این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
تنش‌های محیطی در علوم زراعی، جلد ۱۰، شماره ۱، صفحات ۱۶۳-۱۷۱

عنوان فارسی اثر تنش ناشی از سطوح آلودگی سرب در گیاه یونجه در شرایط تلقیح با جدایه های همزیست
چکیده فارسی مقاله مقدمه نیتروژن یکی از عناصرپرمصرف مورد نیاز یونجه است، پس از تشکیل گره بر روی ریشه، گیاه قادر به تامین بخش بزرگی از نیتروژن مورد نیاز خود را از هوا می باشد. میزان تثبیت نیتروژن در یونجه حدود 60 تا 500 کیلوگرم در هکتار در سال برآورد شده است. همزیستی بین ریزوبیوم و گیاهان لگوم با تبادل سیگنال های مولکولی بین باکتری ها و ریشه گیاه آغاز می شود. گونه های گیاهی، باکتری و شرایط خاک (فلزات سنگین، دما، آب، هوادهی، مواد مغذی، شوری، نیترات، pH و غیره) عواملی هستند که در همزیستی تاثیر می گذارمی باشند.. سرب یکی از عناصر سنگین آلاینده محیط‌زیست به‌ویژه خاک‌های کشاورزی می­باشد. در اراضی زیر کشت لگوم­ها آلودگی سرب می­تواند در همزیستی بین گیاهان میزبان و باکتری‌های ریزوبیوم، تثبیت زیستی نیتروژن و درنهایت رشد و عملکرد گیا­هان لگوم اثر سوء داشته باشد. استخراج سرب و روی و فعالیتهای مرتبط در استان زنجان باعث انتشار فلزات سنگین از جمله سرب در اطراف زمین های کشاورزی شده است، هدف از این مطالعه بود بررسی اثرات آلودگی سرب بر روی یونجه همزیستی ریزوبیوم بومی استان زنجان و تثبیت نیتروژن در گیاه یونجه بود. مواد و روشها در تحقیق حاضر ریشه یونجه حاوی گره از یونجه­­زارهای چندساله اطراف کارخانه‌های سرب و روی جمع­آوری و سپس باکتری‌های ریزوبیوم خالص­سازی شدند. مقاومت جدایه ­ها به آلودگی سرب در محیط کشت حاوی مقادیر مختلف کلرور سرب بررسی گردید. حداکثر غلظت سرب که در آن غلظت رشد جدایه‌ها قابل‌مشاهده بود، برای هر­یک از جدایه‌ها محاسبه و به‌عنوان شاخص MRL منظور گردید. بر اساس نتایج اندازه‌گیری مقاومت آن‌ها به سرب و نیز میزان کارایی آن‌ها، توان جدایه ­ها در تثبیت نیتروژن در خاک آلوده به سرب تعیین و پنج جدایه­ انتخاب و در آزمون گلخانه­ای کشت یونجه (رقم همدانی) مورداستفاده قرار گرفتند. تیمارها شامل تلقیح با جدایه­های سینوریزوبیوم در پنج سطح (N6، N12، N17، N41، N51 و شاهد) و غلظت سرب در پنج سطح (صفر، 5، 25، 50 و 100 میلی­گرم سرب در کیلوگرم از منبع کلرور سرب) بودند. آزمایش گلخانه­ای کشت یونجه به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار با هدف ارزیابی اثر سرب بر گره­زایی و قدرت تثبیت نیتروژن باکتری‌های همزیست، انجام شد. بذور یونجه پس از ضدعفونی سطحی (محلول هیپوکلریت سدیم 1٪)، در انکوباتور جوانه زده شدند و سپس در گلدان کاشته شد. هر بذر با یک میلی لیتر از یک میلی لیتر سوسپانسیون باکتریهای انتخاب شده (CFU 107 در میلی لیتر) تلقیح شد. 90 روز پس از کاشت، گیاهان برداشت شده و وزن خشک بخش هوایی تعیین شد. گره ریشه مورد بررسی قرار گرفت و به عنوان طبقه بندی شده توسط وینسنت توصیف شد. محتوای نیتروژن ساقه با استفاده از روش Kjeltec و جذب نیتروژن در بخش هوایی اندازه گیری شد. نتایج و بحث همه باکتریها مورد بررسی توانستند در سیستم های ریشه یونجه گره ایجاد کنید. ارزیابی رشد جدا یه ها نسبت به شاهد در محیط حاوی غلظت های مختلف سرب نشان داد که، تعداد کمی از آنها در حداکثر غلظت سرب (500 میلی گرم سرب در لیتر) رشد کردند. شاخص MRL (حداکثر غلظت سرب که در آن جدا شده قابل مشاهده رشد داشته)، برای هر یک از جدایه ها تعیین ، سپس درصد نمونه های رشد یافته در غلظت های مختلف سرب، محاسبه شد. مقایسه میانگین اثرات متقابل جدا یه ها و سطوح سرب بر غلظت نیتروژن بخش هوایی نشان داد که با افزایش سطح سرب، در تمام جدایه ها، غلظت نیتروژن بخش هوایی کاهش یافت و این کاهش در اکثر موارد معنی داربود. بالاترین غلظت نیتروژن بخش هوایی (3.3) به شاهد (0 میلی گرم سرب در کیلوگرم و 70 میلی گرم) تعلق داشت و کمترین غلظت نیز (2.4٪) متعلق به تیمار100 میلی گرم سرب کیلوگرم و تلقیح با جدایه N6 بود. مقایسه میانگین ها نشان داد که با افزایش سطح سرب، وزن خشک بوته کاهش یافت، اما این کاهش در جدایه های مختلف متفاوت بود، بالاترین وزن خشک بخش هوایی (0.81 گرم در گلدان) به گیاهان تلقیح شده با سویه N51 در سطح 25 میلی گرم سرب کیلوگرم تعلق داشت، در حالی که کمترین آن (0.15 گرم در گلدان) به شاهد بدون تلقیح و 100 میلی گرم سرب کیلوگرم تعلق داشت. نتیجه گیری تحمل میکروارگانیسم همزیستی در برابر تنش های محیطی بیش از گیاهان میزبان آنها است. سمیت ناشی از غلظت بالای فلزات سنگین در خاک، مانع رشد و توسعه ریشه شده و مراحل اولیه همزیستی لگوم- ریزوبیوم و تبادل سیگنال های بیوشیمیایی بین آنها را مختل می کند. در مجموع 6.7 درصد از جدایه ها، بسیار مقاوم به سرب بوده و رشد آنها در محیط حاوی بالاترین غلظت سرب، هیچ تفاوتی با شاهد نداشت. در حالی که، برخی از جدایه ها قادر به رشد در محیط کشت حاوی بیش از 75 میلی گرم سرب نبودند. حدود 64 درصد از جدایه ها غلظت 25 تا 150 میلی گرم در لیتر سرب را تحمل نمودند. حدود 30 درصد از جدایه ها در محیط حاوی بیش از 300 میلی گرم سرب در لیتر، زنده ماندند. به طور کلی کاربرد سطوح مختلف سرب باعث کاهش نیتروژن گیاهان گردید و این کاهش در گیاهان تلقیح شده کمتر از شاهد بدون تلقیح بود. اگر چه تحمل یونجه در برابر تنشهای محیطی در مقایسه با باکتری های همزیستی کمتر است، با این حال، با تلقیح گیاهان میزبان توسط ریزوبیوم ها، می تواند تا حدودی آسیب ناشی از فلزات سنگین را کاهش دهد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله

عنوان انگلیسی Effect of lead pollution stress on biological nitrogen fixation of alfalfa plant
چکیده انگلیسی مقاله Introduction Nitrogen is one of the macronutrients which alfalfa required, Upon the formation of nodules on the roots, the plant obtains a large part of its required nitrogen from the air. The rate of nitrogen fixation in alfalfa is estimated about 60 to 500 kg ha-1 per year. Symbiosis between Rhizobia and legume plants begins by exchanging molecular signals between bacteria and plant root. Plant varieties, bacterial strains, soil conditions (heavy metals, temperature, water, aeration, nutrients, salinity, nitrate, pH etc.) are factors which affect the symbiosis. Lead is one of heavy metal, pollutes environment specially agricultural lands. Biological nitrogen fixation is sensitive to low concentrations of heavy metals in soil. Also the high sensitivity of the nitrogen fixation process to heavy metals, in soils contaminated with sewage sludge have been reported. Exploitation of Lead and zinc and related operation in Zanjan province released heavy metals including lead in surrounding agricultural land, So that the agricultural land where located in the vicinity of lead and zinc processing factory, are contaminated with heavy metals The aim of this study was to examine the effects of lead contamination on alfalfa symbiotic Rhizobium indigenous to Zanjan province, and nitrogen fixation in alfalfa plants. Materials and methods To isolate rhizobium native to heavy metals polluted soils, nodules bearing roots were collected from alfalfa farms of Zanjan province which located near Pb and Zn factories where soils were contaminated by heavy metals, then rhizobium bacteria were isolated. Resistance of isolates to Pb were examined using selective medium containing different concentration of Pb. To assess the relative resistance of strains to lead H.M medium was used. Different concentrations of lead (0, 25, 50 and 100 mg L-1) was added to the mentioned media as CdCl2. Considered isolates were cultured on media containing various concentration of lead as point spots. Five days after incubation at 25 ° C plates wereinspected, and based on the growth and Status and consistency of colonies compared to the control, isolates were grouped as resistant (growth as control), moderately susceptible (reduced growth as compared to control) and sensitive (no growth). For each isolates was determined as the maximum resistance level (MRL). To evaluate the ability of isolates to fixing N2 in Pb polluted soil, 5 isolates were selected based on their resistance to Pb as well symbiotic effectiveness, and then were used in green house experiment. Treatments were five sinorhizobium isolates (N6, N12، N17، N41andN51) as inoculants, and five concentrations of Pb(0, 5, 25, 50, 100 mg Pb per kg) were examined on growth of alfalfa plant. Alfalfa seed after surface sterilization (1% sodium hypochlorite solution), were germinated in incubator, and then were planted in pots. Each seed was inoculated with a milliliter of a suspension which contain selected isolates (107 cfu ml-1). 90 days after planting, plants were harvested and shoot dry weight was determined. The root nodules were evaluated and classified as described by Vincent (1982). The shoot nitrogen content was measured by Kjeltec method and the absorbed nitrogen in shoot. Results and discussion All of tested bacterial isolates could create nodules on alfalfa root systems. To evaluate the isolates resistance to lead contamination, they were cultured in media containing different concentration of lead, and then based on the growth of isolates compared with control, their resistance were evaluated. The results showed that, a few of them survived at the maximum applied concentration of lead (500 mg Pb L-1) and grew. MRL index (The maximum lead concentration where the isolates had visible growth), determined for each of isolates, then the percentage of isolates that had visible growth at different concentrations of Pb, were calculated . The Comparison interaction between isolates and lead level on shoot N concentration showed that by increasing the lead levels, in case of all inoculated isolates, decreased shoot N concentration and this reduction was significant in most cases.The highest shoot N concentration (3.3%) belonged to control (0 mg Pb kg-1 and 70 mg N treatments) and the lowest N concentration (2.4%) belonged to the 100 mg Pb kg-1 and inoculation with N6 isolate). Means comparison showed that by increasing lead levels, reduced plant dry weight, but this reduction was different in different strains, The highest shoot dry weight (0.81 g pot-1) belonged to inoculated plants with N51 strain at the level of 25 mg Pb kg-1,while the lowest (0.15 g pot-1) was observed in non-inoculated control at 100 mg Pb kg-1. Conclusion The tolerance of symbiotic microorganisms against environmental stresses is more than their host plants. Toxicity that comes from high concentrations of heavy metals in soil, inhibites root growth and development, as well disorderes early stages of legume- Rhizobium symbiosis and affects biochemical signals between them. Totally, 6.7% of isolates, including were very tolerant to lead, and their growth in media containing the highest lead, did not show any difference with control. While, some isolates were not able to grow on media containing more than 75 mg Pb L-1. About 64% of isolates tolerated concentrations of 25 to 150 mg per liter of lead. About 30% of the isolates survived in media containind up to 300 mg Pb L-1 , that is a good tolerance to lead contamination. Generally application of different levels of lead decreased shoot N content of plants, but reducing the N in inoculated plants were less than the control and nitrogen treatment. Although the tolerance of alfalfa against stresses is low compared to symbiotic bacteria, however, inoculation host plants with right rhizobia somewhat can be reduced the injury of heavy metals.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله

نویسندگان مقاله حسین بشارتی |
استاد مؤسسه تحقیقات آب وخاک کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.
سازمان اصلی تایید شده: موسسه تحقیقات آب

اسماعیل معمار کوچه باغ | memar koocheh bagh
کارشناس ارشد خاکشناسی بیولوژی خاک .


نشانی اینترنتی http://escs.birjand.ac.ir/article_539_b56160be861c103bfd32ddbd5a564d6e.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/2420/article-2420-391304.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات