این پژوهش با هدف، جداسازی و شناسایی قارچ های اندوفیت برنج به منظور کاربرد آن ها به عنوان جایگزین مؤثر و بی خطر به جای قارچکش های شیمیایی برای کنترل بیماری پوسیدگی طوقه با عامل Fusarium fujikuroi انجام شد. قارچ های اندوفیت، از برگ، ساقه، غلاف و ریشه بوته های برنج شالیزارهای استان مازندران و گیلان جداسازی شد. جدایه های قارچی به دست آمده، ابتدا در آزمون کشت متقابل علیه سویه پُرآزار F. fujikuroi F257غربال شده و سپس سویه های مؤثر برای آزمون گلخانه انتخاب شدند. بذور برنج با جدایه های منتخب اندوفیت، تیمار و درصد وقوع بیماری در نشاها و نیز شاخص های رشد برنج تعیین شدند. کمترین میزان وقوع مرگ گیاهچه در نشاهای برنج تحت تیمار قارچ های اندوفیت NR-R688 Chaetomium globosumو C. globosum NR-SH321 با دو درصد (4/97 درصد کنترل وقوع بیماری)، NR-L243 Penicillium sp. و Fusarium sp. NR-L645 با شش درصد (3/92 درصد کنترل وقوع بیماری) مشاهده شد. همچنین، این چهار سویه باعث افزایش معنی دار شاخص های رشد گیاه برنج نسبت به گیاهان شاهد شد. نتایج این تحقیق نشان داد که قارچ های اندوفیت برنج می توانند به عنوان عوامل کنترل زیستی بیماری پوسیدگی طوقه و افزاینده رشد برنج با هدف کاربردی نمودن آن ها در تحقیقات آتی مورد توجه قرار گیرد.

یک صد و دو جدایه میکروارگانیسم از 85 نمونه خاک شالیزارهای نقاط مختلف استان گیلان سواسازی شدند. پس از بررسی آثار آنتاگونیستی آنها درمقابل قارچ عامل بیماری پوسیدگی طوقه برنج Gibberella fujikuroi در محیط غذایی PDA ، بیست و یک جدایه برای آغشتن بذر در محیط مرطوب انتخاب شدند. هفت جدایه که تاثیر خوبی در کاهش تشکیل پرگنه بیمار گر روی بذر و گیاهچه داشتند، اثرشان در کنترل بیماری در یک آزمایش گلخانه ای و به صورت اسپلیت پلات بررسی شدند. این جدایه ها شامل Bacillus subtilis, B.circulans, Bacillus sp., Trichoderma harzianum, T.virens, (دو جدایه) و F.23) شناسایی نشده بودند. نتایج نشان داد که همه آنتاگونیستها در مقایسه با شاهد در کاهش بیماری در خاک سترون موثر بودند ولی تاثیر کلی B.circulans,T.harzianum,T.virens بهتر از بقیه آنتاگونیستها و کمتر از تیمار قارچ کش (تیوفانات متیل تیرام، 2 گرم در لیتر) بود. همچنین مشخص شد که آغشتن بذر با آنتاگونیست ها قبل از آلوده سازی به بیمار تاثیر معنی داری در کاهش آلودگی نسبت به تاخر به کار گیری آنتاگونیست ها بعد از آلوده سازی به بیمار گر داشته است.

از بوته های برنج آلوده به بیماری پوسیدگی طوقه در مناطق مختلف استان مازندران شصت و یک جدایه فوزاریوم متعلق به بخش لایزئولا بدست آمد. تمامی این جدایه ها در آزمون های بیماری زایی علایم عمومی پوسیدگی طوقه را روی گیاهچه های برنج ایجاد کردند. پس از شناسایی جدایه ها بر اساس خصوصیات مورفولوژیک و به منظور تعیین جمعیت و تیپ های آمیزشی، تمامی این جدایه ها به عنوان والد نر با جدایه های آزمون گر استاندارد هر دو تیپ آمیزشی از سه جمعیت آمیزشی A، C و D قارچ Gibberella fujikuroi تلاقی داده شدند. بر این اساس 18.03% (11 جدایه) جدایه ها بارور بودند و تمامی این 11 جدایه با جدایه های آزمون گر استاندارد MATD-1 تولید پریتسیوم کردند و به عنوان G.fujikuroi MATD-2 شناسایی شدند. هیچ کدام از جدایه های Fusarium fujikuroi و F. verticillioides در این مطالعه بارور نبودند. این اولین گزارش از وجود یک جمعیت آمیزشی یا گونه بیولوژیک قارچ G. fujikuroi در استان مازندران می باشد.

سه گونه Fusarium fujikuroi، F. proliferatum و F. verticillioides به عنوان عامل پوسیدگی طوقه برنج در مناطق مختلف معرفی شده اند. جهت پیگیری ایجاد مقاومت به قارچ کش جدید در جدایه های قارچ عامل بیماری، یافتن حساسیت پایه ای، قبل از کاربرد در سطح مزرعه الزامی می باشد. تنوع ژنتیکی به عنوان یکی از عوامل اصلی تفاوت در حساسیت پایه ای به قارچ کش ها شناخته شده است. در این پژوهش، حساسیت پایه ای 46 جدایه قارچ های عامل بیماری به قارچ کش تریفلومیزول در محیط کشت PSA حاوی غلظت های مختلف از ماده موثره این قارچ کش مورد مطالعه قرارگرفت و سپس EC50 و MIC قارچ کش برای هرکدام از جدایه ها محاسبه شد. 21 جدایه منتخب، متعلق به سه جمعیت آمیزشی (گونه) مختلف، جهت بررسی های مولکولی با استفاده از نشانگرهای RAPD مقایسه شدند. نتایج نشان داد که جدایه های مختلف بر اساس هم پوشانی حدود اطمینان 95 درصد EC50، در 4 گروه قرار گرفته و تنها دو جدایه، حساسیت کمتری نسبت به این قارچ کش داشتند. در دندروگرام به دست آمده از نشانگرهای RAPD، جدایه های با EC50 بالاتر، حساس ترین و کم ترین حساسیت جدایه ها، تفاوت بیشتری با سایرجدایه ها نشان دادند. جدایه های F. fujikuroi نیز از لحاظ شاخص MIC تمایز جالب توجهی نشان دادند. تفاوتی که با استفاده از نشانگرهای RAPD در بین جدایه ها مشاهده شد، اثبات کرد که تفاوت در حساسیت پایه ای به تریفلومیزول، ناشی از تنوع ژنتیکی است.

بیماری پوسیدگی طوقه برنج(Sawada) Gibberella fujikuroi یکی از بیماری های بذر زاد برنج می باشد که از علائم بارز آن ایجاد گیاهچه های بلند، باریک و رنگ پریده از بذور آلوده و تولید هورمون جیبرلیک اسید توسط جدایه های بیمارگر در آنها می باشد. تعیین شدت بیماری زایی قارچ G. fujikuroi و ارتباط آن با میزان کمّی جیبرلیک اسید تولید شده توسط قارچ در برنج رقم سپیدرود از اهداف تحقیق حاضر می باشد. به این منظور نمونه برداری از گیاهچه های آلوده، جداسازی و خالص سازی قارچ انجام شد. هر یک از جدایه ها در محیط اختصاصی تولید جیبرلیک اسید کشت و مقدار کمّی هورمون تولید شده توسط جدایه های بیمارگر بوسیله دستگاه HPLC تعیین شد. سوسپانسیون بیمارگر در مرحله انتهایی آبستنی و ابتدای مرحله ظهور خوشه در ساقه رقم سپیدرود تزریق و علائم بیماری بررسی شد. طبق نتایج این تحقیق ارتباط معنا داری بین شدت بیماری زایی قارچ G. fujikuroi و میزان کمّی جیبرلیک اسید تولید شده توسط آن در برنج رقم سپیدرود مشاهده نشد.

بیماری پوسیدگی طوقه برنج ناشی از گونه های Fusarium verticillioides،F. fujikuroi  و F. proliferatum یکی از بیماری های مهم بذرزاد برنج می باشد که بهترین راه کنترل آن، ضدعفونی بذر با قارچ کش ها است. مقاومت به قارچ کش ها یکی از موضوعات مهمی است که باید به طور مداوم مورد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش، حساسیت 77 جدایه قارچ های عامل بیماری به قارچ کش تیوفانات متیل تیرام در محیط کشت PSA حاوی 1، 5، 10، 20 و 25 میلی گرم در لیتر از ماده موثره قارچ کش مورد مطالعه قرار گرفت و سپس EC50 و MIC قارچ کش برای هرکدام از جدایه ها محاسبه شد. نتایج نشان داد که EC50 و MIC قارچ کش تیوفانات متیل تیرام برای جدایه های مختلف به ترتیب بین 6.47-2.01 و 25-5 میلی گرم در لیتر متغیر بوده است. از آن جا که EC50 متحمل ترین جدایه، تنها 3.22 برابر حساس ترین جدایه بوده و جدایه های قدیمی استفاده شده نیز در همین دامنه حساسیت قرار گرفتند، بنابراین در جمعیت قارچ عامل بیماری، بعد از 10 سال مصرف قارچ کش تیوفانات متیل تیرام، مقاومتی رخ نداده است. هم چنین تفاوت معنی داری بین میانگین EC50 جدایه های گونه های مختلف مشاهده نشد. بنابراین دامنه EC50 برای سه گونه به صورت مشترک بیان شد.

به منظور مطالعه باروری جنسی و تعیین تیپ های آمیزشی Gibberella fujikuroi، عامل پوسیدگی طوقه برنج، طی سال 1383 نمونه برداری از مزارع برنج آلوده نقاط مختلف استان گیلان صورت گرفت. یکصد و سی و سه جدایه تک اسپور از رقم خزر و 9 جدایه از ارقام محلی بدست آمدند. شناسایی مرفولوژیکی قارچ با استفاده از کلیدهای معتبر با کشت جدایه ها روی محیط غذایی SNA انجام شد. به منظور مطالعه باروری جنسی، تلاقی های زیادی بین جدایه های محلی روی محیط غذایی هویج آگار انجام شد و 4 جفت از جدایه های محلی تلاقی باروری داشتند. شصت جدایه نیز با جدایه های استاندارد سه جمعیت آمیزشیA ، C و D در شش تیپ آمیزشی MATA-1، MATA-2، MATC-1، MATC-2، MATD-1 و MATD-2 تلاقی داده شدند. به ترتیب 23%، 17% و 38% جدایه های مزرعه ای متعلق به جمعیت های آمیزشی A، C و D بودند. همه جدایه های مزرعه ای که در شرایط آزمایشگاهی با یکدیگر تلاقی بارور داشتند، در جمعیت آمیزشی D قرار گرفتند. آسکوسپورهایی که بعد از فصل برداشت از پریتسیوم های تشکیل شده روی ساقه های مرده برنج جدا شده بودند، نیز در جمعیت آمیزشی D قرار گرفتند. به منظور اثبات بیماریزایی، 142 جدایه روی رقم خزر مایه زنی شدند که 9 جدایه قادر به ایجاد بیماری نبودند. در این تحقیق معلوم شد که سه جمعیت آمیزشی (Fusarium verticillioides) A، جمعیت آمیزشی (Fusarium fujikuroi) C و جمعیت آمیزشی (Fusarium proliferatum) D به عنوان عامل پوسیدگی طوقه برنج در گیلان وجود دارد. 

آلودگی قارچی بذر برنج به گونه های فوزاریوم مشکل بزرگی برای کشاورزان در دنیا و ایران می باشد. شناخت قدرت تهاجمی گونه های فوزاریوم مزارع برنج برای توسعه استراتژی مدیریت بیماری های ناشی از آنها مفید و موثر است. در این پژوهش بیماری زایی 47 جدایه از گونه های Fusarium fujikuroi، F. incarnatum، F. proliferatum، F. thapsinum، F. andyazi، F. oxysporum، F. graminearumو F. merismoidesکه از بذور برنج استان های مازندران، گیلان، گلستان، خوزستان و فارس جداسازی شدند، مورد بررسی قرار گرفت. بیماری زایی به روش آغشتگی بذر برنج به سوسپانسیون کنیدیوم ها در آزمایشگاه، خزانه و مزرعه برنج بررسی گردید. درصد گیاهچه های سالم، بیمار و مرده، مشاهده و ثبت شدند و درصد وقوع بیماری تعیین شد. همچنین میزان انتقال بیماری پوسیدگی طوقه توسط بذر به خزانه و مزرعه برنج تعیین شد. نتایج نشان داد که همه جدایه های مورد بررسی، روی گیاهچه برنج بیماری زا بودند و درصد جوانه زنی را در مقایسه با شاهد کاهش دادند و فقط تک جدایه F. merismoidesغیر بیماری زا بود. جدایه های F. fujikuroi بالاترین شاخص وقوع بیماری را داشتند. همچنین بین گونه های Fusarium، جدایه های درون هر گونه و جدایه های به دست آمده از پنج استان از نظر شاخص وقوع بیماری اختلاف معنی داری در سطح یک درصد وجود داشت. بر اساس میزان وقوع بیماری، 1/2 درصد جدایه ها در گروه غیر بیماری زا، 6/25 درصد جدایه ها در گروه بیماری زای ضعیف، 1/34 درصد بیماری زا و 2/38 درصد در گروه بیماری زای شدید قرار گرفتند. در این پژوهش، میزان انتقال بیماری توسط بذر به خزانه، 38 درصد بود. اما پس از ضد عفونی بذر با قارچکش، میزان انتقال بیماری به خزانه از 38 به 6/3 درصد کاهش یافت. این نتایج اهمیت ضد عفونی بذر برنج با قارچکش مناسب برای مبارزه با بیماری پوسیدگی طوقه را نشان می دهد.