
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,645,126 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,242,381 |
بررسی درون شیشه تحمل به شوری القا شده توسط برخی ریزوباکتریهای محرک رشد در گیاه شیرین بیان | ||
پژوهشهای تولید گیاهی | ||
مقاله 10، دوره 30، شماره 2، تیر 1402، صفحه 183-203 اصل مقاله (1.24 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jopp.2023.20636.2973 | ||
نویسندگان | ||
مدرس آزادی1؛ ستاره امانی فر* 2؛ محسن ثانی خانی3 | ||
1دانشآموخته کارشناسیارشد گروه مهندسی علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان. ایران. | ||
2نویسنده مسئول، گروه مهندسی علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران | ||
3گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران. - حفظ، تکثیر و نگهداری ذخایر | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: ریزوباکتریهای محرک رشد گیاه (PGPR) باکتریهای خاک هستند که در ریزوسفر گیاهان حضور دارند و با سازوکارهای ویژهای رشد گیاه را تقویت میکنند و تنشهای محیطی را کاهش میدهند، بنابراین کاربرد این باکتریها روشی سودمند در کشاورزی پایدار شمرده میشود. در این پژوهش، پتانسیل سویههای مختلف ریزوباکتریهای محرک رشد گیاه برای تحریک رشد و تعدیل تنش شوری در گیاه شیرینبیان (Glycyrrhiza glabra L.) مقایسه گردید. مواد و روشها: آزمایشی با دو عامل شامل شوری (شاهد بدون شوری (NS)، 60 میلیمولار (S1)، 120 میلیمولار (S2) و 180 میلیمولار (S3) کلرید سدیم) و تلقیح ریزوباکتریهای محرک رشد گیاه (شاهد بدون تلقیح، تلقیح با Pseudomonas fluorescens، تلقیح با Pseudomonas putida و تلقیح با Azotobacter chroococcum) طراحی شد. گیاهچههای 15 روزه تلقیح شده و یا بدون تلقیح در ظرفهای شیشهای حاوی محیط رشد گیاه MS و تیمارهای نمک NaCl کشت شدند. گیاهان در محفظه رشد به مدت 35 روز رشد یافتند و سپس مورد ارزیابی قرار گرفتند. وزن تر، وزن خشک، طول ریشه و بخش هوایی، رنگیزههای فتوسنتزی، پرولین، مالون دیآلدهید و برخی از آنزیمهای آنتیاکسیدانی مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: شوری بدون در نظر گرفتن تیمار ریزوباکتریهای محرک رشد گیاه و سطح تنش شوری باعث کاهش رشد شیرینبیان شد. گیاهان تلقیح شده با P. fluorescens بهطور معنیداری زیستتوده اندام هوایی بیشتری نسبت به گیاهان شاهد در تمام سطوح شوری داشتند، در حالیکه تلقیح A. chroococcum تنها در افزایش زیستتوده اندام هوایی در سطح شوری بالاتر مؤثر بود و P. putida تأثیر معنیداری بر رشد اندام هوایی نداشت. طول ریشه در تمام تیمارهای باکتریایی تحت شوری کاهش یافت. تیمار P. fluorescens در تمام سطوح شوری اثر افزایشی و معنیداری بر طول ریشه نشان داد. شاخص تحمل به نمک در گیاهان تلقیح شده با ریزوباکتریهای محرک رشد گیاه در سطوح 120 و 180 میلیمولار کلرید سدیم بهطور معنیداری بالاتر بود. اثر P. putida در بهبود محتوای کلروفیل کل نسبت به سایر گونهها معنیدارتر بود. تنش شوری باعث تولید مالون دی آلدهید (MDA) و پرولین در گیاهان تلقیح شده و غیر تلقیح شده گردید، اما تلقیح با گونههای سودوموناس بهطور قابل توجهی باعث کاهش محتوای MDA و افزایش محتوای پرولین بهویژه در تیمارهای 60 و 120 میلیمولار کلرید سدیم شد. علاوه بر این، با افزایش سطح نمک، فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و گایاکول پراکسیداز به طور قابل توجهی افزایش یافت. تلقیح با هر سه گونه ریزوباکتریهای محرک رشد گیاه باعث افزایش بیشتر فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی در تمام سطوح نمک شد. تنش شوری باعث کاهش غلظت پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم گردید و تلقیح باکتریایی بهطور معنیداری غلظت پتاسیم را تحت تنش شدید شوری افزایش داد و نسبت پتاسیم به سدیم را بهبود بخشید. نتیجهگیری: تلقیح با هر سه گونه ریزوباکتریهای محرک رشد گیاه در سطوح 120 و 180 میلیمولار کلرید سدیم منجر به بهبود شاخص تحمل به تنش شوری شیرین بیان از طریق افزایش تولید پرولین و آنزیمهای آنتیاکسیدانت و حفظ نسبت بالاتر پتاسیم به سدیم گردید. نتایج نشان میدهد که تلقیح با ریزوباکتریهای محرک رشد گیاه منتخب بهویژه گونههای سودوموناس میتواند بهعنوان ابزار مفیدی برای کاهش تنش شوری در شیرینبیان مدنظر قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
آنزیمهای آنتیاکسیدانت؛ اسمولیت؛ ریزجانداران محرک رشد؛ شوری | ||
مراجع | ||
1.Ilangumaran, G. & Smith, D. L. (2017). Plant growth promoting rhizobacteria in amelioration of salinity stress: a systems biology perspective. Front. Plant Sci. 8, 1768.
2.Dodd, I. C. & Pérez-Alfocea, F. (2012). Microbial amelioration of crop salinity stress. J. Exp. Bot. 63 (9), 3415-3428.
3.Hu, Y. & Schmidhalter, U. (2005). Drought and salinity: a comparison of their effects on mineral nutrition of plants. J. Plant Nutr. Soil Sci. 168 (4), 541-549. 4.Mittler, R. (2002). Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends in Plant Science. 7 (9), 405-410.
5.Singh, R. P. & Jha, P. N. (2016). The multifarious PGPR Serratia marcescens CDP-13 augments induced systemic resistance and enhanced salinity tolerance of wheat (Triticum aestivum L.). Plos One. 11, 6.e0155026.
6.Cordero, I., Balaguer, L., Rincon, A. & Pueyo, J. J. (2018). Inoculation of tomato plants with selected PGPR represents a feasible alternative to chemical fertilization under salt stress. J. Plant Nutr. Soil Sci. 181 (5), 694-703. 7.Salomon, M. V., Bottini, R., de Souza Filho, G. A., Cohen, A. C., Moreno, D., Gil, M. & Piccoli, P. (2014). Bacteria isolated from roots and rhizosphere of Vitis vinifera retard water losses, induce abscisic acid accumulation and synthesis of defense‐related terpenes in vitro cultured grapevine. Physiol. Plant. 151 (4), 359-374.
8.Upadhyay, S. & Singh, D. (2015). Effect of salt‐tolerant plant growth‐promoting rhizobacteria on wheat plants and soil health in a saline environment. Plant Biol. 17 (1), 288-293.
9.Khan, M. & Hemalatha, S. (2016). Biochemical and molecular changes induced by salinity stress in Oryza sativa L. Acta Physiol. Plant. 38 (7), 167.
10.Ha-Tran, D. M., Nguyen, T. T. M., Hung, S. H., Huang, E. & Huang, C. C. (2021). Roles of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) in stimulating salinity stress defense in plants: A review. Int. J. Mol. Sci. 22 (6), 3154.
11.Wang, W., Wu, Z., He, Y., Huang, Y., Li, X. & Ye, B. C. (2018). Plant growth promotion and alleviation of salinity stress in Capsicum annuum L. by Bacillus isolated from saline soil in Xinjiang. Ecotoxicol. Environ. Saf. 164, 520-529.
12.Kasotia, A., Varma, A. & Choudhary, D. K. (2015). Pseudomonas-mediated mitigation of salt stress and growth promotion in Glycine max. Agric. Res.4 (1), 31-41.
13.Jha, Y. & Subramanian, R. (2014). PGPR regulate caspase-like activity, programmed cell death, and antioxidant enzyme activity in paddy under salinity. Physiol. Mol. Biol. 20 (2), 201-207.
14.Ghadiri, H. & Bagherian, T. N. (2000). Effects of scarification and temperature on germination of licorice (Glycyrrhiza glabra L.) seeds. J. Agric. Sci. Technol. 2, 257-262.
15.Murashige, T. & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15 (3), 473-497.
16.Lichtenthaler, H. K. & Buschmann, C. (2001). Chlorophylls and carotenoids: measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy. P 431-438, In: R.E., Wrolstad, T.E. Acree, H. An, E.A. Decker, M.H. Penner, D.S. Reid, S.J. Schwartz, C.F. Shoemaker and P. Sporns (eds.), Current Protocols in Food Analytical Chemistry. Chapter F4. Chlorophylls, John Wiley and Sons, New York, NY, USA.
17.Bates, L. S., Waldren, R. P. & Teare, I. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant Soil. 39 (1), 205-207.
18.Heath, R. L. & Packer, L. (1968). Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Arch. Biochem. Biophys. 125 (1), 189-198.
19.Bacelar, E. A., Santos, D. L., Moutinho-Pereira, J. M., Lopes, J. I., Gonçalves, B. C., Ferreira, T. C. & Correia, C. M. 2007. Physiological behaviour, oxidative damage and antioxidative protection of olive trees grown under different irrigation regimes. Plant Soil. 292 (1), 1-12.
20.Chance, B. & Maehly, A. (1955). Assay of catalase and peroxidase. Methods in Enzymology, Pp: 764-775.
21.Giannopolitis, C. N. & Ries, S. K. (1977). Superoxide dismutases: II. Purification and quantitative relationship with water-soluble protein in seedlings. Plant Physiol. 59 (2), 315-318.
22.Siddikee, M. A., Glick, B. R., Chauhan, P. S., Jong Yim, W. & Sa, T. (2011). Enhancement of growth and salt tolerance of red pepper seedlings (Capsicum annuum L.) by regulating stress ethylene synthesis with halotolerant bacteria containing 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase activity. Plant Physiol. Biochem. 49 (4), 427-434. 23.Hamdia, M., Shaddad, M. & Doaa, M. M. (2004). Mechanisms of salt tolerance and interactive effects of Azospirillum brasilense inoculation on maize cultivars grown under salt stress conditions. Plant Growth Regul. 44 (2), 165-174.
24.Mayak, S., Tirosh, T. & Glick, B. R. (2004). Plant growth-promoting bacteria confer resistance in tomato plants to salt stress. Plant Physiol. Biochem. 42 (6), 565-572. 25.Rojas-Tapias, D., Moreno-Galván, A., Pardo-Díaz, S., Obando, M., Rivera, D. & Bonilla, R. (2012). Effect of inoculation with plant growth-promoting bacteria (PGPB) on amelioration of saline stress in maize (Zea mays). Appl. Soil Ecol. 61, 264-272.
26.Abdel Latef, A. A. H., Abu Alhmad, M. F., Kordrostami, M., Abo-Baker, A. B. A. E. & Zakir, A. (2020). Inoculation with Azospirillum lipoferum or Azotobacter chroococcum reinforces maize growth by improving physiological activities under saline conditions. Plant Growth Regul. 39 (3), 1293-1306.
27.Gupta, A., Rai, S., Bano, A., Sharma, S., Kumar, M., Binsuwaidan, R., Suhail Khan, M., Upadhyay, T. K., Alshammari, N. & Saeed, M. (2022). ACC Deaminase Produced by PGPR mitigates the adverse effect of osmotic and salinity stresses in Pisum sativum through modulating the antioxidants activities. Plants. 11 (24), 3419.
28.Abdelmoteleb, A. & Gonzalez-Mendoza, D. (2020). Isolation and identification of phosphate solubilizing Bacillus spp. from Tamarix ramosissima rhizosphere and their effect on growth of Phaseolus vulgaris under salinity stress. Geomicrobiol. J. 37 (10), 901-908.
29.Yoolong, S., Kruasuwan, W., Thanh Phạm, H. T., Jaemsaeng, R., Jantasuriyarat, C. & Thamchaipenet, A. (2019). Modulation of salt tolerance in Thai jasmine rice (Oryza sativa L. cv. KDML105) by Streptomyces venezuelae ATCC 10712 expressing ACC deaminase. Sci. Rep. 9 (1), 1-10.
30.Naliwajski, M. & Skłodowska, M. (2021). The relationship between the antioxidant system and proline metabolism in the leaves of cucumber plants acclimated to salt stress. Cells. 10 (3), 609.
31.Kohler, J., Hernández, J. A., Caravaca, F. & Roldán, A. (2009). Induction of antioxidant enzymes is involved in the greater effectiveness of a PGPR versus AM fungi with respect to increasing the tolerance of lettuce to severe salt stress. Environ. Exp. Bot. 65 (2-3), 245-252.
32.Signorelli, S., Coitiño, E. L., Borsani, O. & Monza, J. (2014). Molecular mechanisms for the reaction between •OH radicals and proline: insights on the role as reactive oxygen species scavenger in plant stress. J. Phys. Chem. B. 118 (1), 37-47. 33.Patel, D. & Saraf, M. (2013). Influence of soil ameliorants and microflora on induction of antioxidant enzymes and growth promotion of Jatropha curcas L. under saline condition. Eur. J. Soil Biol. 55, 47-54.
34.Bano, A. & Fatima, M. (2009). Salt tolerance in Zea mays (L). following inoculation with Rhizobium and Pseudomonas. Biol. Fertil. Soils. 45 (4), 405-413.
35.Samaddar, S., Chatterjee, P., Choudhury, A. R., Ahmed, S. & Sa, T. (2019). Interactions between Pseudomonas spp. and their role in improving the red pepper plant growth under salinity stress. Microbiol. Res. 219, 66-73.
36.Singh, R. P. & Jha, P. N. (2017). The PGPR Stenotrophomonas maltophilia SBP-9 augments resistance against biotic and abiotic stress in wheat plants. Front. Microbiol. 8, 1945.
37.Alexander, A., Singh, V. K. & Mishra, A. (2020). Halotolerant PGPR Stenotrophomonas maltophilia BJ01 induces salt tolerance by modulating physiology and biochemical activities of Arachis hypogaea. Front. Microbiol. 11, 568289.
38.Sharma, S., Kulkarni, J. & Jha, B. (2016). Halotolerant rhizobacteria promote growth and enhance salinity tolerance in peanut. Front. Microbiol. 7, 1600.
39.Karthikeyan, B., Joe, M. M., Islam, M. & Sa, T. (2012). ACC deaminase containing diazotrophic endophytic bacteria ameliorate salt stress in Catharanthus roseus through reduced ethylene levels and induction of antioxidative defense systems. Symbiosis. 56 (2), 77-86.
40.Fu, Q., Liu, C., Ding, N., Lin, Y. & Guo, B. (2010). Ameliorative effects of inoculation with the plant growth-promoting rhizobacterium Pseudomonas sp. DW1 on growth of eggplant (Solanum melongena L.) seedlings under salt stress. Agric. Water Manage. 97 (12), 1994-2000.
41.Fazal, A. & Bano, A. (2016). Role of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), biochar, and chemical fertilizer under salinity stress. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 47 (17), 1985-1993.
42.Chiboub, M., Jebara, S. H., Saadani, O., Fatnassi, I. C., Abdelkerim, S. & Jebara, M. (2018). Physiological responses and antioxidant enzyme changes in Sulla coronaria inoculated by cadmium resistant bacteria. J. Plant Res. 131 (1), 99-110.
43.Bhattacharyya, D., Yu, S. M. & Lee, Y. H. (2015). Volatile compounds from Alcaligenes faecalis JBCS1294 confer salt tolerance in Arabidopsis thaliana through the auxin and gibberellin pathways and differential modulation of gene expression in root and shoot tissues. Plant Growth Regul. 75 (1), 297-306.
44.Suarez, C., Cardinale, M., Ratering, S., Steffens, D., Jung, S., Montoya, A.M.Z., Geissler-Plaum, R. & Schnell, S. (2015). Plant growth-promoting effects of Hartmannibacter diazotrophicus on summer barley (Hordeum vulgare L.) under salt stress. Appl. Soil Ecol. 95, 23-30.
45.Krishnamoorthy, R., Kim, K., Subramanian, P., Senthilkumar, M., Anandham, R. & Sa, T. (2016). Arbuscular mycorrhizal fungi and associated bacteria isolated from salt-affected soil enhances the tolerance of maize to salinity in coastal reclamation soil. Agric. Ecosyst. Environ. 231, 233-239.
46.Masmoudi, F., Tounsi, S., Dunlap, C. A. & Trigui, M. (2021). Endophytic halotolerant Bacillus velezensis FMH2 alleviates salt stress on tomato plants by improving plant growth and altering physiological and antioxidant responses. Plant Physiol. Biochem. 165, 217-227. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 250 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 233 |