بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی تأثیر سویههای متحمل به شوری استرپتومایسس بر رشد خیار در شرایط تنش شوری، آزمایش گلدانی در قالب طرح کاملاً تصادفی به صورت فاکتوریل با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل نوع باکتری تلقیح شده - بدون تلقیح و تلقیح با استرپتومایسس ریموسوس و گریزئوس - و چهار سطح شوری - صفر، 30، 60 و 90 میلیمولار سدیم - بودند. نتایج نشان داد که تنش شوری باعث کاهش معنیدار رشد ریشه و شاخساره خیار شد، اما با تلقیح استرپتومایسسها، این تأثیر منفی بهطور معنیداری تعدیل یافت. شوری همچنین باعث کاهش معنیدار غلظت کلروفیل گردید، اما با تلقیح استرپتومایسسها، غلظت کلروفیل در برگ گیاهان رشد یافته در شرایط تنش شوری افزایش یافت . بیشترین وزن تر ریشه و شاخساره گیاه در شوری 90 میلیمولار کلریدسدیم، در گیاهان تلقیح شده با استرپتومایسس گریزئوس مشاهده شد و
بیشترین وزن خشک ریشه نیز مربوط به گیاهان تلقیح شده با استرپتومایسس ریموسوس بود.
واژههای کلیدی: شوری، استرپتومایسس، رشد خیار
مقدمه
تنشهای محیطی از قبیل دمای بالا، سرمای شدید، خشکی، شوری و عناصر سنگین تأثیر منفی بر متابولیسم گیاه دارند. شوری یکی از تنشهای غیرزیستی مهم در مناطق خشک و نیمهخشک است که عملکرد و کیفیت محصول را تحت تأثیر قرار میدهد و در حالت شدید و بحرانی مانع تولید کشاورزی در بسیاری از مناطق جهان میگردد . - Parida and Das, 2005 - شوری از طریق افزایش فشار اسمزی محلول خاک، کاهش آب قابلاستفاده گیاه و سمیت برخی عناصر از قبیل سدیم، کلرید و بور باعث محدودیت رشد گیاه میگردد. بخش دیگری از اثر منفی شوری بر رشد گیاهان، مربوط به برهمخودن تعادل عناصر غذایی ناشی از کاهش جذب و انتقال عناصر میباشد . - Nasri et al., 2015 -
از جمله راهکارهایهای مقابله با تنشهای غیرزیستی میتوان به توسعه ارقام متحمل به شوری، تناوب کشت محصول، اصلاح ژنتیکی، تلقیح باکتریهای متحمل به شوری با توانایی رشد طبیعی در این شرایط و استفاده از کودهای بیولوژیک اشاره کرد - . - Chakraborty et al., 2011 باکتریهای تحریک کننده رشد گیاه - PGPR1 - بهویژه استرپتومایسسها میتوانند عملکرد گیاه را در شرایط تنش از طریق افزایش قابلیت جذب عناصر و تولید هورمونهای گیاهی، افزایش دهند. بنابراین تولید کودهای بیولوژیک با استفاده از سویههای متحمل به شوری استرپتومایسس - Streptomyces - میتواند باعث کاهش مصرف کودهای شیمیایی در اراضی کشاورزی، تحریک رشد ریشه و افزایش جذب مغذیهای مورد نیاز گیاه، کاهش انباشت رادیکال-های تنشزا از قبیل سوپراکسیدها، افزایش تحمل گیاه در برابر تنشهای زیستی و غیر زیستی، بهبود کیفیت محصولات کشاورزی و ارتقاء سلامت افراد جامعه گردد. یکی از دلایل موفقیتآمیز نبودن کاربرد کودهای بیولوژیک در مناطق خشک و نیمهخشک، سازگار نبودن باکتریهای موجود در کودهای بیولوژیک موجود در بازار با شرایط اقلیمی خشک و نیمهخشک است. استرپتومایسسها سازگاری زیادی با شرایط نامساعد محیطی مثل خشکی، شوری، دمای بالا و فلزات سنگین دارند و از سوی دیگر، جزء باکتریهای محرک رشد بوده و باعث تولید فیتوهورمونهای مختلف، تثبیت نیتروژن، کلات کردن آهن، حلشدن فسفات و افزایش قابلیت جذب عناصر شده و در نهایت عملکرد گیاه را افزایش میدهند، در نتیجه باعث افزایش تحمل گیاهان به تنشهای محیطی میگردند . - Gopalakrishnan et al., 2012 - بنابراین با در نظر گرفتن اهمیت استرپتومایسسها و از طرف دیگر کارآمد نبودن کودهای بیولوژیک حاضر در مناطق خشک و نیمهخشک، این مطالعه با هدف بررسی تأثیر سویه-های متحمل به شوری استرپتومایسس بر رشد خیار - رقم گوهر - در شرایط تنش شوری انجام شد.
مواد و روشها
این آزمایش در قالبطرح کاملاً تصادفی به صورت فاکتوریل با سه تکرار در گلخانه پژوهشی دانشگاه یزد انجام شد. تیمارها شامل نوع تلقیح باکتری - بدون تلقیح و تلقیح با استرپتومایسس ریموسوس و گریزئوس - و چهار سطح شوری - صفر، 30، 60 و 90 میلیمولار سدیم - بودند. استرپتومایسسهای مورد استفاده در این مطالعه از مرکز کلکسیون قارچ و باکتری ایران تهیه شد و بر روی محیط کشت اختصاصی Yeast malt extract agar کشت گردید. بذرهای خیار، پس از ضدعفونی با آب اکسیژنه، به گلدانهای حاوی خاک - دارای بافت لومی و 7/4 pH و 0/59 EC دسیزیمنس بر متر در عصاره گل اشباع - و تیمارهای مختلف باکتری انتقال یافته و روزانه توسط آب مقطر آبیاری شدند. تعداد کل گلدانها 36 عدد بود . در هر گلدان شش بذر کشت شد و پس از سبز شدن، به سه بوته کاهش داده شدند. بعد از این که گیاه به اندازه کافی رشد کرد - بعد از 6 هفته - تیمارهای شوری در چهار سطح صفر، 30، 60 و 90 میلیمولار به صورت تدریجی اعمال شد. پس از گذشت حدود شش هفته از اعمال تیمارهای شوری، ریشه و شاخساره گیاه بهطور جداگانه برداشت و با آبمقطر شسته شدندپس از اندازهگیری وزن تر ریشه و شاخساره، نمونههای گیاهی به مدت 48 ساعت در دمای 65 درجه سلسیوس در خشککن قرار گرفته و سپس وزن خشک ریشه و شاخساره اندازهگیری شد. برای اندازهگیری غلظت کلروفیل، 0/5 گرم برگ تازه گیاهی توسط استون 80 درصد سائیده شده و پس از عبور از کاغذ صافی، با استون به حجم 25 میلیلیتر رسید. سپس مقدار جذب عصاره حاصل در طول موج 645 و 643 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت شد . - Lichtenthaler, 1987 -
تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از تجزیه واریانس دو طرفه و آزمون مقایسه میانگین دانکن، در نرم افزار SPSS Statistics 20 انجام شد.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثر نوع باکتری تلقیح شده، شوری و اثر متقابل این تیمارها بر وزن تر و وزن خشک ریشه و شاخساره در سطح یک درصد معنیدار است - جدول . - 1
جدول -1 نتایج تجزیه واریانس تأثیر استرپتومایسس بر عملکرد ریشه و شاخساره و غلظت کلروفیل خیار در شرایط شور
افزایش غلظت کلریدسدیم باعث کاهش عملکرد ریشه و شاخساره خیار گردید - جدول . - 2 اثر منفی شوری بر رشد گیاه ممکن است به علت اختلال در فعالیتهای متابولیکی گیاه ناشی از کاهش جذب آب باشد. تنش شوری از طریق کاهش پتانسیل اسمزی، باعث کاهش آب قابل دسترس برای سلول ریشه، کاهش جذب مواد مغذی از محیط ریشه و در نهایت کاهش رشد و عملکرد گیاهان میشود . - Parida and Das, 2005 - نتایج مطالعه حاضر بیانگر اثر مثبت تلقیح استرپتومایسس بر عملکرد خیار در شرایط شور و غیرشور بود. این امر میتواند ناشی از نقش استرپتومایسسها به عنوان باکتریهای PGPR در تولید هورمونهای گیاهی و تحریک رشد گیاه باشد. همچنین سازگاری زیاد این نوع باکتریها به شرایط نامساعد محیطی مانند تنش خشکی و شوری، بیانگر نقش مهم آنها در افزایش تحمل گیاهان به تنشهای غیر زیستی میباشد. در این ارتباط، et al., Shaharroona - 2006 - بیان داشتند که باکتریهای PGPR از طریق تولید ایندولاستیکاسید، موجب افزایش وزن ریشه، رشد طولی و انشعابات فرعی ریشه و تولید ریشههای نازکتر شده و در نتیجه جذب آب و عناصر غذایی را افزایش میدهند. تأثیر مثبت استرپتومایسسها در بهبود صفات مورفولوژیکی و عملکرد گیاه نیز میتواند ناشی از فعالیتهای آنزیمی و تولید برخی متابولیتها و همچنین توانایی برای زنده ماندن در شرایط محیطی سخت باشد . - Gopalakrishnan et al, 2014 - در این ارتباط، Gopalakrishnan et al, - 2014 - نیز با مطالعه تأثیر استرپتومایسسهای جداسازی شده از ورمیکمپوستهای گیاهی بر تحریک رشد گیاه برنج، مشاهده کردند که کاربرد استرپتومایسسها در شرایط تنش شوری باعث افزایش وزن خشک ریشه شد. در مطالعه حاضر، بیشترین وزن تر ریشه و شاخساره گیاه در سطوح بالای شوری، در گیاهان تلقیح شده با استرپتومایسس گریزئوس مشاهده شد. بیشترین وزن خشک ریشه نیز در شوری 90 میلیمولار کلریدسدیم مربوط به گیاهان تلقیح شده با استرپتومایسس ریموسوس بود - جدول . - 2
جدول -2 نتایج مقایسه میانگین تأثیر استرپتومایسس بر عملکرد ریشه و شاخساره و غلظت کلروفیل خیار در شرایط شور
بر اساس نتایج تجزیه واریانس دادهها، اثر نوع باکتری تلقیح شده و شوری در سطح یک درصد و اثر متقابل آنها در سطح پنج درصد بر غلظت کلروفیل معنیدار بود - جدول . - 1 نتایج مقایسه میانگین دادهها نشان داد با افزایش شوری، غلظت کلروفیل کل گیاه کاهش یافت. کاهش غلظت کلروفیل کل گیاه در شرایط شور، میتواند به دلیل افزایش فعالیت کلروفیلاز، تخریب رنگدانههای کلروفیل، کاهش سنتز کلروفیل، تغییر در نسبت بین لیپیدها و پروتئین در مجموعه رنگدانه ها و ناپایداری پروتئین
