بخشی از مقاله
چکیده
باکتریهای محرک رشد ازجمله میکروارگانسیم های اطراف ریشه گیاه هستند که سبب بهبود رشد گیاه می شوند. دراین راستا به منظور بررسی تاثیر باکتری محرک رشد گیاه بر جوانه زنی و رشد گونهی گون - Astragalus effusus - درشرایط تنش خشکی آزمایشی در آزمایشگاه کشت و تکثیر بذر دانشگاه شهرکرد در قالب طرح کاملا فاکتوریل در 3 تکرار اجرا گردید. تیمارهای مورد آزمایش تلقیح باکتری آزوسپیرلوم با دو سطح - با تلقیح و بدون تلقیح - و چهار سطح خشکی -0/2 - ، -0/4، -0/8 مگاپاسکال و شاهد - بود. نتایج نشان داد اثر تلقیح باکتری آزوسپیرلوم در مقایسه با شاهد بر درصد و سرعت جوانهزنی اثر معنی داری داشت . - P %5 - مقایسه میانگینها نشان داد که تلقیح باکتری آزوسپیرلوم باعث افزایش درصد و سرعت جوانهزنی شد. همچنین مقایسه میانگین دادهها نشان داد در سطح بالای تنش خشکی، درصد و سرعت جوانه زنی این گونه کاهش مییابد.
واژه های کلیدی: باکتری محرک رشد - آزوسپیرلوم - ، تنش خشکی، درصد جوانه زنی، سرعت جوانهزنی
مقدمه
تنشهای محیطی به ویژه خشکی، از مهمترین عوامل کاهش و اختلال در مراحل مختلف رشد و نمو گیاهی بهخصوص جوانه زنی در مناطق خشک و نیمه خشک ایران است - اخوان ارمکی و همکاران، . - 1391 خشکی بر جنبه های مختلف رشد گیاه تاثیر دارد و موجب کاهش و به تاخیر انداختن جوانه زنی، کاهش اندام های هوایی و کاهش تولید ماده خشک در گیاهان مرتعی و زراعی میگردد. در صورتی که تنش خشکی زیاد باشد موجب کاهش شدید فتوسنتز و مختل شدن فرآیندهای فیزولوژیکی، توقف رشد و سر انجام مرگ گیاه می شود. در چنین شرایطی، انتخاب گونههای گیاهی محتمل به تنش های محیطی نظیرخشکی به ویژه در مرحله جوانهزنی بذر و سبز شدن برای بهرهبرداری از برخی اقلیمهای پرتنش درکشور اهمیت زیادی دارد - ابراهیمی وهمکاران،. - 1391
جوانهزنی یکی از بحرانیترین رویدادها برای موفقیت در کشت و استقرار گیاهان مرتعی مطرح شده است - سونگ و همکاران، . - 2008 اولین مرحله برای اینکه گیاه بتواند برای یک آشیانه اکولوژیک رقابت کند، جوانهزنی آن میباشد. در مرحله جوانهزنی بذر، محیط خاک اغلب برای جوانهزنی و رشد سریع گیاهچه مناسب نیست. تنش های زنده و غیر زنده، ازجمله کمبود آب یا برعکس، فراوانی آب و شوری میتواند سرعت جوانهزنی و رشد را کاهش داده یا به طور کامل از جوانه زنی بذر و ظهور گیاهچه جلوگیری کند. بنابراین، به نظر می رسد در صورت عبور بذر از مرحله جوانیزنی در شرایط تنش، گیاهچه حاصل شانس بیشتری برای ادامه رشد و توسعه داشته وتوانایی بالاتری جهت تحمل و غلبه بر شرایط نامساعد محیطی خواهد یافت - سرمدینا، 1375؛ سعادتیان و همکاران،. - 1391
امروزه فناوریهای مختلفی در جهت ارتقای کیفیت بذر با هدف افزایش درصد، سرعت و یکنواختی جوانهزنی و استقرار بهتر گیاهچه تحت شرایط نامساعد محیطی مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از این فناوریها، تیمار پیش از کاشت یا پرایمینگ بذر میباشد. پرایمینگ بذر، تکنیکی است که به واسطه آن بذور، پیش از قرارگرفتن در بستر خود و مواجهه با شرایط اکولوژیکی محیط، به لحاظ فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی آمادگی جوانهزنی را به دست میآورند. این امر، سبب تغییرات زیستی و فیزیولوژیکی متعددی در بذور تیمار شده و همچنین گیاه حاصل از آن میگردد که روشهای متنوعی وجود دارند که شامل هیدروپرایمینگ، هالوپرایمینگ، اسموپرایمینگ، ترموپرایمینگ، ماتریکوپرایمینگ و بیوپرایمینگ است - هاریس و همکاران، . - 2001 در بیوپرایمینگ، بذر با یک ماده بیوکنترل باکتریایی تیمار و به دنبال آن رشد - انکوباسیون - بذر تحت شرایط گرما و رطوبت صورت میگیرد. بیوپرایمینگ، به طور طبیعی در میکروارگانیسمهای خاک اتفاق افتاده و یک عمل مطمئن، بدون آلودگی و نیز یک عامل کنترلکننده بیماریهای محیطی است و در عین حال یک تیمار پیش کاشت موثر به حساب میآید. از جمله میکروارگانیسمهای ارتقاءدهنده رشد میتوان به قارچهای همزیست - قارچ مایکوریزا - و باکتریهای محرک رشد گیاهی اشاره کرد.
نقش اصلی قارچهای مایکوریزا افزایش تعداد و طول انشعابات ریشه و بهبود جذب فسفر و عناصر معدنی برای گیاهان میباشد. باکتریهای محرک رشد به وسیله سنتز و فراهم آوردن ترکیبات خاص برای گیاهان، تسهیل فرایند جذب عناصر غذایی از محیط و حفاظت گیاهان در مقابل بیماریهای خاص، رشد گیاهان را تحت تاثیر قرار میدهند - مانافه و همکاران،1994؛ خوان و همکاران، 2001؛ شارما، 2003؛ ویسی، 2003؛ حسینی، - 1394 .مطالعات مختلف نشان داده که برخی از باکتریها و قارچها با مکانیزیمهای تولید پلیمر نقش مهمی درجبران مشکل رطوبتی بخصوص در شرایط تنش خشکی و شوری ایفا میکند. علاوه بر این برخی میکروارگانسیمها با تولید بیوسورفکتانتها و پلیساکاریدهای خارج سلولی میتوانند نقش ویژهای درمقابله با تنش های محیطی، کمبود آب که بهطور معمول عامل اصلی کاهش عملکرد در گیاهان می باشد ایفا کنند - طالبیاتویی، . - 1392 همچنین بسیاری از گزارشات حاکی از آن است که برخی از ویژگیهای باکتری های افزاینده رشد، باعث بهبود جذب آب و عناصر غذایی توسط گیاه، تاثیر بر بهبود جوانه زنی و ظهور گیاهچه و کمک به گیاه برای رشد در شرایط تنش های محیطی می باشد - سهرابی وهمکاران، . - 1391
گونه Astraglus effuses یکی از گونه های ارزشمند مرتعی از خانواده پروانه آسا است که نقش مهمی در تولید علوفه، حفاظت خاک و ترسیب کربن دارد و می تواند به عنوان یکی از گونه های دارای اولویت اصلاح و احیایی مد نظر قرار گیرد.
متاسفانه این گونه در حال حاضر در شرایط آسیبپذیر و حتی در معرض خطر نابودی قرار دارد و همچنین وجود پوسته سخت و خواب موجود در بذر گونها هر چند در حفظ قوه نامیه آنها نقش مهمی ایفا می کند ولی به عنوان مشکل عمدهای نیز برای جوانه زنی و استقرار گونه محسوب می گردد . بنابراین ضروری است که روشهای بیوپرایمنگ موجود بر روی این گونه مورد آزمایش قرار گیرد تا بتوان به بهبود جوانه زنی و استقرار این گونه کمک نمائیم. در پژوهش حاضر، با توجه به وجود خواب در بذور گونه گون و به ویژه گونه Astraglus effuses، نسبت به انجام تحقیقاتی در خصوص فراهم آوری شرایط بهتر جوانه زنی، رشد و در نهایت استقرار این گونه های گیاهی اقدام نمود تا زمینه احیائ و کشت این گونه ارزشمند درسطح انبوه فراهم گردد وکیفیت مراتع ارتقاء یابد.
مواد و روشها
به منظور مطالعه تاثیر سطوح مختلف خشکی و اثر باکتری آزوسپیرلوم برشاخص جوانهزنی بذور Astraglus effuses آزمایشی در سال 1395 درقالب طرح فاکتوریل در 3 تکرار برای هر تیمار در آزمایشگاه کشت وتکثیر بذر دانشکده منابع طبیعی دانشگاه شهرکرد انجام شد. فاکتورهای آزمایش، شامل تأثیر باکتری محرک رشد آزوسپیرلوم - تلقیح و بدون تلقیح - و سطوح مختلف تنش خشکی -0/2 - ، 0/4 -، -0/8 - مگاپاسکال - و شاهد - بود . برای اعمال تیمار باکتری محرک رشد، ابتدا بذور آزمایشی با استفاده از محلول وایتکس 5 درصد به مدت 5 دقیقه ضدعفونی شد و چند بار با استفاده از آب مقطر شستشو شد. سپس با استفاده از سمباده جهت شکست خواب بذور گون خراش داده شد و به مدت یک ساعت در مایهی تلقیح باکتری خیسانده شد. برای تیمار شاهد ازآب تقطیر استفاده گردید. جهت اعمال تنش خشکی از پلی اتیلن گلایکول طبق دستور میچل وکافمن - 1973 - تهیه گردید. شمارش بذور جوانه زده به منظور تعیین سرعت جوانهزنی به صورت روزانه انجام گرفت. درنهایت شاخصهای درصد و سرعت جوانهزنی اندازه گیری شد. برای تجزیه و تحلیل اطلاعات از آزمون مدل خطی عمومی - GLM - و در قالب طرح فاکتوریل انجام شد که در آن فاکتور سطوح باکتری به عنوان فاکتور اصلی، سطوح تنش به عنوان فاکتور فرعی و درصد و سرعت جوانه زنی به عنوان مقدار در نظر گرفته شد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS و کشیدن نمودارها بانرم افزار Excel انجام گرفت.
نتایج وبحث
اثر تیمار باکتری و اثرات ساده سطوح تنش خشکی برای صفات درصد جوانه زنی و سرعت جوانه زنی در سطح 5 درصد معنی دار بود. همچنین اثرات توام باکتری وسطوح تنش بر صفات درصد جوانهزنی وسرعت جوانهزنی معنی دار نبود - جدول . - 1 با توجه به جدول - 1 - اثر تیمار تلقیح باکتری آزوسپیرلوم در مقایسه با شاهد بر درصد و سرعت جوانهزنی بذور درسطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. مقایسه میانگین دادهها نشان داد که تیمار آزوسپیرلوم دارای درصد بیشتری از جوانهزنی بود. با این حال تلقیح باکتری محرک رشد آزوسپیرلوم به تنهایی سبب افزایش درصد و سرعت جوانه زنی نسبت به شاهد گردید - شکل 1و - 2 این موضوع در تحقیقات دیگر نیز بیان شده است. یزدانی - 1390 - گزارش کرد تلقیح باکتری ازتوباکتر و آزوسپیرلوم به تنهایی و مجموع باکتریها نسبت به شاهد درصد وسرعت جوانه زنی بذر گندم - Triticum - را به طور معنی داری افزایش داد. همچنین کاپولینگ وهمکاران - - 1982 نتیجه گرفتند که تلقیح بذر ذرت با باکتری جنس آزوسپیرلوم باعث افزایش وزن تر و خشک گیاهچه شد. به طورکلی انتظار می رود که با افزایش سطح تنش خشکی میزان جوانهزنی به دلیل کاسته شدن سطح تماس آب با بذرها کاهش یابد.که این روند نیز در تحقیق حاضر مشاهده میشود. با توجه به جدول - 1 - تیمارسطوح تنش خشکی اختلاف معنی داری را در هم درصد جوانه زنی و هم سرعت رشد نشان داد. در شرایط تنش بالا - -0,8 - بذور پرایم شده با باکتری و بذور بدون پرایم در مقایسه با سطح بدون تنش و تنش کم، درصد و سرعت جوانهزنی کمتری را نشان میدهد.
