بخشی از مقاله
چکیده
سیانوباکتری ها موجوداتی فتوسنتز کننده هستند که توانایی تحمل شرایط سخت محیطیاز جمله محیط های خیلی شور را دارند. با توجه به وجود خاک های شور در مناطق ساحلی و اطراف نمک زار ها، تحقیقات زیادی برای به کار گیری سیانوباکتری های مقاوم به شوری برای بهبود خاک و ایجاد امکان کشت و زرع صورت گرفته است. در این تحقیق میزان رشد و تحمل گونه سیانوباکتری Anabaena wisconsinensis Prescottکه از رودخانه های استان کرمان خالص سازی شده، به سه تیمار استرس شوری نمک NaCl بررسی شده است. نتایج نشان دادند که این سیانوباکتری،یک گونه مقاوم به شوری است. امابا القای استرس شوری، میزان رشد و فتوسنتز آن کاهش می یابد. تلقیح سیانوباکتری به عنوان کود زیستی در خاک شور و کشت گیاه به طور همزمان، هم در اصالح خاک و هم در تغذیه نیتروژن گیاه مفید است.
مقدمه
سیانوباکتری ها به عنوان موجوداتی هتروتروف و اتوتروف، یکی از استثنایی ترین موجودات زنده در تحمل شرایط سخت محیطی هستند که اکثر موجودات زنده نمی توانند در چنین شرایطی تحمل و زندگی کنند. آنها توانایی فتوسنتز و زندگی در چشمه های آب داغی با دمای 77 درجه سانتیگراد و بیابان های سرد و خشک قطب جنوب تا دریاچه هایی با آب اسیدی و یا قلیایی با محدوده pHاز 2/9 تا 31 را دارند. آنها همچنین آب های بسیار شور، که میزان شوری آنها خیلی بیشتر از آب دریاست، شامل دریاچه های نمک، تاالب های فوقالعادهشوردریاییوحوضچههایتبخیریخورشیدی - معادننمک - را می توانند تحمل کنند.
یک مثال گونهMicrocoleus chthonoplastes - Mertens - Zanardini است که می تواند درجه شوری بیش از 222 گرم بر لیتر را تحمل کند - . - 3 می توان از این موجودات فتوسنتز کننده در کشاورزی و بهبود خاک های شور استفاده کرد. مناطق ساحلی با خاک شور و همچنین کفه های نمک فراوانی در داخل ایران داریم. در کشورهایی مثل هند که سواحل دریایی دارند، استفاده از سیانوباکتری ها برای بهبود وضعیت خاکهای شور بسیار مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است.
آثار مثبت تلقیح سیانوباکتری ها، در بهبود ساختمان و ترکیبات خاک توسط محققین گوناگون بررسی شده است. شریوتوماس - 3997 - با آزمایش سیانوباکتری مقاوم به شوری torulosa Lagerheimex Bornet&FlahaultAnabaena در خاک های نسبتا شور سواحل هند نشان دادند که این سیانوباکتری می تواند بیشاز % 92 سدیم اضافی را در غالف موکو پلی ساکاریدی خارج سلولی خود به دام اندازد. اما با این حال چون شواهدی از اتصالNa+ به بیومولکولها خصوصا پروتئینها وکربوهیدراته اندیدند، نتیجه گرفتند کهNa+ بعد از مرگ این سیانوباکتری به خاک باز می گردد.
آنها همچنین نشان دادند برای شوری زدایی خاک، حذف الیه باالی خاک که حاوی بافتهای سیانوباکتریایی است، به طور معنی داری شوری خاک را کاهش میدهد - بین - %22-17، اما چنین کاری همه نیتروژن وکربن تثبیت شده را نیز حذف میکند اما به نظر نمی رسد که این کار در مقیاس بزرگ عملی و امکانپذیر باشد. آنها در نهایت نتیجه گرفتند که بهبود شوری خاک با کاربرد همزمان Anabaena torulosa در حین رشد گیاه یک امکان با ارزش و جذاب است خصوصا چون میتواند مکمل نیاز نیتروژن گیاه نیز باشد - . - 2
عیسی و همکاران ثابت کردند که وجود پلی ساکارید های خارج سلولی - EPS3 - و خود رشته های سیانوباکتری ها در خاک، در ثبات و پایداری کلی خاک تاثیر مثبت دارد - . - 1 همچنین آثار مفید استفاده از سیانوباکتری ها به عنوان کود زیستی و حتی به عنوان خاک کشاورزی توسط محققان ایرانی و خارجی بررسی شده است - . - 5 ,4 در این تحقیق که به عنوان بخشی از پایان نامه کارشناسی ارشد انجام شده است، میزان تحمل به شوری سیانوباکتری تثبیت کننده ازت گونهAnabaena wisconsinensis Prescottخالص سازی شده از رودخانه های استان کرمان، در تیمارهای شوری، از صفر تا میزان شوری باغ های پسته مجاور کویر نمک سیرجان بررسی شده است.
مواد و روش ها
مراحل تهیه کشت خالص گونه :Anabaenaw isconsinensis
نمونه برداری از بستر رودخانه «شصت فیچ - »با مختصات 29° 32´ 7/22˝N و - 12° 13´ 32/7˝E واقع در شرق شهرستان بافت انجام شد. پس از جمع آوری نمونه های محیطی و کشت آنها در محیط کشت BG11با تغییرات جزئی بر اساس - 2 - شامل: عناصر غذایی پر مصرف: 2/223 گرم سیترات آهن - III - ، 2/212 گرم CaCl2.7H2O، 2/273 گرمKH2PO44H2O، 2/277 گرم MgSO47H2O، 2/222گرم Na2CO3، 2/223 گرم EDTA، 2/222 گرم اسیدسیتریک و 3 میلی لیتر از محلول عناصر غذایی کم مصرف شامل: 2/722 گرم H3BO3، 3/722 گرم MnCl24H2O، 2/222 گرم ZnSO47H2O، 2/177 گرم Na2MoO4، 2/279 گرم CuSO45H2Oو 2/277 گرم CoSO47H2Oو خالص سازی کلنی های رشد کرده با استفاده از محیط کشت جامد % 3 - BG11 آگار - گونه خالصAnabaena wisconsinensisبه دست آمد. شرایط کشت، نور µmolphotonm-1s-1 122دایمی و دمای27 ± 2 درجه سانتیگراد بوده است و صفات گونه مزبور با شرح کلید های شناسایی معتبر تطبیق داده شد.
القای تیمار شوری به محیط کشت گونه :Anabaena wisconsinensis
به منظور تعیین مقدار شوری که به محیط کشت باید القا شود ما مقدار شوری را بر مبنای شوری خاک باغ پسته که مورد نظر و تحقیق ما بوده تعیین کردیم. برای اندازه گیری میزان شوری خاک پس از جمع آوری نمونه از سطح تا عمق 32 سانتی متری خاک باغ پسته، مقداری از خاک خشک شده در شرایط دمای آزمایشگاه، انتخاب شد. 12 گرم از خاک به 212 میلی لیتر آب مقطر استریل اضافه شد. پس از تکان دادن شدید ظرف و یک دقیقه ثابت ماندن، شوری سنج داخل محلول قرار داده شد به طوری که به رسوبات ته ظرف برخورد نکند و مقدار نشان داده شده پس از ثابت شدن خوانده و ثبت شد.
به منظور پی بردن به میزان تحمل،گونهAnabaena wisconsinensisتحت چهار تیمار استرس شوری 2، 2/1، 3 و 2 درصد قرار گرفت. برای این منظور ابتدا 31 ارلن 122 میلی لیتری تمیز آماده و 322 میلی لیتر محیط کشت BG11 به آنها اضافه شد. بعد از اضافه کردن 2/1، 3 و 2 گرم از نمک کلرید سدیم - NaCl - به ارلن ها، 1 میلی لیتر از محیط کشت سیانوباکتری Anabaena wisconsinensis تلقیح گردید. ارلن ها در شرایط نوری و دمایی گفته شده در باال قرار داده شدند.
اندازه گیری میزان رشد سیانوباکتری ها با سنجش محتوای کلروفیل:
1 میلی لیتر از هر محیط کشت در روزهای دوم، چهارم، ششم و سیزدهم به لوله های فالکون 31 میلی لیتری انتقال داده شد. پس ازسانتریفوژ با دور 2222 دور به مدت 1 دقیقه، محلول رویی دور ریخته شد و به باقی مانده 1 میلی لیتر متانول خالص اضافه شد. سپس لوله ها به مدت 12 دقیقه در 22 درجه سانتیگراد قرار داده شدند. آنها در این مرحله به وسیله ورق آلومینیومی از نور دور نگه داشته شدند. سپس جذب محلول رویی به وسیله اسپکتروفتومتر در طول موج های 221 و 212 نانومتر خوانده شد.
محاسبات و آنالیز آماری:
داده ها به نرم افزار Excell 2231وارد شدند و توسط نرم افزار SPSSنسخه 39 محاسبات آماری میانگین گیری و آزمون آماری دانکن در سطح معنی داری α= 2/21 انجام شد.
نتایج و بحث
با قرار دادن کشت گونه Anabaena wisconsinensisدر معرض تیمار های متفاوت شوری - NaCl - رشد آن را به طور متفاوتی تحت تاثیر قرار داد. همانطور که در شکل 3نشان داده شده است، میزان رشد با افزایش شوری کاهش پیدا می کند. اما با این حال مالحظه می شود که رشد در شوری 2/1 و 3 درصد ادامه دارد. حداکثر میزان رشد در شوری % 2 - کنترل - مالحظه می شود.تیمار های 2، 2/1 و % 3 یک تغییر ناگهانی در رشد و میزان کلروفیل کل داشته اند. در پایان روز سیزدهم تیمار % 2 اختالف معنی داری با دیگر تیمار ها دارد - آنوا2، - α=2/21 و بیشترین مهار رشد در تیمار % 2 نمک مشاهد می شود. این اختالف معنی دار در تیمار کنترل نسبت به بقیه نیز وجود دارد - شکل. - 3
