بخشی از مقاله
چکیده:
جلبکهاي سبز -آبی یا سیانوباکتريها گروهی از میکروارگانیسمهاي فتوسنتز کننده با ساختار سلولی پروکاریوت میباشند. قابلیت تثبیت ازت و نیز تولید ترکیبات محرك رشد با ساختار هورمونی و غیر هورمونی از مهمترین عواملی است که این جلبکها را به عنوان گزینهاي کارآمد در تولید کود زیستی مطرح میکند. در این مطالعه عملکرد سه جدایه از جلبکهاي سبز-آبی داراي هتروسیست - دو جدایه از گونه Anabaena vaginicola F.E.Fritsch & Rich و یک جدایه از گونه - Cylindrospermum michailovskoense Elenkin در جوانهزنی و رشد دانهرست گیاه دارویی بارهنگ - Plantago major L. - مورد بررسی قرار گرفت.
به این منظور بذر گیاه بارهنگ در سوسپانسیونهاي جلبکی با غلظت %1 خیسانده شد و تاثیر آنها بر بذرهاي تیمار شده در مقایسه با بذرهاي شاهد و یا بذرهاي خیسانده شده در آب مقطر ارزیابی گردید. نتایج نشانگر اختلاف معنی دار طول ریشه و ساقه دانهرستهاي تیمار در مقایسه با دانه رستهاي شاهد بود. بیشترین اختلاف معنیدار در بذرهاي تیمار شده با جدایه Anabaena vaginicola ISB42 مشاهده شد.
مقدمه :
جلبکهاي سبز-آبی، نیاییترین گروه از موجودات زنده فتوسنتز کننده بهشمار میآیند که به واسطه قدرت سازگاري بالا، محدوده وسیعی از زیستگاه ها، اعم از اکوسیستمهاي آبی تا اکوسیستمهاي خشکی را به خود اختصاص میدهند. خاك از جمله زیستگاههاي طبیعی این گروه از موجودات زنده فتوسنتز کننده است که شرایط کمابیش با ثباتی را براي آنها شکل می دهد. به همین دلیل جلبکهاي سبز- آبی بخش مهمی از میکروفلور خاك، اعم از خاكهاي زراعی و یا خاكهاي غیر زراعی، را به خود اختصاص میدهند.
تثبیت ازت و تولید ترکیبات تحریک کننده رشد نظیر هورمونهاي محرك رشد، قندها و اسیدهاي آمینه از جمله عواملی است که در ارتباط با اثر تحریک کننده این جلبکها در رشد گیاهان پیشنهاد میشود. علاوه بر این، بازدارندگی رشد علفهاي هرز از دیگر کارکردهایی است که در ارتباط با جلبکهاي سبز- آبی گزارش شده است - . - Sarama et al. 2004 با توجه به موارد ذکر شده، استفاده از این گروه از میکروارگانیسمها به عنوان کود بیولوژیک از سابقه نسبتاً زیادي برخوردار است.
از جمله نخستین تلاشهاي صورت گرفته در این زمینه میتوان به تحقیقات انجام شده توسط سعادت نیا و ریاحی اشاره نمود. این محققین اثر عصارههاي جلبکی را بر جوانهزنی و رشد گیاه برنج مورد بررسی قرار دادند - سعادت نیا و ریاحی . - 2009 گزارش اثر مثبت این جلبکها در جوانه زنی و رشد گیاه گندم - Triticum aestivum L. - و نیز گیاهان صیفی شامل خیار، کدو و گوجه فرنگی از دیگر تحقیقات انجام شده در این زمینه است - عبدي، 1392؛ شریعتمداري، . - 2011 با وجود مطالعات انجام شده در ارتباط با عملکرد این جلبکها به عنوان کود زیستی، تا کنون تاثیر این میکروارگانیسمها در رشد و بهبود کیفیت گیاهان دارویی کمتر مورد توجه قرار گرفته است.
از جمله مطالعات انجام گرفته در این زمینه میتوان به بررسی تاثیر عصاره جلبکی بر گیاهان دارویی ریحان، نعنا فلفلی، مرزه و زعفران اشاره نمود - ریاحی و همکاران، 1391؛ ریاحی و همکاران، 2013؛ بزي و همکاران، . - 1392 گیاه بارهنگ از جمله گیاهان دارویی بسیار ارزشمند است که تا کنون تاثیر کودهاي بیولوژیک بر رشد و محصولدهی آن کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بارهنگ بزرگ و یا Plantago major گیاهی از خانواده Plantaginaceae میباشد. گیاهی است چند ساله و علفی، با برگهاي بیضوي که لبههايبرگ در غالب موارد نسبتاً صاف به نظر میرسد. از ضماد برگ این گیاه براي تسهیل درمان زخم و جلوگیري از عفونت استفاده میشود. همچنین برگ پهن این گیاه سرشار از ویتامینهاي K، C و A بوده به فراوانی براي تولید محصولات دارویی مورد استفاده قرار میگیرد . - Blamey M&GREY Wilson 1989 -
با توجه به اهمیت بکارگیري کودهاي زیستی جهت دستیابی به کشاورزي پایدار، این مطالعه با هدف شناسایی نمونههاي جلبکی مناسب جهت افزایش رشد گیاهان دارویی و با استفاده از سه سویه از جلبکهاي سبز- آبی جداسازي شده از خاك انجام گرفت. با توجه به محدودیت تحقیقات در این زمینه و نیز با توجه به ارزش دارویی قابل ملاحظه گیاه بارهنگ، در این مطالعه تاثیر این جلبکها بر جوانه زنی و رشد گیاه بارهنگ مورد نظر قرار گرفت.
مواد و روش:
کشت و آمادهسازي نمونههاي جلبکی- در این مطالعه سه جدایه از جلبکهاي سبز- آبی شامل دو جدایه از گونه Anabaena vaginicola F.E.Fritsch & Rich و یک جدایه از گونه Cylindrospermum michailovskoense Elenkin مورد بررسی قرار گرفت. سویههاي جلبکی مورد نظر از هرباریوم جلبکهاي میکروسکوپی دانشکده علوم زیستی دانشگاه شهید بهشتی دریافت شد. این نمونهها از خاك یک شالیزار از استان گیلان و گندمزاري از استان کرمانشاه جدا سازي و خالص سازي شده بودند.
جهت آماده سازي نمونهها براي تلقیح، کلیه نمونهها در محیط کشت BG11 فاقد نیترات جامد واکشت داده شدند. شرایط محیطی تعریف شده براي کشت عبارت بود از دماي 25 درجه سانتیگراد و تناوب نوري 12ساعت نور و 12 ساعت تاریکی. آماده سازي سوسپانسیون جلبکی و تلقیح - سوسپانسیون جلبکی از طریق هموژن کردن 5 گرم از توده جلبکی در 500 میلیلیتر آب مقطر استریل و با استفاده از بلندر آماده سازي شد. 100 عدد بذر بارهنگ از گونه Plantago major L. که از مناطق شمال کشور جمع آوري شده بود در قالب چهار تکرار با عصارههاي جلبکی تلقیح شد. همچنین بذرهاي مرطوب شده با آب مقطر بعنوان شاهد در نظر گرفته شدند.
به منظور تلقیح، ابتدا کاغذ صافی در پلیت هاي استریل قرار داده شد. سپس در هر پلیت 100 بذر بر روي کاغذهاي صافی مرطوب شده با آب مقطر - نمونههاي شاهد - و نیز کاغذهاي صافی مرطوب شده با 5 سیسی سوسپانسیونهاي جلبکی - نمونههاي تیمار - قرار داده شد. پلیتها پس از آماده سازي در اتاقک کشت با دماي 25 درجه سانتیگراد، تناوب نوري 12 ساعت نور و 12 ساعت تاریکی و نیز شدت نوري 4000 لوکس قرار داده شدند. پس از گذشت 6 روز از تلقیح بذرها، طول دانهرستهاي حاصل از تندش بذرهاي تیمار شده با عصاره جلبکی در مقایسه با بذرهاي شاهد مقایسه شد. آنالیزهاي آماري- آنالیزهاي این مطالعه از طریق نرم افزارSPSS ver.15 ، با استفاده از تستهاي آماري POST HOC TEST ، Anova یکطرفه انجام گرفت.
نتایج و بحث :
در این مطالعه در مجموع 3 تاکسون از راسته Nostocales و خانواده Nostocaceae، با دو جنس Cylindrospermum و Anabaena مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشاندهنده معنیدار بودن افزایش رشد دانهرستهاي تیمار شده با عصاره هاي جلبکی در مقایسه با دانهرستهاي شاهد بود. با وجود اختلاف معنی دار در میزان رشد گیاهان تیمار در هر سه تیمار جلبکی، عملکرد این سه جدایه با یکدیگر مشابه نبود - جدول . - 1 از میان تیمارها، گیاهان تیمار شده با Anabaena vaginicola ISB42 بیشترین افزایش طول ریشه و طول بخش هوایی دانهرستهاي گیاه بارهنگ را نشان دادند و گیاهان تیمار شده با Anabaena vaginicola ISC90 کمترین تاثیر پذیري از عصاره جلبکی را نشان دادند. - شکل . - 1 همچنین گیاهان تیمار شده با نمونه Anabaena
vaginicola ISB42 علاوه بر افزایش معنیدار در طول ریشه، افزایش قابل توجه توده ریشهاي را نیز در مقایسه با گیاهان تیمار نشان دادند. اثر عصاره جلبکی بر گیاهان دارویی پیش از این مطالعه توسط ریاحی و همکاران گزارش شده است - ریاحی و همکاران . - 2011 نتایج حاصل از مطالعه ریاحی و همکاران نشانگر آن بود که عصاره جلبکهاي سبز-آبی بر گیاهان دارویی چون ریحان و زعفران اثر گذار بوده و به میزان قابل توجهی افزایش رشد رویشی این گیاهان را موجب میگردد .
علل مختلفی را میتوان براي توضیح اثر افزاینده رشد عصارههاي جلبکی در ارتباط با گیاهان تیمار در نظر گرفت. از جمله این موارد میتوان به افزایش سطح ریز مغذيها و عناصر معدنی ضروري براي رشد گیاه اشاره نمود. همچنین رشد گیاه میتواند تحت تاثیر فیتوهورمونها و دیگر مواد تنظیم کننده رشد گیاهی مانند اسیدهاي آمینه، قندها و ویتامین هایی قرار گیرد که به صورت طبیعی توسط جلبکها بیوسنتز می گردد. ایجاد محركهاي هورمونی همچون انواع اکسینها - ایندول استیک اسید و ایندول بوتریک اسید - و افزایش سطح پتاسیم، آمونیوم و کلسیم از جمله عواملی است که میتواند بر رشد گیاهان تاثیر گذار باشد - شریعتمداري و همکاران . - 2013 نتایج مطالعه حاضر نیز مطابق با مطالعات پیشین استفاده از عصاره جلبک به عنوان کود زیستی را براي گیاه دارویی بارهنگ تایید مینماید.
