بخشی از مقاله
چکیده
شوری یک خطر جدی در کشاورزی است که در مناطق خشک و نیمه خشک تاثیر کشاورزی را کاهش میدهد. شوری ممکن است در اثر تنش آب باشد، که روی میزان فتوسنتز اثر میگذارد. باکتریهای محرک رشد میتوانند از طریق توسعه سیستم ریشهای گیاه، بهبود ساختمان فیزیکی خاک و افزایش ظرفیت نگهداری آب، کاهش جذب سدیم و افزایش بیان ژنهای مسئول ایجاد مقاومت در مقابل تنشهای شوری و خشکی باعث افزایش تحمل گیاه به تنشهای محیطی شوند. در این مطالعه سعی شده باکتریهای متحمل به نمک دارای خصوصیات محرک رشد همانند تولید اکسین، فسفر، پتاس از خاکهای شور جداسازی گردند. از بین 20 جدایه متحمل به نمک در نهایت دو جدایه 15 و 19 به عنوان جدایه برتر از لحاظ تولید اکسین و فسفر انتخاب شدند.باکتریهای محرک رشد در طیف وسیعی از گونههای کشاورزی به منظور افزایش رشد از طریق افزایش دانه در بوته، عملکرد و کنترل بیماری به کار برده میشوند.
کلمات کلیدی: خاک شور، باکتری حل کننده سیلیکات، باکتری محرک رشد
مقدمه
شوری یک خطر جدی در کشاورزی است که در مناطق خشک و نیمه خشک تاثیر کشاورزی را کاهش میدهد. شوری ممکن است در اثر تنش آب باشد، که روی میزان فتوسنتز اثر میگذارد، یا ممکن است تاثیر مستقیم روی متابولیسم گره بگذارد - سینگلتون و همکاران، . - 1982 باکتریهای محرک رشد میتوانند از طریق توسعه سیستم ریشهای گیاه، بهبود ساختمان فیزیکی خاک و افزایش ظرفیت نگهداری آب، کاهش جذب سدیم و افزایش بیان ژنهای مسئول ایجاد مقاومت در مقابل تنشهای شوری و خشکی باعث افزایش تحمل گیاه به تنشهای محیطی شوند - لوسی و همکاران، - 2004 و با تولید هورمونهای گیاهی مانند اکسین، سیتوکینین، جیبرلیک اسید و تولید -ACCدآمیناز باعث افزایش سطوح ریشهای از طریق افزایش وزن توده ریشهها، افزایش رشد طولی و انشعابات فرعی، تولید ریشههای نازکتر و افزایش تولید تارهای کشنده شده و در نتیجه باعث افزایش جذب آب و موادغذایی میشوند - تنوتا، 2005 و رای، . - 2006
علاوه براین هوازدگی مواد سیلیکاتی نیز نقش مهمی در تشکیل خاک ،تداوم در حاصلخیزی خاک و تغییرات زیست محیطی از طریق حذف co2 از جو دارد که جوامع میکروبی به این امر سرعت میبخشد - بارکر و همکاران، . - 2012 این ریز جانداران توانایی تبدیل مواد مغذی مهم عناصری مانند ازت، فسفر و پتاسیم غیر قابل دسترس به فرم قابل دسترس از طریق فرایند زیستی دارند - احمد،. - 2009 این گروه باکتریها PGPR نامیده میشوند.بسیاری از مواد مغذی گیاهی از جمله فسفر و پتاس به طور طبیعی به شکلهای نامحلول در خاک یافت میشوند، به هر حال به نظر میرسد اکنون که دیدگاه اقتصاد مقاومتی بر استفاده از توان داخلی متمرکز و تولید محصولات کشاورزی به واردات کودهای شیمیایی وابسته شده است بهترین راهکار برای رهایی از وضعیت کنونی روی آوردن به تولید کودهای زیستی و ذخایر بومی است تا عرصههای کشاورزی از آسیبهای محیط زیستی کودهای شیمیایی در امان بماند - هافروپرود ، . - 2014
اکسین نقش اصلی در گسترش ریشه بازی میکند و برخلاف اتیلن میباشد. بنابراین، مدیریت تولید اکسین در ریزجانداران اندوفیت در گیاهان شورپسند یک ابزار مهم در ایجاد تحمل به شوری میباشد. باکتریهای محرک رشد گیاه قادر به انحلال ترکیبات معدنی کممحلول مانند فسفر میباشند که از طریق تولید اسیدهای آلی، اسیدهای معدنی و ترشح پروتون موجب کاهش pH ریزوسفر شده و باعث افزایش قابلیت دسترسی عناصر برای گیاه میشوند - ساندرا و همکاران ،. - 2002 فسفر در ساختار شیمیایی فسفات وجود دارد که نقش مهمی در سوخت و ساز انرژی مانند واکنش در فسفریلاسیون، تشکیل ترکیبات انرژیزا و فرایند تنفس و تخمیر دارد.
مواد و روشها
جداسازی و خالصسازی باکتریها: برای جداسازی باکتریهای نمکدوست از خاکهای شور حوالی شهرستان آققلا - شمال استان گلستان - نمونهبرداری شد. پس از تهیه سری رقت از خاک، مقدار 100 میکرولیتر از سوسپانسیون تهیه شده با در نظر گرفتن 3 تکرار برای هر تیمار بر روی محیط کشت جامد اختصاصی اسپربر پخش گردید. کلنیهای هالهدار چندین بار تجدید کشت شدند، کلنیهای ناهمانند از نظر ظاهری و سرعت رشد انتخاب، جداسازی و خالصسازی شدند. محیط کشت مایع مغذی دارای درصد نمک مختلف NaCl تهیه شد و از جدایههای باکتریایی مورد نظر سوسپانسیونی با کدورت 0/6 مک فارلند بر روی این محیط ها کشت شد. میزان کدورت ناشی از رشد با جذب نوری در طول موج 600 نانومتر با استفاده از اسپکتوفتومتر سنجیده شد.
اندازه گیری کمی توان تولید اکسین : - IAA - اندازهگیری توان تولید اکسین با روش اسپکتروفتومتری و با استفاده از معرف سالکوفسکی انجام گرفت. برای این منظور 50 میکرولیتر از سوسپانسیون باکتری با جمعیت یکسان برای تلقیح ارلنهای 100 میلیلیتری حاوی 25 میلیلیتر محیط مایع مغذی حاوی L-Tryptophane با غلظت 100 میکروگرم در میلیلیتر - در تیمارهای شوری با 6 و 2 و% 10 نمک سدیم کلرید - استفاده شد. از ارلنهای مذکور بعد از 72 ساعت نمونهگیری شد و پس از گذراندن مراحل سانتریفیوژ، محلول شفاف رویی به آرامی جدا و یک میلیلیتر از این محلول به دو میلیلیتر معرف سالکوفسکی 2 - میلیلیتر محلول نیم مولار FeCl3 و 98 میلیلیتر 35 HClO4 درصد - افزوده شد. بعد از 20 دقیقه شدت رنگ تولید شده با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 530 نانومتر اندازهگیری شد. میزان اکسین تولیدی با مقایسه شدت جذب با منحنی استاندارد تهیه شده از ایندول استیک اسید - IAA - محاسبه گردید - پتن و گلیک، . - 1996
اندازهگیری کمی توان حلالیت فسفر معدنی نامحلول: به منظور اندازهگیری میزان حلالیت فسفر در محیط مایع، 50 میکرولیتر از سوسپانسیون تازه باکتری به 25 میلیلیتر محیط اسپربر - شامل گرم بر لیتر Glucose,10، - NH4 - 2SO40/5،NaCl, 0/5، KCl, 0/5، MgSO4.7H2O, 0/1، MnSO4.7H2O, 0/5، FeSO4.7H2O, 0/5، Yeast extract, 0/5،Ca3 - PO4 - 2, 5 - در تیمارهای شوری با 2 و6 و %10 نمک سدیم کلرید - منتقل گردید. نمونهها به مدت 96 ساعت بر روی شیکر با سرعت 120 دور در دقیقه و دمای 30 درجه سلسیوس قرار داده شدند. سپس سوسپانسیون باکتری با دور 10000 به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ و یک میلیلیتر از محلول رویی با سه میلیلیتر آب مقطر و یک میلیلیتر معرف آمونیوم¬مولیبدات¬وانادات مخلوط و میزان جذب نور با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول موج470 نانومتر اندازهگیری شد.
اندازهگیری کمی توان حلالیت پتاسیم معدنی نامحلول:
پس از یکسان سازی جمعیت به مقدار 1 میلیلیتر از کشت تازه باکتری به 25 میلیلیتر به محیط الکساندروف - بر حسب گرم بر لیتر: ساکاروز5، سولفات منیزیم0/5، کربنات کلسیم0/1، کلرید آهن0/005، دی هیدروژن مولیبدات0/002، مسکویت5، اب مقطر1000میلیلیترو pH=7، - در تیمارهای شوری با 6،2و %10 نمک سدیم کلرید - با سه تکرار تلقیح شد. مقدار پتاسیم آزاد شده از مسکوویت پس از پنج و ده روز در محلول رویی سانتریفیوژ 10000 - دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه - شده با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر مدل - Model PFP7 Flame Photometer - اندازه گیری شد - سوارتین، . - 1971تجزیه اماری دادهها: در این تحقیق، آزمایشها بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار آنجام شد. نتایج حاصل از اندازه گیری با استفاده از نرم افزار اماری SAS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
نتایج و بحث
باکتریهای حلکننده سیلیکات با کاهش pH ریزوسفر، ترشح آنیونهای آلی و تشکیل کمپلکس با کاتیونهای سطحی کانی منجر به آزادسازی پتاسیم ساختمانی از کانی گلاکونیت میشود. از میان 20 باکتری جداسازی شده، و انجام تستهای مختلف، علاوه بر تاثیر جدایهها بر آزادسازی پتاسیم، مواد محرک رشد گیاه مانند اکسین وفسفر محلول توسط این باکتریها تولید شده و میتوانند در رشد گیاه موثر باشند. نتایج تاثیر جدایهها بر آزادسازی پتاسیم در محیط الکساندروف در جدول
