
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,453 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,288 |
تاثیر سه باکتری Bacillus safensis، B. pumilus و Zhihengliuella halotolerans جداسازی شده از ریزوسفر گیاهان شورپسند بر برخی خصوصیات فیزیولوژیکی گندم رقم قدس تحت تنش شوری | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
دوره 11، شماره 2، شهریور 1400، صفحه 121-142 اصل مقاله (663.88 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2021.18518.1986 | ||
نویسندگان | ||
اصغر مصلح آرانی* 1؛ علیرضا امینی حاجی آبادی2؛ سمیه قاسمی3؛ محمد هادی راد4 | ||
1دانشیار، گروه محیط زیست، دانشگاه یزد، | ||
2گروه مدیریت بیابان، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یزد | ||
3دانشیار، گروه علوم خاک، دانشگاه یزد | ||
4استادیار، گروه جنگل و مرتع، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: کاهش تولید گندم بهدلیل تنش شوری، از مهمترین چالشهای امنیت غذایی در سراسر جهان است. باکتریهای ریزوسفری با ساز و کارهایی از قبیل تعدیل هورمونهای گیاهی، قابل دسترس نمودن عناصر مغذی برای گیاه و مقابله با عوامل بیماریزا باعث کاهش تاثیر تنش شوری بر گیاهان از جمله گندم میشوند. این پژوهش با هدف افزایش مقاومت به شوری گندم با استفاده از باکتریهای محرک رشد مقاوم به شوری جداسازی شده از ریزوسفر چند گیاه شورپسند خودروی استان یزد طراحی و اجرا گردید. مواد و روشها: صفات محرک رشد و مقاومت به شوری باکتریهای جداسازی شده از ریزوسفر گیاهان آتریپلکس، اشنان، گز و سنبله نمکی بررسی گردید. در ادامه، بذر گندم با باکتریهای برتر از لحاظ صفات محرک رشد و مقاوم به شوری شاملBacillus safensis، Bacillus pumilus و Zhihengliuella halotolerans مایهزنی شده و پس از کشت گلدانی در گلخانه با آب با شوریهای 4، 8 و 16 دسی زیمنس بر متر آبیاری گردید. در طول دوره رشد، شاخصهای فیزیولوژیکی از جمله میزان کلروفیلa، کلروفیلb و کلروفیل کل، پرولین، آنتیاکسیدانها، فنل و قندهای محلول کل در برگ اندازهگیری شدند. یافتهها: هر سه باکتری مورد بررسی قادر به تولید اکسین بودند. بیشترین مقدار تولید اکسین در باکتری B. safensis معادل 72/29 میکروگرم بر میلیلیتر اندازهگیری شد. هرسه باکتری قادر به تولید سیانید هیدروژن بودند و بیشترین مقدار تولید سیانید هیدروژن در باکتری Z. halotolerans با درجه 5 (بسیار بالا) مشاهده شد. هر سه باکتری قادر به تولید سیدروفور بودند. تولید ACC دآمیناز در هر سه باکتری مشاهده شد و بیشترین مقدار آن در باکتری B. pumilus به مقدار 8 میکروگرم بر میلیلیتر اندازهگیری شد. توانایی انحلال فسفات . halotolerans Z بیشتر از دو برابر باکتری B. safensis بود. نتیجه تجزیه برگ گندم نشان داد در تیمار بدون باکتری با افزایش شوری، محتوای کلروفیل نسبت به سطح شوری شاهد (2/0 دسیزیمنس بر متر) کاهش ولی در عوض مقدار پرولین، فعالیت آنتیاکسیدانی، مقدار فنل و مقدار قندهای محلول افزایش یافت. استفاده از باکتریها، باعث افزایش کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، پرولین، فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی، فنل و قندهای محلول کل درگندم تحت شرایط شوری نسبت به تیمار بدون باکتری گردید. نتیجهگیری: باکتریهای محرک رشد مورد بررسی با دارا بودن مجموعه ساز و کارهای محرک رشد باعث بهبود معنیدار مقاومت گندم به تنش شوری شد لذا برای کاهش اثرات شوری بر گندم در شرایط آبیاری با آب شور میتوان از باکتریهای مورد بررسی در این آزمایش استفاده کرد. B. safensis در شوری 8 دسیزیمنس بر متر بیش از دو باکتری دیگر موجب ارتقاء شاخصهای فیزیولوژیک مقاومت به شوری گندم شد. از آنجا که این آزمایش در شرایط گلخانه انجام شد، پیشنهاد میشود برای تکمیل یافتهها این آزمایش در شرایط مزرعه هم انجام گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
باکتری؛ شوری؛ ریزوسفر؛ گندم | ||
مراجع | ||
1.Afridi, M.S., Khan, S., and Salam, A. 2019. Induction of tolerance to salinity in wheat genotypes by plant growth promoting endophytes: Involvement of ACC deaminase and antioxidant enzymes. Plant Physiology and Biochemistry. 139: 569-577. 2.Ahanger, M.A., Qin, C., Begum, N., Maodong, Q., Dong, X.X., El-Esawi, M., El-Sheikh, M.A., Alatar, A.A., and Zhang, L. 2019. Nitrogen avaibility prevents oxidative effects of salinity on wheat growth and photosynthesis by up-regulating the antioxidants and osmolytes metabolism, and secondary metabolite accumulation. BMC Plant Biology. 19: 1. 1-12. 3.Akbari, A., Gharanjik, S., Koobaz, P.,and Sadeghi, A. 2020. Plant growth promoting Streptomyces strains are selectively interacting with the wheat cultivars especially in saline conditions. Heliyon Journal. 6: 2. 34-45.
4.Albdaiwi, R.N., khyami-Horani, H., and Ayad, Y. 2019. Plant Growth Promoting Rhizobacteria: An Emerging Tool for the Enhancement of Wheat Tolerance against Salinity Stress (Review). Jordan Journal of Biological Science. 12: 5. 525-534.
5.Alexander, D.B., and Zuberer, D.A. 1991. Use of Chrome Azurol S reagents to evaluate siderophore production by rhizosphere bacteria. Biology and Fertility of Soils. 12: 39-45.
6.Amini Hajiabadi, A., Mosleh Arani, A., Ghasemi, S., Rad, M.H., Etesami, H., Shabazi Manshadi, S., and Dolati, A. 2021. Mining the rhizosphere of halophytic rangeland plants for halotolerant bacteria to improve growth and yield of salinity-stressed wheat.Plant Physiology and Biochemistry,163: 139-153.
7.Barraclough, P.B., Kuhlmann, H.,and Weir, A.H. 1980. The effects of prolonged drought and nitrogen fertilizer on root and shoot growth and water uptake by winter wheat. Journal of Agronomy and Crop Science. 163: 5. 352-360.
8.Bathes, L.S., Waldren, R.P., and Teare, I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil. 39: 205-207.
9.Bent, E., Tvzun, S., Chanway, C.P., and Enebak, S. 2001. Alterations in plant growth and root hormone levels of lodge pole pines inoculated with rhizobacteria. Canadian Journal of Microbiology.47: 9. 793-800.
10.Bohnert, H.J., Nelson, D.E., and Jensen, R.G. 1995. Adaptations to Environmental Stresses. The Plant Cell. 7: 7. 1099-1111.
11.Giraldo, P., Benavente, E., Manzano-Agugliaro, F., and Gimenez, E. 2019. Worldwide Research Trends on Wheat and Barley: A Bibliometric Comparative Analysis. Agronomy. 9: 7. 352-361.
12.Donate-Correa, J., Leon-Barrios, M., and Perez-Galdona, R. 2004. Screening for plant growth-promoting rhizobacteria in Chamaecytisus proliferus (tagasaste), a forage treeshrub legume endemic to the Canary Island. Plant and Soil. 266: 1. 261-272. 13.Emami, T., Mirzaeiheydari, M., Maleki, A. and Bazgir, M. 2019. Effect of native growth promoting bacteria and commercial biofertilizers on growth and yield of wheat (Triticum aestivum) and barley (Hordeum vulgare) under salinity stress conditions. Cellular and Molecular Biology. 65: 6. 22-27. 14.Etesami, H., and Maheshwari, D. 2018. Use of plant growth promoting rhizobacteria (PGPRs) with multiple plant growth promoting traits in stress agriculture: Action mechanisms and future prospects. Ecotoxicology and Environmental Safety. 30: 156. 225-246.
15.Ferreira, C.M., Soares, H.M., and Soares, E.V. 2019. Promising bacterial genera for agricultural practices:An insight on plant growth-promoting properties and microbial safety aspects. Science Total Environment. 682: 779-799.
16.Frydenvang, J., van Maarschalkerweerd, M., Carstensen, A., Mundus, S., Birkelund Schmidt, S., Pedas, P.R., Holst Laursen, K., Schjoerring, J.K., and Husted, S. 2015. Sensitive Detection of Phosphorus Deficiency in Plants Using Chlorophyll a Fluorescence. Plant Physiology. 169: 1. 353-361.
17.Guo, A., Hu, Y., Shi, M., Wang, H.,Wu, Y., and Wang, Y. 2020. Effects of iron deficiency and exogenous sucrose on the intermediates of chlorophyll biosynthesis in Malus halliana. PLOS ONE. 15: 5. 232-243.
18.Hanaa, H., and Safaa, A. 2019. Foliar application of IAA at different growth stages and their influenced on growth and productivity of bread Wheat (triticum aestivum l.). Journal of Physics. 1294: 9. 920-929.
19.Hasanuzzaman, M., Bhuyan, M., Anee, T.I., Parvin, K., Nahar, K., Mahmud J.A., and Fujita, M. 2019. Regulation of ascorbate-glutathione pathway in mitigating oxidative damage in plants under abiotic stress. Antioxidants.8: 9. 384-390.
20.Hasanuzzaman, M., Bhuyan, M., Zulfiqar, F., Raza, A., Mohsin, S.M., Mahmud, J.A., Fujita, M., and Fotopoulos, V. 2020. Reactive Oxygen Species and Antioxidant Defense in Plants under Abiotic Stress: Revisiting the Crucial Role of a Universal Defense Regulator. Antioxidants. 9: 8. 681-692.
21.Hayouni, E.A., Abedrabba, M.,Bouix, M., and Hamdi, M. 2007. The effects of solvents and extraction method on the phenolic contents and biological activities in vitro of Tunisian Quercus coccifera L. and Juniperus phoenicea L. fruit extracts. Food Chemistry. 105: 3. 1126-1134.
22.Honma, M., and Shimomura, T. 1978. Metabolism of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid. Agricultural Biological Chemistry. 42: 1825-1831.
23.Ilyas, N., Mazhar, R., Yasmin, H.,Khan, W., Iqbal, S., Enshasy, H.E., and Dailin, D.J. 2020. Rhizobacteria Isolated from Saline Soil Induce Systemic Tolerance in Wheat (Triticum aestivum L.) against Salinity Stress. Agronomy. 10: 7. 989-1009.
24.Jeon, J.S., Lee, S.S., Kim, H.Y.,Ahn, T.S., and Song, H.G. 2003. Plant growth promoting in soil by some inoculated microorganism. The Journal of Microbiology. 4: 4. 271-276.
25.Kochert, G. 1987. Carbohydrate determination by the phenol sulfuric acid method. P 95-97, In: J.A. Hellebust, and J.S. Craigie (eds.), Handbook of phycological methods: physiological and biochemical methods, Cambridge University Press, New York and London.
26.Kumar, A., Singh, S., Gaurav, A.K., Srivastava, S., and Verma, J.P. 2020. Plant Growth-Promoting Bacteria: Biological Tools for the Mitigation of Salinity Stress in Plants. Frontiers in Microbiology. 11: 1216-1231.
27.Li, J., Hu, L., Zhang, L., Pan, X.,and Hu, X. 2015. Exogemous sprmidine is enhancing tomato tolerance to salinity-alkanity stress by regulating chloroplast antioxidant system and chlorophyll metabolism. BMC Plant Biology. 15: 1. 303-310.
28.Lichtenthaler, H.K., and Wellburn,A.R. 1983. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biochemical Society Transactions.11: 5. 591-592.
29.Mosleh Arani, A., Rafiei, A., Tabandeh, A., and Azimzadeh, H. 2018. Morphological and physiological responses of root and leave in Gleditschia caspica to salinity stress. Iranian Journal of Plant Biology. 9: 4. 1-12. (In Persian).30 .Mosleh Arani, A., Bakhshi Khaniki, G., Nemati, N., and Soltani, M. 2011. Investigation on the effect of salinity stress on seed germination of Salsola abarghuensis, Salsola arbuscula and Salsola yazdiana. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research. 18: 2. 267-279. (In Persian) 31.Nassar, R., Kamel, H.A., Ghoniem, A.E., Alarcón, J.J., Sekara, A.,Ulrichs, C., and Abdelhamid, M.T. 2020. Physiological and Anatomical Mechanisms in Wheat to Cope with Salt Stress Induced by Seawater. Plants. 9: 2. 237-246.
32.Nawaz, A., Shahbaz, M., Asadullah Imran, A., Marghoob, M.U., Imtiaz, M., and Mubeen, F. 2020. Potential of Salt Tolerant PGPR in Growth and Yield Augmentation of Wheat (Triticum aestivum L.) Under Saline Conditions. Frontiers in Microbiology. 11: 201-213.
33.Numana, M., Bashir, S., Khan, Y., Mumtaz, R., Shinwari, Z.K., Khan, A.L., and Ahmed, A.H. 2018. Plant growth promoting bacteria as an alternative strategy for salt tolerance in plants: A review. Microbiology Research. 209: 21-32.
34.Oraei, M., Tabatabaei, S.J., Fallahi, E., and Imani, A. 2009. The effects of salinity stress and rootstock on the growth, photosynthetic rate, nutrient and sodium concentrations of almond. Journal of Horticulture Science and Biotechnology. 23: 2. 121-140.(In Persian)
35.Parthasarathy, S., Bin Azizi, J., Ramanathan, S., Ismail, S., Sasidharan, S.S.M.I.M., and Mansor, M. 2009. Evaluation of Antioxidant and Antibacterial Activities of Aqueous, Methanolic and Alkaloid Extracts from Mitragyna Speciosa (Rubiaceae Family) Leaves. Molecules. 14: 10. 3964-3974.
36.Polash, M.A., Sakil, M.A., and Hossain, M.A. 2019. Plants responses and their physiological and biochemical defense mechanisms against salinity: A review. Tropical Plant Research. 6: 2. 250-274.
37.Qadir, M., Quillérou, E., Nangia, V., Murtaza, G., and Singh, M. 2014. Economics of salt-induced land degradation and restoration. Natural Resourced Forum. 38: 4. 282-295.
38.Saddiq, M.S., Afzal, I., Basra,S.M.A., Iqbal, S., and Ashraf, M.2020. Sodium exclusion affects seed yield and physiological traits of wheat genotypes grown under salt stress. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 20: 3. 1442-1456.
39.Santos, C.V. 2004. Regulation of chlorophyll biosynthesis and degradation by salt stress in sunflower leaves. Science Horticulture. 103: 1. 93-99.
40.Seed and Plant Research Improvement Institute. 2016. Crop Cultivars Report (Food Security and Health-1). Agricultural Research, Education and Extension Organization. Press, 231p.(In Persian)
41.Sehar, Z., Masood, A., and Khan, N.A. 2019. Nitric oxide reverses glucose – mediated photosynthetic repression in wheat (Triticum aestivum L.) under salt stress. Environmental and Experimental Botany. 161: 277-289.
42.Shahid, S.A., Zaman, M., and Heng, L. 2018. Soil Salinity: Historical Perspectives and a World Overview of the Problem. P 43-53, In: M. Zaman, S.A. Shahid and L. Heng (eds.), Guideline for salinity assessment, mitigation and adaptation using nuclear and related techniques, Springer, Switzerland.
43.Shahidi, A., and Miri, Z. 2018.The effect of salinity on yield and yield components of two wheat cultivars in the plain of Birjand. Electronic Journal of Crop Production. 11: 2. 51-61. (In Persian)
44.Singh, R.P., and Jha, P.N. 2017. The PGPR Stenotrophomonas maltophilia SBP-9 Augments Resistance against Biotic and Abiotic Stress in Wheat Plants. Frontiers in Microbiology.8: 1945-1957.
45.Wang, Q., Dodd, I.C., Belimov, A.A., and Jiang, F. 2016. Rhizosphere bacteria containing 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase increase growth and photosynthesis of pea plants under salt stress by limiting Na+ accumulation. Functional Plant Biology. 43: 2. 161-172.
46.Weisburg, W.G., Barns, S.M., Pelletier, D.A., and Lane, D.J. 1991. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. Journal of Bacteriology. 173: 2. 697-703. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 599 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 314 |