سعیده رجایی
-
مجله تحقیقات حمایت و حفاظت جنگلها و مراتع ایران، سال نوزدهم شماره 2 (پیاپی 38، پاییز و زمستان 1400)، صص 266 -278
اکوسیستم های جنگلی مخازن اصلی تنوع زیستی جهانی هستند. میکروارگانیسم ها نقش اساسی در چرخه های بیوشیمیایی این اکوسیستم ها دارند و برای محافظت از گیاهان و تحریک رشد آن ها مورد استفاده قرار می گیرند از اینرو، شناخت آن ها حایز اهمیت است. بدلیل محدودیت های ناشی از اعمال روش های پیشین در جداسازی و شناسایی اندوفیت، پتانسیل و عملکرد آنها بدرستی شناخته نشده است. در این پژوهش، از روش غیر وابسته به کشت برای بررسی جامعه باکتریایی اندوفیتی برخی بقولات وحشی استفاده شده است.از جنگل های زاگرس کرمانشاه از گیاهان Astragalus ovinus و Vicia lutea نمونه برداری شد. پس از استخراج DNA تام از ریشه و برگ های گیاهان با کیت استخراج و تکثیر بخشی از ژن 16S rDNA باکتریایی، توالی یابی به کمک توالی یابی نسل جدید (NGS) و با استفاده از پلتفرم Illumina MiSeq انجام گردید. آنالیز توالی ها نشان داد فراوانی نسبی، اندوفیت های جداسازی شده متعلق به هفت راسته Rhizobiales، Xanthomonadales، Sphingomonadales، Pseudomonadales، Chitinophagales، Enterobacteriales و Betaproteobacteriales بودند که در مورد اخیر، این راسته به سه رده Gammaproteobacteria، Alphaproteobacteria و Bacteroidia و دو شاخه Proteobacteria و Bacteroidetes تعلق داشت. نتایج نشان داد باکتری های شاخه Proteobacteria، اندوفیت های باکتریایی غالب بوده و بیش از 99 % کل جمعیت اندوفیت در گونه V. lutea و 68 %در گونه A. ovinus را به خود اختصاص دادند. باکتری های مذکور با بیشترین %واحدهای تاکسونومیکی ((OTUs، دارای بیشترین پتانسیل استفاده در کنترل بیولوژیک بیماری های بقولات زراعی هستند. این مطالعه برای اولین بار، تصویر روشنی از جمعیت، چیرگی و تنوع اندوفیت های باکتریایی گیاهان بقولات وحشی در جنگل های زاگرس را با استفاده از آنالیز متاژنومی ارایه می دهد.
کلید واژگان: توالی یابی نسل دوم, جوامع میکروبی, اندوفیت های گیاهی, کنترل بیولوژیکForest ecosystems are the main reservoirs of global biodiversity. Microorganisms play a key role in the biochemical cycles of these ecosystems and are used to protect plants and stimulate their growth. Due to the limitations in the application of classic methods in the isolation and identification of endophytic microorganisms, their potentials and functions have yet to be properly understood. In this study, a culture-independent method was used to study the endophytic bacterial communities of some wild legumes. To this end, the Zagros forests of Kermanshah were surveyed and two varieties of Astragalus ovinus and Vicia lutea were sampled. Total DNAs from different parts of the plant samples were extracted and the bacterial 16S rDNA genes were subsequently amplified. Sequencing analysis using the Illumina MiSeq platform showed the most abundant endophytic bacteria belonged to seven orders of Rhizobiales, Xanthomonadales, Sphingomonadales, Pseudomonadales, Chitinophagales, Enterobacteriales, Betaproteobacteriales. The latter were comprised to three classes of Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria and Bacteroidia, and two phyla of Proteobacteria and Bacteroidetes. Our findings showed that members of Proteobacteria were the dominant bacterial endophytes and accounted for more than 99% and 68% of the total population of endophytic bacteria in V. lutea and A. ovinus, respectively. These bacteria, with the highest percentage of taxonomic units (OTUs), have the highest potential to use as biological control agents of crop legumes diseases. This study provides a clear picture of the population, dominance and diversity of bacterial endophytes of wild legumes in the Zagros forests using metagenomic analysis.
Keywords: Second generation sequencing, Microbial communities, plant endophytes, biological control -
بیماری هوانگ لونگ بینگ (Huanglongbing = HLB) یا میوه سبز مرکبات ازنظر اقتصادی خسارت زاترین بیماری مرکبات در دنیا می باشد و بیش از یک دهه است که از جنوب ایران نیز گزارش شده است. تا کنون روش درمان قطعی برای این بیماری شناخته نشده است. باوجود این، یکی از موثرترین راه های مدیریت این بیماری، یافتن ارقامی است که از مقاومت نسبی یا تحمل بالایی در برابر این بیماری برخوردار هستند. در این پژوهش واکنش نهال های سه ساله ده رقم و پایه تجاری مرکبات نسبت به عامل فرم آسیایی بیماری HLB Candidatus Liberibacter asiaticus، ازطریق مایه زنی با پیوند بررسی شد. پس از مایه زنی، ردیابی Ca. L. asiaticus با استفاده از روش های پی سی آر معمولی و آشیان ه ای، با کاربرد آغازگرهای اختصاصی باکتری، در فواصل زمانی دو ماهه انجام و نیز اولین ظهور علایم بیماری، در نهال های مایه زنی شده یادداشت شد. سپس، بر اساس میانگین تعداد روزها تا اولین ردیابی Ca. L. asiaticus با پی سی آر و نیزدوره کمون بیماری، حساسیت و تحمل نسبی نهال ها به HLB مشخص شد. براساس نتایج به دست آمده، لیموترش مکزیکی و لیمولیسبون بیش ترین تحمل و پرتقال والنسیا و اورلاندوتانجلو بیش ترین حساسیت را در برابر این بیماری داشتند. نهال های نارنج و لیموشیرین حساسیت متوسطی به بیماری داشتند و گریپ فروت، پرتقال محلی، نارنگی محلی و نارنگی کینو، بعداز پرتقال والنسیا واورلاندوتاجلو، در درجه دوم حساسیت قرار گرفتند. نتایج این مطالعه برای انتخاب پایه ها و ارقام مناسب تر در مناطق آلوده به بیماری HLB و مدیریت بهتر بیماری می تواند مفید باشد.
کلید واژگان: مقاومت, تحمل, پی سی آر, دوره کمون, میوه سبزمرکباتBackground and ObjectivesCitrus greening (HLB) is one of the most damaging citrus diseases worldwide. As well, the three most important causal agents of this disease in the world include "Candidatus (Ca.) Liberibacter asiaticus ("CLas"), Ca. Liberibacter africanus ("CLaf"), and Ca. Liberibacter americanus ("CLam"). Accordingly, these were reported from Asian-American, African, and American countries, respectively. Of note, "CLas" species is found as the most important causal agent of this disease in all countries in the world, including Iran. It seems that the most effective way to reduce HLB is finding those cultivars that are resistant or tolerant to HLB. Accordingly, in the present study, an attempt was made to evaluate the reaction of a number of common citrus cultivars to this bacterium.
Materials and MethodsIn the present research, ten commercial rootstocks and cultivars of the common citrus in the south of Iran, including Mexican lime, sour orange, mandarin orange, Kinnow mandarin, Orlando tangelo mandarin, local orange, Valencia orange ,sweet lemon, grapefruit, and Lisbon lemons were prepared as seedlings. After checking their health, they were inoculated with the citrus greening agent and then kept in an insect-free greenhouse at night at 25°C and during the day at 30°C.By passing two months from the inoculation, the pathogen was detected by performing specialized tests in inoculated seedlings. Thereafter, three two-year-old seedlings from each one of the above-mentioned rootstocks and cultivars were grafted with two infected buds. Two months after the inoculation, normal and nested PCR tests were performed on the vein tissue extract of the infected seedlings, once every two months, for a 12-month duration. Finally, both sensitivity and relative resistance of cultivars were evaluated based on the average number of days until the detection of the first Ca. L. asiaticus by PCR and also the incubation period of the disease, in each seedling.
ResultsThe causal agent of this disease ("CLas") was detected at the earliest time(in Valencia oranges and Orlando tangelo mandarin after 180 and 200 days, respectively) after the inoculation with infected graft, compared to other cultivars and rootstocks. Among the studied species, the "CLas" was detected in both Mexican lime and Lisbon lemon with the longest delay (by passing 330 and 300 days from the inoculation, respectively). According to the results, "CLas" was detected in sour orange and sweet lemon 290 and 280 days after the inoculation with infected graft, respectively. Based on the average number of days until the detection of the first Ca. L. asiaticus by PCR and also the incubation period of the disease, in each seedling, Mexican lime and Lisbon lemon were found as the most tolerant species and Valencia oranges and Orlando tangelo mandarin were found as the most susceptible ones to HLB. Moreover, sour orange and sweet lemon seedlings were moderately susceptible ones; and grapefruit, local orange, local, and Kinnow mandarin were moderately tolerant to HLB.
DiscussionDue to the reason that this bacterium does not grow in conventional medium, in this study, it was not possible to multiply it in artificial medium and then contaminate the plant with it. Therefore, performing the inoculation through grafting the seedlings with HLB infected buds was considered as the most appropriate method for seedlings inoculation with the pathogen. The faster the pathogen can settle and multiply and the symptoms appear in the host, the greater the susceptibility of the host to the disease. Early pathogen’s detection and symptoms’ observation in some hosts such as Valencia oranges and Orlando tangelo mandarin, indicate better bacterial proliferation in both cultivars. Notably, no symptoms of the disease were observed in Mexican lime and Lisbon lemons after 15 months, and one year after the inoculation in sour orange and sweet lemon plants. There is evidence that all known citrus cultivars are affected to this pathogen with different degrees of susceptibility. Based on the results of this study and the results of previous researchers in the world, it seems that researchers should look for the sources of resistance factors to HLB in more species and cultivars. Correspondingly, these sources can be used in the following two ways: used as a rootstock or scion, and used in the efforts of breeders to produce a resistant cultivar.
Keywords: resistance, tolerance, PCR, Latent period, Citrus Greening -
بیماری بلایت باکتریایی لوبیا یکی از مخرب ترین بیماری در زراعت های لوبیا در سراسر جهان است. تعداد 105 نمونه از گیاهان وحشی تیره لگومینوز شامل Astragalus ovinus، Vicia villosa و Vicia lutea که فاقد علایم آشکار بیماری بودند از جنگل های زاگرس ایران جمع آوری و تعداد 36 جدایه باکتریایی جداسازی شدند. بر پایه برخی صفات مانند توانایی حل نمودن فسفات، فعالیت پروتیازی، تولید اکسین و سیانید هیدروژن و نیز قابلیت آنتاگونیستی، سه اندوفیت برتر از بین آن ها انتخاب و با انجام آزمون های فنوتیپی و تکثیر ژن 16S rDNA، یک سویه Pseudomonas fluorescens و دو سویه از گونه های جنسBacillus شناسایی شدند. هر سه سویه موجب افزایش معنی دار رشد گیاهان لوبیای آلوده در سطح پنج درصد و کاهش بیش از 70 درصد بیماری گردیدند. این اولین گزارش از وجود و قابلیت های باکتری های اندوفیت از گیاهان وحشی لگومینوز در جنگل های زاگرس ایران می باشد.
کلید واژگان: باکتری های اندوفیت, بلایت لوبیا, جنگل های زاگرس, کنترل بیولوژیکی, لگوم های وحشیCommon bacterial blight disease (CBB) of bean (Phaseolus vulgaris) caused by Xanthomonas phaseoli (Xp) is considered as one of the most deleterious pathogens for bean production in the world. In this study, 105 samples were collected from asymptomatic wild fabaceous plants, i.e. Astragalus ovinus, Vicia villosa and Vicia lutea, grown in Zagros forests of Iran. The plant samples were cultured on nutrient agar and purified. The isolates were then screened for some important criteria for biological control such as phosphate solubilization, protease activity, IAA and H2S production, and antagonistic effect. Three endophytic bacterial isolates were found as potential biocontrol agents against Xp. Based on key biochemical tests and comparative analysis of the partial 16S rDNA sequences, the isolates were identified as Pseudomonas fluorescens and two Bacillus species. Under greenhouse conditions, all the three strains significantly increased shoot and root lengths in bean plants at the 5% level (P < 0.05) and decreased disease severity above 70%. This is the first report on the presence and capabilities of endophytic bacteria from wild leguminous plants in the Zagros Mountain steppe forests of Iran.
Keywords: Bean common blight, biological control, endophytic bacteria, wild legumes, Zagros Mountain steppe forests -
با وجود اهمیت قارچ های میکوریزی آربسکولار (AMF) در رشد و استقرار گیاهان، تحقیقات درخصوص آنها در ایران هنوز در دوره ابتدایی خود است. این تحقیق به منظور بررسی تاثیر شدت چرا بر تنوع و جمعیت قارچ های میکوریزی و رابطه ی آن با جذب فسفر انجام شد. سه نوع مرتع با شدت چرای متفاوت شامل بدون چرا، چرای مدیریت شده و چرای سنگین درنظر گرفته شد. بعد از نمونهبرداری از خاک اطراف ریزوسفر گونههای گیاهی غالب، نمونههای خاک به آزمایشگاه منتقل و مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج این تحقیق تفاوتهای معنی داری در تنوع گونه ای AMF در سایت های متفاوت نشان می دهد که بیشترین درصد فراوانی مربوط به گونه ی Septoglomusconstrictumشناسایی شده در منطقه تحت چرای سنگین (2/42%) است. همچنین چرا باعث تغییرات در درصد همزیستی میکوریزی شده است و دارای همبستگی مستقیمی بودند که همین می تواند شاهدی بر کم شدن تنوع AMF شود چرا که با وجود اسپورهای درون خاک هر گونه گیاهی فقط می تواند با گونه های مشخصی از AMF رابطه برقرار کند. می توان گفت چرای متناسب نمی تواند عاملی منفی بر جمعیت و تنوع گونه ای AMF باشد چرا که شاخص های تنوع گونهای در منطقه ی تحت چرای مدیریت شده حالتی پایدار داشته است و می توان با مدیریت مناسب سیستم چرایی و جلوگیری از چرای زودرس و بیش از حد از اثرات مخرب آن جلوگیری کرد.
کلید واژگان: همزیستی, ریزجانداران, خاک, فراوانی, غناDue to their various roles in the plants’ life, the Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) has been studied from various aspects. In Iran, study on this type of fungi is still at its infancy. Also, the variety of plant species and populations in Iran necessitates a more in-depth analysis compared to other countries in the world. The present study aimed at investigation of the effects of grazing intensity on the diversity and populations of these microorganisms that are symbiotic with the plants and also determining the factors affecting the soil. Three rangelands were considered with three different grazing pressures: no grazing pressure, managed grazing and heavy grazing. Following the sampling of the soil around the rhizosphere of the dominant plant species, the samples were transferred to the laboratory to be analyzed. The results of this study revealed the significant differences in the diversity of AMF species in different sites, and the highest frequency percentage was related to the Septoglomusconstrictum species identified in the heavy grazing region(42.2%).Also, grazing caused changes in the mycorrhizal symbiosis percentage and these factors had a direct correlation, and this could be an evidence of the reduced diversity of AMF, because despite of the existence of spores in the soil, each plant species can only correlate with specific species of AMF. It can be said that appropriate grazing cannot have a negative effect on the population and diversity of AMF, because species diversity indices in a managed grazing region are in a stable state; and, by the proper management of the grazing system and preventing the premature or excessive grazing, its harmful effects can be prevented.
Keywords: symbiosis, Microorganism, soil, Abundance, richness -
هدف از این مطالعه، بررسی همزیستی برخی قارچ میکوریزی آربوسکولار (AMF) با گونهSalsola laricina (اسفناجیان) از یک تیره گیاهی غیرمیکوریزی و تاثیر آن بر بهبود پارامترهای رشد گیاهان بوده است. در ابتدا، میزان کلونیزاسیون میکوریزی ریشه های گیاهی و تراکم AMFدر خاک منطقه تحت مطالعه مورد ارزیابی و اندازه گیری قرار گرفتند. پس از شمارش هاگ ها در خاک اطراف ریزوسفر گیاه سالسولا، چهار مورفوتایپ که دارای بیشترین فراوانی بودند، به منظور تشخیص مورفولوژیکی جداسازی و برای تهیه مایه تلقیح کشت شدند. شناسایی هاگ ها براساس تحلیل ساختار میکوریزا با استفاده از میکروسکوپ ترکیبی در× 100–1000 انجام شد. بذور گیاه S. laricinaدر گلدان هایی در گلخانه با چهار تیمار مایه تلقیح میکوریزی شامل:Archaeospora schenckii, Glomus deserticola, Scutellospora erythropa, Septoglomus constrictum و یک تیمار بدون تلقیح میکوریزی کاشته شده و مورد آزمایش قرار گرفتند. بیشترین کلونیزاسیون ریشه گیاه توسط قارچ ها در اوایل پاییز (46٪) و بیشترین تعداد مورفوتایپ ها مربوط به تیمار قارچی S. constrictum (تعداد بر 20 گرم خاک) بود. پارامترهای رشدی S. laricina به طور معنی داری در تیمارهای میکوریزی نسبت به غیرمیکوریزی افزایش یافت. با توجه به نتایج این تحقیق، می توان اظهار داشت که شناسایی تعاملات بین گیاهان، خصوصیات خاک و کلونیزاسیون AMF منجر به بهبود مدیریت در اکوسیستم ها می شود.
کلید واژگان: اسفناجیان, تاکسونومی, شناسایی مورفولوژیکی, کلونیزاسیون, AMFThe aim of this study was to examine the symbiosis relationshipbetween some arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and Salsola laricina (Chenopodiaceae), a non-mycotrophic plant speciesand its effect on improving plant growth parameters. Initially, the development of AMF density was monitored through two parameters including evaluation of mycorrhizal colonization of plant roots and density measurement in the soil under field conditions. Then, the spores were counted and the highest four morphotypes were isolated for morphological identification and preparation of inoculum to culture. The seeds of S. laricana were planted inside pots under greenhouse conditions and were inoculated by four isolates of AMF including Archaeospora schenckii, Glomus deserticola, Scutellospora erythropa, and Septoglomus constrictum and one treatment remained non-inoculated as control. High root colonization of the plants was found at six months after inoculation (46%) where the highest morphotypes density belonged to S. constrictum (No./20 g soil-1), suggesting the importance of AMF for plant growth efficiency. The AMF symbiosis generally improved the growth related to the height and weight of shoot and root of S. laricana that were significantly increased. The results led to the conclusion that, identification of interactions between plants, soil properties, and AMF colonization can contribute to improve management of ecosystems.Keywords: AMF, colonization, Chenopodiaceae, morphological recognition, taxonomy -
نبود برنامه مدیریت سیستم چرا در کشور در کنار دیگر عوامل طبیعی و غیر طبیعی تخریب مراتع را تا حدود زیادی به دنبال داشته است. از یک نگاه تازه، نبود مدیریت چرا، به عنوان پیامدی غیرمستقیم اما با نقش کلیدی می تواند بر میکروارگانیسم های مفید خاک به ویژه همزیستی گیاه با قارچ های میکوریزی آربسکولار اثرات منفی داشته باشد و در این حالت، به دلیل بهم خوردن شدید تعادل گیاه-قارچ، راه برای احیای مرتع با کمک قارچ های همزیست مفید خاکزی سخت می شود. به منظور بررسی تاثیر مدیریت چرا بر همزیستی گونه خوشخوراک Salsola laricina با قارچ میکوریز آربسکولار در سه سطح چرای سنگین، سبک و قرق در مراتع ساوه نمونه برداری از ریشه و خاک اطراف ریزوسفر به صورت کاملا تصادفی انجام شد. میانگین متغیرهای اندازه گیری شده درصد کلونیزاسیون ریشه و فراوانی اسپور خاک پس از اطمینان از همگنی واریانس و نرمال بودن میانگین داده ها با آزمون تجزیه واریانس به روش دانکن در سطح اطمینان 95 درصد مقایسه شدند. چرای زودرس و فشار بیش ازحد توان زمین به علت عدم مدیریت سیستم های چرایی از جمله عواملی است که به شدت منجر به کاهش درصد همزیستی قارچ با ریشه گیاهان شده است و به مرور زمان از بین رفتن این حلقه مهم اکوسیستمی در کنار عوامل دیگر از قبیل تغییر شرایط اقلیمی و سوء مدیریت عرصه های طبیعی کاهش پایه های سالسولا را به دنبال داشته است که نتیجه آن به هم خوردن ترکیب و فراوانی پوشش گیاهی و به تبع آن جایگزینی با گونه های غیرخوشخوراک و مهاجم شروعی برای تخریب مراتع خواهد بود.
کلید واژگان: مدیریت چرا, خشکه رود, همزیستی, قارچ میکوریزی آربسکولارIran Nature, Volume:3 Issue: 5, 2018, PP 36 -39The lack of a grazing system management program along with other natural and human factors in the country has led to the degradation of rangelands to a large extent. From a new perspective, the lack of grazing management, as an indirect consequence, but with a key role, can have negative effects on useful soil microorganisms, in particular, plant symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi. In this case, due to the sever imbalance between plant and fungus, the reclamation of rangelands with the help of symbiotic soil fungi will be difficult. To investigate the effects of grazing management on AMF symbiosis with S. laricina in three sites of heavy grazing, light grazing, and no grazing, the root and soil were completely randomly sampled around the rhizosphere. The mean of root colonization percentage and soil spores frequency, after assurance of homogeneity of variance and normal mean of data, were compared with the Duncan's analysis of variance at 95% confidence level. Early grazing and the lack of grazing systems management are among the factors that greatly reduce the fungus symbiosis with the roots of plants. Over time, the loss of this important ecosystem chain along with other factors, such as climate change and mismanagement of natural areas, has led to the decreased number of Salsola individuals. This results in changes in species composition and abundance as well as the presence of unpalatable and invasive species, which ultimately leads to the rangeland degradation.
Keywords: Grazing management, Khoshkerood, symbiosis, arbuscular mycorrhizal fungi -
تنش های غیر زیستی بازدهی گیاه پالایی را به عنوان فن آوری سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه در پالایش آلودگی های خاک کاهش میدهد. هدف از این تحقیق بررسی اثر تنش آلودگی نفتی و مسن خاک (10%وزنی: غلظت کل هیدروکربن های نفتی) طی فرایند گیاه پالایی بر دو گونه گراس (جو دوسر وحشی و جو زراعی) بود. به علاوه اثر تلقیح ریزوباکتری های تجزیه کننده نفت بر تحریک رشد و کاهش سمیت آلاینده های نفتی در خاک آلوده مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج آلودگی نفتی خاک در هر دو گیاه باعث کاهش شاخصهای رشد، رنگیزه های فتوسنتزی و افزایش مقدار پراکسید هیدروژن (H2O2)، MDA (مالوندیآلدهید) و آنتیاکسیدانهای آنزیمی (کاتالاز و پراکسیداز) و همچنین افزایش نسخه های ژنهای NCDE و COR2 شد که بیانگر بروز تنش اکسیداتیو در اثر آلودگی نفتی، مشابه با دیگر تنشهای غیر زنده متداول بود. افزایش نسبت کلرفیل a/b و کاهش شدیدتر وزن خشک اندام هوایی در جو دوسر وحشی نسبت به جو زراعی نشان داد جو زراعی در برابر تنش آلودگی نفتی خاک متحمل تر بود. تلقیح باکتریایی باعث کاهش سمیت نفت خام و بهبود رشد گیاه به خصوص در جو دوسر وحشی گردید.کلید واژگان: گیاه پالایی, تنش آلودگی نفتی, جو زراعی, جو دوسر وحشیPhytoremediation efficiency -a cost effective and environmentally sound technology to clean up contaminated soil - is reduced considering abiotic stresses. The research objective was to determine the effects of aged petroleum contaminated soil (10% W/W: Total petroleum Hydrocarbons) on two grasses specious (wild oat and barley) during the phytoremediation process. In addition the effects of petroleum degrading rhizobacteria inoculation were evaluated on plant growth promotion and decreasing toxicity of petroleum hydrocarbons. Results demonstrated that petroleum contaminated soil reduced growth, photosynthetic pigments and increased hydrogen peroxide (H2O2), MDA (malondialdehyde), enzymatic antioxidants (catalase and peroxidase) and NCDE and COR2 gene transcripts that indicate oxidative stress happened because of petroleum pollution similar to other common abiotic stress. a/b chlorophyll ratio enhancement and more decrease in shoot dry weight in wild oat showed barley was more tolerate to petroleum pollution. Bacterial inoculation reduced petroleum contamination toxicity and improved plant growth especially in wild oat.Keywords: Phytoremediation, Petroleum Contamination Stress, Barley, Wild Oat
-
مقدمهآلودگی اکوسیستم با نفت خام و مشتقات آن به عنوان یک تهدید جدی زیست محیطی در ایران محسوب می گردد. استفاده از میکروارگانیسم ها به عنوان یک راهکار مناسب و عملی برای پاکسازی هیدروکربن های نفتی در محیط های آلوده به اثبات رسیده است..اهدافهدف از این تحقیق جداسازی باکتری های بومی تجزیه کننده نفت خام از ناحیه ریزوسفر جو دوسر وحشی رشد یافته در مناطق آلوده به نفت بود و در درجه دوم ارزیابی راندمان تجزیه زیستی این جدایه ها در شرایط درون شیشه.مواد و روش هاجداسازی باکتری ها از ریزوسفر جو دوسر وحشی که بومی مناطق آلوده به نفت استان خوزستان بودند انجام گرفت و این جدایه ها بر اساس توالی یابی ژن های 16S ریبوزومی شناسایی شدند. همچنین وجود ژنهای تجزیه کننده هیدروکربن های نفتی در این جدایه ها با استفاده از PCR و هیبریداسیون مورد بررسی قرار گرفت. در پایان میزان تجزیه نفت خام در حضور جدایه ها با روش GC/MS، اندازه گیری گردید..یافته هاتعداد 23 جدایه باکتریایی تجزیه کننده نفت خام از ریزوسفر جو دوسر وحشی خاکهای آلوده به نفت در استان خوزستان جداسازی گردید. بر اساس توالی یابی ژن های 16S ریبوزومی این جدایه ها به جنس های Acinetobacter، Pseudomonas، Enterobacter، Stenotrophomonas، Bacillus، Achromobacter، Sphingobacteriu، Curtobacteriumand، Microbacterium، Paenibacillus و Ochrobactrum تعلق داشتند. وجود ژن های کاتابولیک alkM، alkB و xylE که مسئول تجزیه زیستی آلکان ها و برخی ترکیبات نفتی آروماتیک هستند در جامعه باکتریایی به دست آمده اثبات گردید. نتایج آنالیز GC/MS نشان داد که کنسرسیومی از این باکتری ها قادر هستند طی مدت 10 روز غلظت نفت خام را در یک کشت مایع تا 5/40 کاهش دهند. نتایج تحقیق حاضر نشان دهنده سازگاری این میکروارگانیزم ها به محیط ریزوسفر و به دنبال آن ارتقاء پتانسیل آنها برای پاکسازی آلودگی های نفتی می باشد..بحث و نتیجه گیرینتایج این تحقیق به عنوان یک مرحله اساسی در راستای توسعه گیاه پالایی خاک های آلوده در جنوب غرب ایران محسوب می گردد..
کلید واژگان: جو دوسر وحشی (Avena Fatua L, ), باکتری های بومی تجزیه کننده نفت, ریزوسفرObjectivesThe objectives of this study were isolating rhizosphere-inhabiting indigenous oil-degrading bacteria in wild oat grown in petroleum-polluted areas and in vitro evaluating the efficiency of oil biodegradability by microbial isolates..Materials And MethodsBacteria were isolated from rhizosphere of wild oat grown on contaminated sites in Khuzestan and were identified based on 16S rRNA gene sequencing. The catabolic genes were detected using PCR and hybridization analysis. Hydrocarbon degradation in liquid culture was evaluated by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)..Results23 indigenous oil-degrading bacterial strains were isolated from the wild oat rhizosphere, grown in severely oil contaminated soil in Khuzestan. Based on 16S rRNA gene sequence analyses, isolated strains were classified to Genera Acinetobacter, Pseudomonas, Enterobacter, Stenotrophomonas, Bacillus, Achromobacter, Ochrobactrum, Paenibacillus, Microbacterium, Curtobacterium and Sphingobacterium. Catabolic genes alkM, alkB and xylE, responsible for biodegradation of the alkanes and aromatic petrochemical compounds were detected in bacterial community inhabiting rhizosphere of the wild oat. The GC-MS analysis indicated that consortium of these bacteria was capable of reducing crude petroleum in the liquid culture by 40.5%, after 10 days. The results of the present study revealed the adaptability of microbes to the rhizospheric area and subsequently their great potential to be exploited for cleaning up hydrocarbon contaminated sites..ConclusionsThis study might be an important step towards the development of a phytoremediation strategy in the South of Iran..Keywords: 16S rRNA, alkB, alkM, Avena fatua L., Indigenous Oil, degrading Bacteria, Rhizosphere, xylE -
آلودگی اجزاء زیست بوم به نفت خام و مشتقات آن، یکی از جدی ترین مشکلات زیست محیطی در کشور، به ویژه در مناطق جنوبی، به شمار آید. زیست پالایی همواره یکی از راهکارهای مناسب و عملی برای پاکسازی هیدروکربنی نفتی از محیط محسوب می گردد، که در آن از پتانسیل موجودات زنده در حذف و یا کاهش آلاینده ها استفاده شود. لذا این تحقیق به منظور بررسی کاربرد تکنیکی همزمان افزایش بیولوژیک و گیاه پالایی برای پاکسازی خاک آلوده به نفت خام با آلودگی مسن در شرایط گلخانه انجام گرفت. به این منظور محیط کشت مخلوطی از باکتریی تجزیه کننده نفت خام تهیه و خاک آلوده با غلظت آلودگی 10 درصد نفت خام مسن توسط این کشت مخلوط تلقیح گردید. همچنین به منظور بررسی تاثیر کشت گیاه بر افزایش تجزیه کل هیدروکربنی نفتی (TPH) و راندمان کاربرد مایه تلقیح کشت دو گونه گیاه (جو دوسر وحشی و جو زراعی) نیز صورت گرفت. میزان کل هیدروکربنی نفتی (TPH) تجزیه شده در خاک آلوده مورد مطالعه بعد از گذشت 4 ماه تنها 4/2 درصد بود، در حالی که با کشت گیاه به طور متوسط به 33 درصد رسید و با تلقیح باکتریایی فقط 20 درصد بود. بیشترین میزان تجزیه TPH در کشت توام با تلقیح باکتریایی و بیش از 44 درصد مشاهده شد. به طور کلی افزایش شاخصی میکروبیولوژیکی خاک نظیر تنفس و توده زنده میکروبی، جمعیت میکروبی تجزیه کننده هیدروکربنی نفتی و کاهش ضریب متابولیکی (qCO2) تحت رویش گیاه، نشان داد حضور گیاه در خاک آلوده به نفت خام مسن باعث تشدید فعالیتی بیولوژیک خاک و به دنبال آن افزایش تجزیه زیستی هیدروکربن گردید.
The contamination of ecosystem components with petroleum and its derivatives is considered as one of the most crucial environmental threat in Iran، particularly in southern areas. Bioremediation has frequently been regarded as an appropriate and more practical alternative to clean-up petroleum hydrocarbons in the contaminated environments. Bioremediation optimizes conditions for microbial hydrocarbon degradation and uses the microorganisms and plants potential to metabolize contaminants resulting in their removal or attenuation in situ. This study aims at remedying an aged petroleum-contaminated soil using bioaugmentation and phytoremediation techniques. A consortium has been prepared using oil-degrading bacteria; 10% oil-contaminated soil was then inoculated with the consortium. Additionally، oat and/or barley were planted in certain treatments to separately evaluate the effects of plant-bacteria interaction on Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) degradation and inoculum''s efficiency. TPH degradation value under unplanted and uninoculated conditions was only 2. 4% in the studied petroleum -contaminated soil after 4 months. However، the presence of the two plants elevated TPH degradation up to 30%، and bacterial inoculation resulted in only 20% TPH degradation. The significance of the plants in enhancing TPH degradation could be probably explained by promoting microbial populations، growth and activities. The highest amount of TPH degradation recorded was 44% and was observed with inoculated plants. The presence of plants in petroleum-contaminated soils promoted microbial populations and activities with increased microbial respiration and biomass well developed petroleum-degrading microbial population and decreased microbial metabolic quotient (qCO2)، hence، increased biodegrading of hydrocarbons. -
ارزیابی توانایی برخی از جدایه های Azotobacter chroococcum بومی خاک های استان چهار محال و بختیاری در تولید مواد محرک رشد گیاه
-
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال یازدهم شماره 3 (پیاپی 41، پاییز 1386)، ص 285
این تحقیق به منظور بررسی اثر برخی از پتانسیل های محرک رشد شناخته شده در تعدادی از سویه های برتر Azotobacter chroococcum روی رشد، عملکرد و جذب عناصر غذایی در گندم (.Triticum aestivum L) در شرایط گلخانه ای به اجرا در آمد. تعدادی از سویه های ازتوباکتر کروکوکوم برتر از نظر تولید IAA، سیدوفور، هیدروژن سیانید و تثبیت کننده نیتروژن ملکولی انتخاب و بذر گندم رقم پیشتاز در قالب یک طرح کاملا تصادفی توسط این سویه ها تلقیح و برخی از شاخص های رشد، عملکرد و جذب عناصر غذایی اندازه گیری شد که اثر تلقیح باکتری بر روی شاخص های عملکرد بیولوژیک، درصد پروتئین دانه، وزن هزار دانه، شاخص سطح برگ و به ویژه جذب عناصر N، P، Fe و Zn مثبت و معنی دار گردید. بیشترین آثار معنی دار در افزایش شاخص های مذکور در تیمارهای سویه های ازتوباکتر کروکوکوم تولید کننده فیتوهورمون (IAA) و سویه های تثبیت کننده نیتروژن ملکولی مشاهده گردید. به طور کلی بر اساس نتایج این مطالعه می توان گفت بعضی سویه های ازتوباکترکروکوکوم بومی استان چهار محال و بختیاری که در زمره ریزوباکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) قرار گرفته بودند تاثیر مثبتی روی رشد و عملکرد گندم شامل عملکرد بیولوژیک و کیفیت دانه (درصد پروتئین دانه) تحت شرایط گلخانه ای داشته اند. هم چنین از این سویه ها می توان در جهت بهبود تغذیه گندم از نظر عناصر غذایی کم مصرف مانند آهن و روی استفاده نمود.
کلید واژگان: ازتوباکتر کروکوکوم, PGPR, IAA, سیدروفور, HCN, تثبیت بیولوژیک نیتروژن, رشد گندم, عملکرد, جذب عناصرAzotobacter chroococcum is an important PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) producing compounds needed for plant growth. The aim of this research was to study the effects of different native strains of Azotobacter chroococcum on growth and yield of wheat under greenhouse counditions. Seeds of spring wheat (Triticum aestivum L. var. Pishtaz) were inoculated with some Azotobacter chroococcum strains capable of producing IAA, HCN, sidrophore and fixing molecular nitrogen. The inoculation of wheat with those strains had a positive, significant effect on biological yield, seed protein percentage, thousand seed weight, leaf area, N, P, Fe and Zn uptake, in particular, by wheat. The increased growth of wheat was most likely due to the production of IAA and enhanced nitrogen fixation by inoculated strains. Some strains of Azotobacter chroococcum native to Chaharmahal va Bakhtiari are established as PGPR. Results also support the efficiency of Azotobacter chroococcum as an important biofertilizer in wheat cropping systems. The selected strains had a significant effect on wheat growth and yield, including biological yield and seed quality under greenhouse counditions. This beneficial effect of Azotobacter chroococcum on wheat is attributed mainly to IAA production and, to some extent to non symbiotic nitrogen fixation in the rhizosphere. So, these strains can potentially be used to improve wheat nutrition of micronutrients such as Fe and Zn, in particular.
Keywords: Azotobacter chroococcum, PGPR, IAA, Siderophore, HCN, Biological nitrogen fixation, Wheat growth, yield, Nutrient uptake -
سلامت سازمانی، چارچوب نظری و ابزار اندازه گیری سودمندی را برای تجزیه و تحلیل، درک، طرح و تغییر محیط کار مدارس به مدیران و مسوولا نظام آموزشی ارائه می دهد. به این منظور، هفت عامل که به عنوان ابعاد هفتگانه سازمانی مدارس شناخته شده اند، از دیدگاه 335 نفر دبیر که از 21 دبیرستان شهر اصفهان به صورت تصادفی - طبقه ای انتخاب شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است.
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.