
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,421 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,274 |
رفتار هورمتیک باکتری همزیست نخود زراعی Mezorhizobium ciceri در برابر غلظتهای مختلف ایمازتاپیر و تریفلورالین | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
دوره 11، شماره 4، دی 1400، صفحه 161-175 اصل مقاله (978.7 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2022.18850.2013 | ||
نویسندگان | ||
معصومه حسینی طیلان1؛ زینب اورسجی* 2؛ فاختگ طلیعی3؛ ابراهیم غلامعلی پور علمداری4؛ معصومه نعیمی4 | ||
1دانش آموخته کارشناسیارشد علوم علفهای هرز، گروه تولیدات گیاهی، دانشگاه گنبد کاووس. | ||
2استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشگاه گنبد کاووس. | ||
3استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشگاه گنبد کاووس | ||
4استادیار ، گروه تولیدات گیاهی، دانشگاه گنبد کاووس. | ||
چکیده | ||
ریزوبیومها باکتریهای خاکزی هستند که قادر به همـزیسـتی با ریشه گیاهان لگومینوز میباشـند. همزیستی حبوبات و ریزوبیومها سبب تثبیت مقادیر بالایی نیتروژن در سراسر جهان میشود. این باکتریها به عنوان کود بیولوژیکی در مزارع حبوبات استفاده میگردند و هر عاملی که اثر سوء بر ریزوبیومها داشته باشد سبب کاهش نرخ تثبیت بیولوژیکی نیتروژن خواهد شد. ریزوبیومها، میکروبیومهای غیر هدف برای علفکشها میباشند. علفکشهای مختلفی از قبیل ایمازتاپیر و تریفلورالین میتوانند بر همزیستی حبوبات و ریزوبیومها تأثیر منفی یا هورمتیک بگذارند. هورمسیس یک پدیده غلظت-پاسخ است که با تحریک رشد در غلظت کم و مهار رشد در غلظت بالا مشخص میشود. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر علفکشهای ایمازتاپیر و تریفلورالین در دو pH (5/5 و 7) بر رشد Mezorhizobium ciceri در شرایط in vitro انجام شد. مواد و روشها برای بررسی تأثیر علفکشهای ایمازتاپیر و تریفلورالین بر باکتری M. ciceri، آزمایشی به صورت طرح کاملاً تصادفی در دانشگاه گنبدکاووس انجام شد. سویه M. ciceri روی عصاره مخمر مانیتول آگار کشت و نگهداری شد. از محیط کشت مایع عصاره مخمر مانیتول در دو pH برابر 5/5 و 7 استفاده گردید. علفکشهای ایمازتاپیر (021/0، 042/0، 084/0، 168/0، 336/0، 672/0 g.L-1) ماده موثره و تریفلورالین (337/0، 675/0، 35/1، 7/2، 4/5، 8/10 g.L-1) ماده موثره به همراه شاهد بدون علفکش به محیط کشت حاوی 105 سلول باکتری بر میلیلیتر اضافه و تغییرات جمعیت باکتری در طول موج nm600 محاسبه گردید. این آزمایش با 4 تکرار انجام و برای هر کدام از علفکشها دوبار تکرار گردید. روند جمعیت در هر علفکش توسط مدل لگاریتم لجستیک سه و چهار پارامتری و هنگام مشاهده پاسخ هورمسیس از معادله Brain-Cousens استفاده شد. یافتهها جمعیت باکتریM. ciceri تحت تاثیر غلظتهای علفکش ایمازتاپیر و تریفلورالین در اسیدیته 5/5 از منحنی لگاریتم لجستیک سه پارامتری و در اسیدیته 7 از منحنی برین-کوزنس 5 پارامتری تبعیت کردند. حداکثر جمعیت باکتری در اسیدیته 5/5 و 7 به ترتیب معادل 106×8/22 ، از غلظت صفر و معادل 106×5/378 و از غلظت 021/0 ایمازتاپیر بدست آمد. در غلظتهای g.L-1 021/0 و 042/0 ایمازتاپیر، جمعیت باکتری 6/25 و 25/10 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت که بیانگر رفتار هورمتیک باکتری می باشد. مقدار هورمسیس در تریفلورالین از غلظتهای (g.L-1 337/0 و 675/0) معادل 108×01/1 سلول بر میلیلیتر ثبت شد. درصد افزایش جمعیت باکتری این غلظتها، نسبت به شاهد به ترتیب 92/20 و 14/16 بدست آمد. مقدار پارامتر e در اسیدیته 5/5 از ایمازتاپیر معادل g.L-1 1-10×03/1 و از تریفلورالین معادل g.L-1 93/2 بدست آمد که نشانگر مقدار علفکش لازم جهت 50% کاهش جمعیت باکتری می باشد. حداکثر جمعیت باکتری در اسیدیته 5/5 معادل 106×4/40 از تیمار شاهد و در اسیدیته 7 از غلظت 337/0 معادل 106×4/47 بدست آمد. نتیجهگیری این پژوهش شواهد آماری مبنی بر تحریک رشد M. ciceri در برابر غلظتهای حداقلی ایمازتاپیر و تریفلورالین در شرایط خنثی را به صورت هورمسیس نشان داد اما در هر دو علفکش در شرایط اسیدی از مدل لگاریتم لجستیک پیروی کرد و در آن هورمسیس مشاهده نشد. به طور کلی با افزایش غلظت علفکشهای بکار برده شده در این آزمایش، رشد جمعیت باکتری M. ciceri کاهش یافت اما بسته به pH محیط کشت، روند واکنش باکتری متفاوت بود به طوریکه در اسیدیته خنثی در غلظتهای زیر غلظت کشنده، افزایش رشد جمعیت و پس از آن کاهش رشد اتقاق افتاد. | ||
کلیدواژهها | ||
غلظتهای حداقل؛ تحریک رشد؛ مدل برین-کوزنس؛ مدل لگاریتم لجستیک | ||
مراجع | ||
1.Abbasian, A., and Rashed Mohasel, M.H. 2017. Community structure and Species diversity of Chickpea weeds in application of Imazethapyr and Trifuralin. Applied Agricultural Research, 29: 1. 39-45. (In Persian)
2.Ahemad, M., and SaghirKhan, M. 2010. Comparative toxicity of selected insecticides to Pea plants and growth promotion in response to insecticide-tolerant and plant growth promoting Rhizobium leguminosarum. Crop Protection, 29.4: 325-329.
3.Anderson, A., Baldock, J.A., Rogers, S.L., Bellotti, W., and Gill, G. 2004. Influence of Chlorsulfuron on rhizobial growth, nodule formation and nitrogen fixation with Chickpea. Australian Journal of Agricultural Research,55: 1059-1070.
4.Arruda, J.S., Lopes, N.F., and Moura, A.B. 2001. Behavior of Bradyrhizobium japonicum strains under different herbicide concentrations. Planta Daninha, 19: 1. 111-117.
5.Bagherani, N., Galeshi, S., Zeinali, E., and Arzanesh, M.H. 2014. Evaluation of Trifluralin, Metribuzin and Imazethapyr herbicides effects on Bradyrhizobium japonicum isolates growth. Journal of Soil Management and Sustainable Production, 4: 3. 251-268. (In Persian with English abstract)
6.Baraldi, E., Mari, M., Chierici, E., Pondrelli, M., Bertolini, P., and Pratella, G.C. 2003. Studies on Thiabendazole resistance of Penicillium expansum of pears: pathogenic fitness and genetic characterization. Journal of Plant Pathology, 52: 362-370.
7.Bittner, L., Kluver, N., Henneberger, L., Muhlenbrink, M., Zarfl, C., and Escher, B.I. 2019. Combined ion-trapping and mass balance models to describe the pH-dependent uptake and toxicity of acidic and basic pharmaceuticals in zebrafish embryos (Danio rerio). Environmental Science and Technology, 53: 13. 7877-7886.
8.Bostrom, M.L., and Berglund, O. 2015. Influence of pH-dependent aquatic toxicity of ionizable pharmaceuticals on risk assessments over environmental pH ranges. Water Research Journal,72: 154-161.
9.Brain, P., and Cousens, R. 1989. An equation to describe dose responses where there is stimulation of growth at low doses. Weed Research, 29: 93-96.
10.Calabrese, E.J. 2005. Paradigm lost, paradigm found: The reemergence of hormesis as a fundamental dose–response model in the toxicological sciences. Environmental Pollution,138: 378-411.
11.Clark, S.A., and Mahanty, H.K. 1991. Influence of herbicides on growth and nodulation of White clover, Trifolium repens. Soil Biology and Biochemistry, 23: 725-730.
12.Dart, P. 1977. Infection and development of leguminous nodules.P 367-472. In R.W.F., Hardy, and W.S. Silver, A Treatise on Dinitrogen Fixation, Section III: Biology ed.New York John Wiley.
13.Dastorani, M., Gholamalalipour Alamdari, E., Biabani, A., Avarseji, Z., and Habibi, M. 2019. Study the several herbicides effect on weeds control and yield of Cumin (Cuminum cyminum L.). Iranian Journal of Weed Science,14: 1. 83-95. (In Persian)
14.Druin, P., Sellmani, M., Prevost, D., Fortin, J., and Antoun, H. 2010. Tolerance to agricultural pesticides of strains belonging to four genera of Rhizobiaceae. Journal Environmental Science and Health, 45: 780-788.
15.Ferreira, T.C., Aguilar, J.V., Souza, L.A., Justino, G.C., Aguiar, L.F., and Camargos, L.S. 2016. pH effects on nodulation and biological nitrogen fixation in Calopogonium mucunoides. Brazilian Journal of Botany, 39: 4. 1015-1020.
16.Flores, F.J., and Garzon, C.D. 2013. Detection and assessment of chemical hormesis on the radial growth in vitro of Oomycetes and fungal plant pathogens. Dose-Response, 11: 361-373.
17.Fulladosa, E.A., Murat, J.C.B., Bollinger, J.C.C., and Villaescusa, I. 2007a. Adverse effects of organic arsenical compounds towards Vibrio fischeri bacteria. Science of the Total Environment, 377: 207-213.
18.Fulladosa, E.A., Villaescusa, I., Bollinger, J.C., and Murat, J.C.2007b. Effect of arsenic compounds on Vibrio fischeri light emission and butyrylcholinesterase activety. Environmental Chemistry Letters,5: 115-119.
19.Gholamalipour Alamdari, E., and Deokule, S.S. 2009. Allelopathic effects of some weeds on growth and yield of paddy rice (Tarom variety) in northern Iran. Pakistan Journal of Weed Science Research, 15: 2. 123-129.
20.György, E., Mara, G., Máthé, I., Laslo, E., Márialigeti, K., Albert, B., Oancea, F., and Lányi, S. 2010. Characterization and diversity of the nitrogen fixing microbiota from a specific grassland habitat in the Ciuc Mountains. Romanian Biotechnological Letters,15: 4. 5474-5481.
21.Haiyan, N., Li, N., Qiu, J., Chen, Q.,and He, J. 2018. Biodegradation of Pendimethalin by Paracoccus sp.13. Current Microbiology, 75: 1077-1083.
22.Herridge, D.F., Peoples, M.B., and Boddey, R.M. 2008. Global inputs of biological nitrogen fixation in agricultural systems. Plant and Soil,311: 1-18.
23.Kust, C.A., and Strockmeyer, E.B. 1971. Effects of Trifluralin on growth, nodulation and anatomy of soybeans. Weed Science, 19: 147-152.
24.Lambers, H., and Colmer, T. 2005.Root physiology- from gene to function. Plant and Soil, 274: 7-15.
25.Laranjo, M., Young, J.P.W., and Oliveira, S. 2012. Multilocus sequence analysis reveals multiple symbiovars within Mesorhizobium species. Systematic and Applied Microbiology, 35: 359-367.
26.Linde, C.D. 1994. Physico-chemical properties and environmental fate of pesticides. In Environmental Hazards Assessment Program. Environmental Protection Agency. Department of Pesticide Regulation and Pest Management. Environmental Monitoring and Pest Management Branch. California.
27.Migliore, L., Rotini, A., and Thaller, M.C. 2013. Low doses of Tetracycline trigger the E. Cola growth: A case of hormetic response. Dose Response,11: 4. 550-557.
28.Miri, A.A., Avarseji, Z., Gholamalalipour Alamdari, E., and Nakhzari Moghaddam, A. 2020. Effect of pre-planting and post-vegetative herbicides and cultivars on yield and yield components of pea. Journal of Crop Production, 12: 4. 187-198.(In Persian)
29.Mousavi, S.K., Pezeshkpor, P., and Shahverdi, M. 2008. Response of weed population to planting date and chickpea cultivar (cicer aritinum). Journal of Agricultural Science and Technology and Natural Resources, 40: 167-177.(In Persian)
30.Nour, S.M., Cleyet-Marel, J.C., Normand, P., and Fernandez, M.P. 1995. Genomic heterogeneity of strains nodulating chickpeas (Cicer arietinum L.) and description of Rhizobium mediterraneum sp. nov. International Journal of Systematic Bacteriology,45: 640-648.
31.Lin, M., Gresshoff, P.M., and Ferguson, B.J. 2012. Systemic regulation of soybean nodulation by acidic growth conditions. Plant Physiology, 160: 2028-2039. doi:10.1104/ pp.112. 204149.
32.Parra, G., and Ristaino, J.B. 2001. Resistance to mefenoxam and metalaxyl among field isolates of Phytophthora capsici causing Phytophthora blight of bell pepper. Plant Diseases Journal,85: 1069-1075.
33.Raghavendra, K.S., and Gundappagol, R.C. 2017. Effect of herbicides on soil microcosm, nodulation and yield in chickpea (Cicer arietinum L.). Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 6: 5. 1649-1655.
34.Rao, V.S. 2000. Principles of Weed Science. Science Publisher Inc. 555p.
35.Rensburg, H.J., and Strijdom, B.W. 1984. Effect of herbicides on survival of rhizobia and nodulation of peas, groundnuts and Lucerne. South African Journal of Plant and Soil, 1: 4. 135-138.
36.Ritz, C., and Streibig, J.C. 2005. Bioassay analyses using R. Journal of Statistical Software, 12: 1-22.
37.Rivas, R., Laranjo, M., Mateos, P.F., Oliveira, S., Molina1, E.M., and Velazquez, E. 2007. Strains of Mesorhizobium amorphae and Mesorhizobium tianshanense, carrying symbiotic genes of common Chickpea endosymbiotic species, constitute a novel biovar (ciceri) capable of nodulating Cicer arietinum. Letters in Applied Microbiology, 44: 412-418.
38.Sanders, C.L. 2010. Radiation Hormesis and the Linear-No-Threshold Assumption. Springer, NewYork. 214p.
39.Sarup, P., Sorensen, P., and Loeschcke, V. 2014. The long-term effects of a life-prolonging heat treatment on the Drosophila melanogaster transcriptome suggest that heat shock proteins extend lifespan. Experimental Gerontology Journal, 50: 34-39.
40.Seefeldt, S.S., Jensen, J.E., and Furst, E.P. 1995. Log-logistic analysis of dose-response relationships. Weed Technology, 9: 218-227.
41.Sharma, J.P., and Khanna, V. 2011.In vitro sensitivity of rhizobium and phosphate solubilising bacteria to herbicides. Indian Journal Microbiology, 51: 2. 230-
42.Singh, G., and Wright, D. 2002. In vitro studies on the effects of herbicides on the growth of rhizobia. Letters in Applied Microbiology, 35: 12-16.
43.Somasegaran, P., and Hoben, H.J.1994. Handbook for Rhizobia: Methods in legume-Rhizobiumtechnology. NY. Springer-Verlag. 450p.
44.Southam, C.M., and Ehrlich, J. 1943. Effects of extract of western red-cedar heartwood on certain wood decaying fungi in culture. Phytopathology Journal, 33: 517-524.
45.Stebbing, A.R.D. 1987. Growth hormesis-A by-product of control. Health Physics Journal, 52: 543-547.
46.Stebbing, A.R.D. 1998. A theory for growth hormesis. Mutation Research Journal, 403: 249-258.
47.Temporetti, P., Beamud, G., Nichela, D., Baffico, G., and Pedrozo, F. 2019. The effect of pH on phosphorus sorbed from sediments in a river with a natural pH gradient. Chemosphere, 228: 287-299.
48.Wilson, R.G., and Lyon, D.J. 2005. Chemical weed control in dryland and irrigated chickpea. Weed Technology, 19: 959-965.
49.Xu, Y.Q., Liu, S.S. Ze, F., and Wang, J. 2020. pH affects the hormesis profiles of personal care product components on luminescence of the bacteria Vibrio qinghaiensis sp. -Q67. Science of the Total Environment, 713: 136656-136664.
50.Yao, L., Zhao, J.L., Liu, Y.S., Zhang, Q.Q., Jiang, Y.X., Liu, S., Liu, W.R., Yang, Y.Y., and Ying, G.G. 2018. Personal care products in wild fish in two main Chinese rivers: bioaccumulation potential and human health risks. Science of the Total Environment, 621: 1093-1102.
51.Yu, T., Zhang, Y., Wu, F., and Meng, W. 2013. Six-decade change in water chemistry of large freshwater Lake Tahu, China. Environmental Science and Technology, 47: 9093-9101. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 525 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 302 |