جداسازی میکروارگانیسمصهای خاکزی تجزیه کننده پاراکوات و بنومیل و توان آنها در تجزیه این آفتصکشصها
First Statement of Responsibility
/سیده شمسی هاشمی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
تبریز: دانشگاه تبریز ، دانشکده کشاورزی ، گروه خاک
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۴۰ص
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
علوم خاک
Date of degree
۱۳۹۱/۰۴/۰۴
Body granting the degree
تبریز: دانشگاه تبریز ، دانشکده کشاورزی ، گروه خاک
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
مصرف آفت کشها علاوه بر کنترل آفات، بیماریها و علف های هرز، باعث آلودگیهای خاک، آب و هوا میشود .از بین سموم مصرفی، قارچکش بنومیل و علف کش پاراکوات از پرمصرفترین آفت کشصهای شیمیایی در دنیا و ایران میباشند .بنومیل و پاراکوات سموم نسبتا پایدار با نیمه عمر بالا بوده که ماندگاری و انباشتگی بسیار زیادی در خاک ها دارند و آلودگیهای خطرناک زیست محیطی را بهصدنبال دارند .روش های متفاوتی جهت پاک سازی آنها وجود دارد .اما در این میان، استفاده از روش زیست پالایی بسیار مورد توجه بوده است .این پژوهش با هدف جداسازی و شناسایی میکروارگانیسمصهای خاکزی توانا در تجزیه زیستی بنومیل و پاراکوات انجام شد .آزمایش برای هر آفت کش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی انجام شد .در آزمایش اول به-منظور جداسازی میکروراگانیسمهای تجزیهصکننده آفت کشصهای فوق از محیط کشت معدنی مایع فاقد هرگونه ماده آلی و غنی شده با آفت-کش های بنومیل و پاراکوات با غلظت) mg/L ۵۰ با چهار تکرار (و) mg/L ۱۰۰ در محیط کشت جامد با چهار تکرار (استفاده شد .بدین صورت که بعد از تهیه سری های رقت از نمونه های خاک مورد آزمایش، از رقت۱۰ - ۳و۱۰ -۳یک میلیصلیتر به محیط کشت معدنی مایع انتقال داده شد و پس از سپری شدن زمان انکوباسیون لازم از سوسپانسیون میکروبی بهدست آمده، حجم مشخصی به محیط کشت معدنی جامد برده شد و غربالگری اولیه باکتری ها دراین محیط انجام پذیرفت .در مرحله بعد، از سوسپانسیون میکروبی کلنی های رشد یافته به محیط کشت معدنی مایع با غلظت mg/L۶۰ از هر آفت کش در حضور و عدم حضور گلوکز)) w/v)۱ با پنج تکرار (اضافه شدند .سپس بنومیل و پاراکوات باقی مانده با استفاده از روش اسپکتروفتومتری اندازه گیری شدند .در آزمایش دوم جهت تعیین کمی پتانسیل ایزوله های جداسازی شده، غلظت هایmg/L۰ ،۲۵ ،۵۰ ،۷۵ ، ۱۰۰ از بنومیل و پاراکوات و شاهد ها) بدون باکتری (در محیطصکشت معدنی مایع در حضور و عدم حضور گلوکز) با سه تکرار (انجام شد .در نهایت با روش های بیوشیمایی و مولکولی (۱۶S rRNA) دو باکتری .SH۱ Streptomyces sp و Bacillus endophyticus SH۲ برای بنومیل و دو باکتری .SH۱ Streptomyces sp و Achromobacter xylosoxidans SH۴ برای پاراکوات شناسایی شدند .نتایج آماری نشان داد که درصد تجزیه در غلظت هایmg/L۰ ،۲۵ ،۵۰ ،۷۵ ، ۱۰۰ از بنومیل در عدم حضور گلوکز در نمونه های بدون باکتری) شاهد (به ترتیب ۰، ۲۸/۴ ، ۸۲۷/۷ ، ۵۶۷/۸ و ۷۵/۱۱ و در حضور گلوکز به ترتیب ۰ ، ۸۲۷/۱ ، ۰۱۳/۴ ، ۲۸۷/۵ و ۹۳۳/۷ که شامل تجزیه شیمیایی می-باشد .مقدار های تجزیه در غلظت های فوق الذکر در باکتری .SH۱ S. sp در عدم حضور گلوکز به ترتیب ۰، ۱۳۳/۶۰ ، ۵۲۷/۴۷ ، ۲۶۳/۳۹ و ۳۶/۳۰ بوده و در حضور گلوکز به ترتیب ۰ ، ۹۷۳/۹۰ ، ۵۳۳/۷۴ ، ۶۳ و ۳۲۳/۴۹ بود .بهصهمین ترتیب در باکتری B. endophyticus SH۲ در عدم حضور گلوکز درصد تجزیه به ترتیب ۰، ۲۹۳/۴۹ ، ۷۳۳/۴۱ ، ۳۴۳/۳۳ و ۰۱۳/۲۵ و در حضور گلوکز به-ترتیب ۰ ، ۸۲۷/۸۰ ، ۲۷۳/۶۹ ، ۲۰۷/۵۱ و ۵۷۳/۴۰ بود، که حضور گلوکز باعث افزایش معنیصدار در درصد تجزیه بنومیل توسط .SH۱ S. sp و B. endophyticus SH۲ شده است .درصد تجزیه در غلظتصهایmg/L۰ ،۲۵ ،۵۰ ،۷۵ ، ۱۰۰ از پاراکوات در عدم حضور گلوکز در نمونه های بدون باکتری) شاهد (بهصترتیب ۰، ۴ ، ۸۶۷/۳ ، ۳۳/۱ و ۱ و در حضور گلوکز به ترتیب ۰ ، ۸۶۷/۱ ، ۰۶۷/۲ ، ۵۲۷/۰ و ۳/۰ به دست آمد .مقدار تجزیه پاراکوات در همین غلظت ها در باکتری .SH۱ S. sp در عدم حضور گلوکز به ترتیب ۰، ۳۳۳/۵۱ ، ۴۷ ، ۷/۴۰ و ۱/۲۹ و در حضور گلوکز به ترتیب ۰ ، ۵۳۳/۹۰ ، ۳۳۳/۷۴ ، ۳۳/۵۷ و ۲/۴۵ بود .در باکتری A. xylosoxidans SH۴نیز در عدم حضور گلوکز به ترتیب ۰، ۴/۴۷ ، ۶۶۷/۴۰ ، ۲/۳۱ و ۸۳۳/۲۴ و در حضور گلوکز به ترتیب ۰ ، ۵۳۳/۸۱ ، ۲۶۷/۷۰ ، ۲۲/۵۰ و ۶۶۷/۳۹ تجزیه حاصل شد که در این موذد نیز حضور گلوکز باعث افزایش معنی دار درصد تجزیه پاراکوات توسط .SH۱ S. sp وA. xylosoxidans SH۴ شده است .برطبق نتایج آزمایش باکتری .SH۱ S. sp نسبت به باکتری B. endophyticus SH۲ در حضور و عدم حضور گلوکز درصد بیشتری از بنومیل را تجزیه کرده است و باکتری .SH۱ S. sp نسبت به باکتری A. xylosoxydans SH۴ درصد بیشتری از پاراکوات در حضور و عدم حضور گلوکز تجزیه میصکند.۰۱/۰ >p))
Text of Note
Pesticides are usually used for control of weeds and plant diseases or pests, which in turn cause soil, water and air pollutions. Among these, benomyl as fungicide and paraquat as herbicide are frequently used all over the world as well as in agricultural lands of Iran. Both pesticides with relatively higher half life, persist in soil for a long time and lead to accumulation of these pollutants in soil by about thousands ton, annually. Bioremediation using capable soil microorganisms is environmentally friendly tool for pesticides removal from soil. This study was aimed to isolate and identified the efficient benomyl and paraquat degrading microorganisms from soil. Experimental design for each pesticide was conducted as factorial CRD with four replications. Soil samples were collected from arable lands of East Azerbaijan province, Iran. In experiment 1, benomyl and paraquat degrading bacteria were enriched in liquid mineral medium containing 50 mg.L-1 benomyl or paraquat as carbon source. The media were inoculated with one ml of 10-2 and 10-3 soil dilution. Bacterial suspensions were then streaked (100 L) on mineral solid media containing 100 mg L-1 benomyl or paraquat for final screening. Isolated microorganisms were inoculated to liquid mineral medium containing 60 mg L-1 benomyl or paraquat in the presence or absent of glucose ( 1 w/v) with five replications. After shaking-incubation at 25 C for two weeks, the amount of remaining pesticides were measured spectrophotometrically. In experiment 2, five levels (0, 25, 50, 75 and 100 mg L-1) of each pesticides in the presence or absence of glucose ( 1 w/v) in liquid mineral medium were inoculated with efficient microbes (obtained from Exp.1) and kept in shaker-incubator at 25 C for two weeks and the amount of remaining pesticides were measured spectrophotometrically. Two efficient isolates for benomyl and two efficient for paraquat degradation were subjected to the biochemical tests and 16S rRNA sequencing. The isolates were identified as Streptomyces sp. SH1 and Bacillus endophyticus SH2 for benomyl, and Streptomyces sp. SH1 and Achromobacter xylosoxidans SH4 for parauat. Benomyl degradation by these bacteria were 47 and 41 without glucose, and 70 and 60 with glucose, respectively. Percentage of benomyl degradation in non-bacterial controls and absence of glucose were 0, 4.28,7.83, 8.57, 11.75 and in the presence of glucose, 0, 1.83, 4.01, 5.29, 7.93 in media containing 0, 25, 50, 75 and 100 mg L-1 benomyl, respectively. Streptomyces sp. SH1 as efficient benomyl degrading bacterium could degrade 0, 60.13, 47.53, 39.26, 30.36 without glucose and 0, 90.97, 74.53, 63.0 with glucose in above mentioned levels of benomyl, respectively. Accordingly, the percent of benomyl degradation by Bacillus endophyticus SH2 were 0, 49.29, 41.73, 33.34, 25.01 without glucose and 0, 80.83, 69,27, 51.21, 40.57 with glucose. Benomyl degradation was markedly enhanced by both bacteria in the presence of glucose compared to the glucose free treatment. In the case of paraquat, its degradation in non-bacterial controls were 0, 4, 3.8, 1.3, 1 without glucose and 0, 1.8, 2.1, 0.5, 0.3 with glucose in media containing 0, 25, 50, 75 and 100 mg L-1 paraquat, respectively. The percent of paraquat degradation by Streptomyces sp. SH1 was 0, 51.33, 47.0, 40.7, 29.1 without glucose and 0, 90.53, 74.33, 57.33, 45.2 with glucose. In media inoculated with A. xylosoxidans SH4 the amount of paraquat degradation were 0, 47.4, 40.66, 31.2, 24.83 without glucose and 0, 81.53, 70.26, 50.22, 39.66 with glucose, respectively. As in the case of benomyl, glucose had stimulus effect on degradation of paraquat by both SH1 and SH4 strains. Results revealed that, Streptomyces sp. SH1 was the most efficient bacterium in degradation of benomyl and paraquat. Moreover, glucose as sole source of carbon increased degradation potential of both bacteria (P<0.01).