عنوان

بررسی کمی و کیفی آللوکمیکال های تاج خروس وحشی در کشت توام با گندم و ارزیابی تاثیر باکتری های ریزوسفری روی آن ها

Number

پ۲۸۶۸۶

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی کمی و کیفی آللوکمیکال های تاج خروس وحشی در کشت توام با گندم و ارزیابی تاثیر باکتری های ریزوسفری روی آن ها

First Statement of Responsibility

زهرا علی زاده

Name of Publisher, Distributor, etc.

علوم طبیعی

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۶۷ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

زیست شناسی گرایش فیزیولوژی گیاهی

Date of degree

۱۴۰۱/۱۱/۱۹

Text of Note

علف¬های هرز از طریق ایجاد روابط تداخلی نظیر رقابت و دگرآسیبی (آللوپاتی) با گیاهان زراعی، منجر به كاهش كمیت و كیفیت محصولات كشاورزی میگردند. دگرآسیبی به صورت واكنش متقابل مستقیم یا غیر مستقیم بین دو گیاه یا موجود زنده از طریق تولید مواد شیمیایی (آللوکمیکال) تعریف می¬شود. آللوكمیکال¬هایی که توسط یک گیاه تولید می¬شوند ممکن است به صورت تولید مواد فرار، شستشو از برگ¬ها، ترشح از ریشه و یا تخریب اندام¬های مرده گیاه بر گیاهان مجاور اثر بگذارند. علف هرز تاج¬خروس وحشی یکی از رایج¬ترین علف¬های هرز در مزارع گندم می¬باشد، كه توانایی دگرآسیبی بالایی دارد و موجب افت عملکرد در زمین¬های زراعی می¬شود. گندم جزء گیاهان اصلی زراعی می¬باشد. كشت ارقام گندم با خاصیت دگرآسیبی می¬تواند به عنوان روشی برای كنترل علف¬های هرز استفاده شود و به این طریق از مصرف علف¬كش¬های شیمیایی كاسته شود. رشد و تولید اكثر گیاهان وابسته به تراكم است. در دگرآسیبی، با افزایش تراكم گیاه، اثر سموم رها شده به محیط كاهش می¬یابد. در مطالعه¬ی حاضر اثرات آللوپاتیک علف هرز تاج¬خروس وحشی و گیاه زراعی گندم در شرایط كشت توام بر فرآیند¬های فیزیولوژیک از جمله رشد، فعالیت آنزیم¬های آنتی¬اكسیدان هر دو گیاه و نیز تغییرات تركیبات آللوپاتیک علف هرز تاج¬خروس وحشی بررسی شده است. برای این منظور گیاهان با نسبت¬های 25:75، 50:50 و 75:25 (گندم: تاج¬خروس وحشی) و گیاهان شاهد در بستر خاک کشت داده شدند. نتایج نشان داد تراکم بالای تاج-خروس باعث کاهش رشد و افزایش فعالیت سیستم آنتی¬اکسیدانی آنزیمی گندم می¬شود. ترکیبات آللوکمیکال تنش اکسیداتیو را القا کردند که با تجمع مالون دی¬آلدئید و پراکسید هیدروژن نشان داده شد. غلظت فنل در اندام¬هوایی و ریشه¬ی گیاه گندم با افزایش حضور تاج¬خروس نسبت به عدم حضور آن به ترتیب افزایش و کاهش نشان داد. غلظت فنل کل ریشه¬ی تاج¬خروس در نسبت¬های کشت 25:75 و 75:25 تاج¬خروس به گندم افزایش معنی¬داری داشت. افزایش فعالیت آنزیم¬های کاتالاز، پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز در ریشه و اندام هوایی گندم در حضور تاج¬خروس مشاهده شد. اگر گندم تراکم بالاتری نسبت به تاج¬خروس داشته باشد عملکرد سیستم آنتی¬اکسیدانی آنزیمی، رشد گندم را بهبود می¬بخشد. تراکم بالای گندم فعالیت¬ آنزیم¬های آنتی اکسیدانی و تاج¬خروس وحشی را تحت تاثیر قرار داد. تجمع بالای پروتئین کل و قند نامحلول در ریشه¬های هر دو گیاهان نشان داد که ریشه¬ها به دلیل تماس مستقیم با ترکیبات آللوکمیکال بیشتر تحت تأثیر تنش اکسیداتیو قرار گرفتند. آلکان¬ها در آنالیز GC-MS عصاره¬ی شاهد، شناسایی شدند. با حضور گندم در نسبت¬های مختلف کشت، ترپن¬هایی مانند Linalool، Borneol، Terpinen و استرهای Lynaly acetate و Geranyl propionate از عصاره¬ی خاک ریزوسفری تاج¬خروس جداسازی گردید. باکتری¬های ریزوسفری با تخریب و تجزیه¬ی ترکیبات آللوکمیکال، اثرات سمی آن¬ها را کاهش می¬دهند. در این مطالعه کشت باکتری¬های ریزوسفری تاج¬خروس وحشی در آبشویه¬ی آن نشان داد که باکتری¬ها این ترکیبات را به عنوان منبع غذایی مصرف کردند و موجب حذف یا تغییر ترکیبات آللوکمیکال شدند و ترکیبات جدیدی نیز به محیط اضافه کردند. ترکیبات جدید تولید شده ممکن است ماهیت سمی داشته باشند. شناسایی این ترکیبات، جداسازی باکتری¬های تولید کننده آن¬ها و گسترش مطالعات روی آن¬ها راهکاری برای تولید علف¬کش¬های غیر شیمیایی می¬باشد. بیوسنتز ترکیبات ثانویه¬ی گیاهان و ترشح آن¬ها به محیط ریشه تحت تاثیرعوامل محیطی، گونه¬ی گیاه، دوره¬¬ی رشدی گیاه و جامعه میکروبی خاک قرار دارد. آنالیز GC-MS سه دوره¬ی رشدی، رویشی، بالغ و شروع گلدهی و گلدهی و بذر تغییرات کمی و کیفی ترکیبات آللوکمیکال تاج¬خروس وحشی در گیاه و ریزوسفر آن را نشان داد. بیشترین تعداد ترکیبات آللوکمیکال شامل ترپن¬ها و آلکان¬ها در دوره¬ی گلدهی و بذر به¬ دست آمد. سطح زیر منحنی ترکیبات در مرحله¬ی گیاه بالغ و شروع گلدهی بیشترین درصد را داشت. مطالعه¬ی حاضر نشان می¬دهد که اثر دگرآسیبی علف هرز تاج¬خروس وحشی بر گیاه زراعی گندم به تراکم گیاهان، جمعیت میکروبی ریزوسفر گیاه و دوره¬ی رشدی بستگی دارد. این عوامل با تغییر کمی و کیفی آللوکمیکال¬ها فرآیند دگرآسیبی را تحت تاثیر قرار می¬دهند.

Text of Note

Weeds lead to a decrease in the quantity and quality of agricultural products by creating interference relationships such as competition and allelopathy with crops. Alleopathy is a direct or indirect mutual reaction between two plants or living organisms through the production of allelochemicals. Allelochemicals produced by a plant may affect neighboring plants in the form of production of volatile substances, leaching from leaves, secretion from roots, or destruction of dead plant organs. Redroot pigweed is one of the most common weeds in wheat fields, which has a high ability of allelopathy and causes yield loss in agricultural fields. Cultivation of wheat cultivars with allelopathic properties can be used as a method to control of weeds, so reduce the application of chemical herbicides. The growth and production of most plants is dependent on density. In allelopathy, by increasing the plant density, the effect of toxins released into the environment is reduced. The present study investigated the allelopathic effects of redroot pigweed and wheat under the conditions of intercropping on physiological processes such as growth, activity of antioxidant enzymes of both plants and changes in the allelopathic compounds of redroot piweed. For this purpose, plants with ratios of 75:25, 50:50, and 25:75 (wheat: redroot pigweed) and control plants were cultivated in the soil. The results showed that the high density of redroot pigweed causes a decrease in growth and an increase in the activity of the enzymatic antioxidant system of wheat. Allelochemical compounds induced oxidative stress, which was shown by the accumulation of malondialdehyde and hydrogen peroxide. The concentration of phenol in the shoots and roots of the wheat plant increased and decreased with increasing the density of redroot pigweed compared to its absence. The content of total phenol in the roots of redroot pigweed increased significantly in the ratios of 75:25 and 25:75 of redroot pigweed to wheat. An increase in the activity of catalase, peroxidase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase enzymes was observed in the roots and shoots of wheat in the presence of redroot pigweed. If the wheat has a higher density than the redroot pigweed, the function of the enzymatic antioxidant system will improve the growth of wheat. The high density of wheat affected the activity of antioxidant enzymes of redroot pigweed. The high accumulation of total protein and insoluble sugar in the roots of both plants showed that the roots were more influenced by oxidative stress due to direct contact with allelochemical compounds. Alkanes were detected in GC-MS analysis of control extract. With the presence of wheat in different cultivation ratios, terpenes such as Linalool, Borneol, Terpinen and Linalyl acetate and Geranyl propionate were isolated from the rhizosphere soil extract of redroot pigweed. Rhizosphere bacteria reduce toxic effects of allelochemical compounds by degrading and decomposing of them. In this study, cultivation of rhizospheric bacteria of redroot pigweed in its aqueous extract showed that the bacteria consumed these compounds as a food source and caused the removal or change of allelochemical compounds and added new compounds to the environment. Newly produced may be toxic in nature. Identifying these compounds, isolating the bacteria that produce them and expanding studies on them is a way to produce non-chemical herbicides. The biosynthesis of secondary compounds of plants and their secretion into the root environment is influenced by environmental factors, plant species, plant growth stage and soil microbial community. GC-MS analysis of the three stages of growth, vegetative, mature and beginning of flowering and flowering and seeds showed the quantitative and qualitative changes of the allelochemical compounds of redroot pigweed in the plant and its rhizosphere. The highest number of allelochemical compounds, including terpenes and alkanes, was obtained in the flowering and seed stage. The peak area of the compounds was the highest percentage in the mature plant stage and the beginning of flowering. The present study indicate that the allelopathic effects of redroot pigweed on wheat depends on the density of plants, the microbial population of the plant rhizosphere and the growth stage. These factors affect the allelopathy process by changing the quantity and quality of allelochemicals.

Variant Title

Quantitative and qualitative study of redroot pigweed (Amaranthus retroflexus L.) allelochemicals in intercropping with wheat and evaluation of the effect of rhizobacteria on them

Entry Element

‏علی زاده،

Part of Name Other than Entry Element

زهرا

Relator Code

تهیه کننده

Entry Element

‏متفکرآزاد،

Entry Element

صالحی لیسار،

Entry Element

‏ غلامرضا زرینی،

Part of Name Other than Entry Element

روح اله

Part of Name Other than Entry Element

سید یحیی

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور