستم دفاعی گیاه و متعاقباً کاهش آلودگی به نماتود ریشهگرهی شد. بهطور مشابه، نشان داده شد که نماتود بیمارگر منجر به تعدیل و تنظیم سیستم دفاعی گیاه درمقابل حمله نماتود ریشهگرهی میشود که ممکن است ناشی از سرکوب بیان آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان باشد. تلقیح ریشه گیاه گوجهفرنگی با نماتود بیمارگر موجب کاهش ترجیح تخمگذاری و افزایش طول دوره شفیرگی و نرخ مرگومیر شبپره مینوز گوجهفرنگی شد. همچنین تلقیح ریشه با نماتود بیمارگر نیز منجر به تحریک پاسخ ایمنی ریشه گیاه گوجهفرنگی از طریق فراتنظیم متابولیسم فنیل‌پروپانوئید و سنتز بازدارنده پروتئاز در بافت گیاهی شد که می‌تواند کاهش تخم‌ریزی و رشدونمو تأخیری مشاهده شده در گیاهخوار مستقر شده روی گیاه تلقیح شده با نماتود بیمارگر را توضیح دهد. نتایج این مطالعه این فرضیه را ثابت می‌کند که نماتودهای بیمارگر زیرزمینی منجر به فعال‌سازی انباره‌ای از دفاع گیاهی مرتبط با مقاومت اکتسابی عمومی و یا مقاومت القایی عمومی می‌شوند که اثرات توأم آنتاگونیستی بر نماتود انگل گیاهی زیرزمینی و گیاهخوار روزمینی دارد.