عنوان

جداسازی باکتری‌های بیوفیلمی از خاک و بررسی تاثیر مایه‌زنی آنها بر تعدیل اثر تنش خشکی در گندم در شرایط دیم,‮‭Isolation of biofilm bacteria and their inoculation effects on alleviating drought stress of wheat in dryland conditions‬

شماره

‭۱۹۴۶۱پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

جداسازی باکتری‌های بیوفیلمی از خاک و بررسی تاثیر مایه‌زنی آنها بر تعدیل اثر تنش خشکی در گندم در شرایط دیم

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Isolation of biofilm bacteria and their inoculation effects on alleviating drought stress of wheat in dryland conditions‬

نام نخستين پديدآور

/اسماعیل کریمی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۷‬

نام توليد کننده

، میرزائی

نام خاص و کميت اثر

‮‭۱۶۴‬ص‬

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

علوم خاک گرایش بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۷/۰۳/۰۹‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

باکتری‌صهای تشکیل دهنده‌صی بیوفیلم از این ویژگی برای مقاومت در برابر شرایط نامساعد محیطی مانند کم‌صآبی بهره برداری می‌صکنند .اگر چه مقاومت به خشکی در اغلب باکتریها دیده می‌صشود، اما تشکیل بیوفیلم در این شرایط ویژگی مهمی محسوب می‌صگردد .لذا چنانچه بتوان از این دسته، باکتری‌صهایی با خصوصیات محرک رشدی مطلوب برای گیاه با این ویژگی پیدا نمود، می‌صتوان از آنها در امر کشت گیاهان بهره برداری نمود .بنابراین به‌منظور مطالعه این باکتری‌ها، ‮‭۵۰‬ نمونه ریزوسفری از ریشه‌صی گیاهان گرامینه علفی غیرزراعی در شرایط سخت تهیه شد و پس از تهیه سوسپانسیون در شرایط آزمایشگاهی روی محیط کشت ‮‭TSA‬ کشت گردیده و باکتری‌ها خالص سازی شدند .نتایج نشان داد که بیش از ‮‭۹۰‬ درصد باکتری‌صهای به‌دست آمده توانایی تشکیل بیوفیلم را دارا بوده و می‌توانند در پنج گروه روشناور، چسبندگی زیاد، چسبندگی متوسط، چسبندگی ضعیف و بدون قابلیت چسبیدن تقسیم‌صبندی شوند .ارزیابی تنوع ژنتیکی باکتری‌صهای موثر جداسازی شده نشان داد که به شش جنس مختلف باکتریایی تعلق دارند، اما بالغ بر ‮‭۸۰‬ درصد آنها از جنس باسیلوس هستند .نتایج ارزیابی مقاومت به کم‌صآبی روی ‮‭۶۴‬ جدایه از ‮‭۱۳۰‬ جدایه جداسازی شده با قدرت بالای تشکیل بیوفیلم با روش سوربیتول مشخص نمود که در پتانسیل ماتریک‮‭۵/۲‬ - مگاپاسکال تمامی جدایه‌صها قادر به فعالیت و رشد بودند .از نظر ویژگی‌صهای محرک رشدی تمامی جدایه‌صها قادر به تولید هورمون اکسین در محدوده‮‭۶۵‬ -صفر میلی‌صگرم بر لیتر بوده، ‮‭۹۶‬ درصد از جدایه‌ها قادر به تخریب‮‭۱‬ -آمینو سیکلوپروپان کربوکسیلیک اسید و تولید آلفا کتو بوتیریک اسید تا ‮‭۱۴/۲‬ میکرومول در ‮‭۳۶‬ ساعت بودند .توانایی انحلال فسفر بین ‮‭۲/۱‬ تا ‮‭۲۵۱‬ میلی‌صگرم بر لیتر و قدرت آزادسازی پتاسیم از کانی مسکوویت در آنها بین ‮‭۹۰‬ تا ‮‭۱۷۵‬ میلی‌صگرم بر لیتر متغیر بود .در ادامه سه باکتری از باسیلوسها با قدرت تشکیل بیوفیلم بالا و مقاوم به خشکی با خصوصیات مطلوب‮‭PGP‬ی انتخاب شده و به منظورارزیابی تاثیر آنها بر خصوصیات فیزیولوژیکی، فعالیت آنزیمهای آنتی‌صاکسیدان، عملکرد و اجزای آن در دو رقم متحمل و نیمه متحمل به تنش خشکی گندم تحت شرایط رطوبتی نرمال و تنش کم‌صآبی، آزمایشی به‌صصورت فاکتوریل درقالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با ‮‭۳‬ تیمار تنش آبی) به ترتیب‮‭۳۰‬ ، ‮‭۵۰‬ و ‮‭۷۰‬ درصد تخلیه رطوبتی آب قابل استفاده(، ‮‭۲‬ رقم) چمران به عنوان رقم متحمل به تنش کم‌صآبی و کوهدشت به عنوان رقم نیمه متحمل به تنش کم-آبی (و ‮‭۴‬ سطح تلقیحی باکتری) بدون باکتری و سه نوع مختلف ‮‭PGPR‬ شامل‮‭۱- B. atrophaeus ۱۶‬،‮‭Bacillus sp. ۳۸‬ - ‮‭۲‬و‮‭۱) - B. atrophaeus ۵۴‬با ‮‭۳‬ تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه مراغه اجرا گردید .نتایج نشان دادند که ‮‭۳‬ باکتری مذکور می‌صتوانند حتی در شرایط نرمال رطوبتی ‮‭(۳۰‬ درصد تخلیه رطوبتی آب قابل استفاده (بر خصوصیات فیزیویولوژیکی و اجزای عملکرد گندم تاثیرگذار باشند .در شرایط تنش رطوبتی متوسط ‮‭(۵۰‬ درصد تخلیه رطوبتی آب قابل استفاده (باکتری‌صها توانستند بطور متوسط باعث افزایش ‮‭۸/۹‬ درصدی پایداری غشا، کاهش ‮‭۴۹‬ درصدی غلظت مالون دی‌صآلدیید، کاهش ‮‭۹/۱۱‬ درصدی پراکسید هیدروژن، افزایش ‮‭۱۱‬ درصدی فعالیت سوپراکسید دیسموتاز، کاهش ‮‭۲۴‬ درصدی فعالیت کاتالاز، افزایش ‮‭۴/۸‬ درصدی آنزیم گلوتاتیون اس‌صترانسفراز شوند .در شرایط تنش رطوبتی شدید ‮‭(۷۰‬ درصد تخلیه رطوبتی آب قابل استفاده (در اثر تلقیح باکتریایی میزان مالون دی آلدئید‮‭۴۹‬ درصد کاهش، ‮‭۳/۳۷‬ درصد افزایش در پایداری غشا، ‮‭۵/۳‬ درصد افزایش در میزان پراکسید هیدروژن و ‮‭۵۳‬ درصد افزایش در فعالیت سوپر اکسید دیسموتاز ، ‮‭۲۰‬ درصد افزایش در فعالیت آنزیم کاتالاز و ‮‭۸/۲‬ درصد کاهش در فعالیت گلوتاتیون اس ترانسفراز مشاهده گردید .به نظر می‌صرسد که در اثر تغییر میزان فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان و رفتارهای فیزیولوژیک گیاه ناشی از تلقیح باکتری‌صها تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه و شاخص برداشت که عوامل مهمی در میزان عملکرد اقتصادی دانه گندم به شمار می‌صروند نسبت به شاهد هر تیمار رطوبتی افزایش پیدا کنند که نهایتا با در نظر گرفتن عملکرد دانه در گلدان مایه‌صزنی باکتری‌صهای‮‭B. atrophaeus ۱۶‬ - ‮‭۱‬و‮‭B. atrophaeus ۵۴‬ - ‮‭۱‬برای رقم کوهدشت و‮‭Bacillus sp. ۳۸‬ - ‮‭۲‬برای رقم چمران مناسب‌صترین باکتری‌صها به شمار می‌صروند .نتایج مطالعات میکروسکوپی با میکروسکوپ کونفوکال نشان داد که این باکتری‌صها به خوبی می‌صتوانند ریشه گیاه را کلنیزه نموده و بیوفیلم تشکیل دهند .همچنین روند کلنیزاسیون ریشه گندم در باکتریهای مختلف متفاوت بود

متن يادداشت

Biofilm-forming ability of some bacteria makes them tolerant against adverse environmental conditions such as water deficit stress. Although drought tolerance is seen in most of bacteria, but biofilm forming ability is an important feature. Therefore, it will be good idea to study on the biofilm forming bacteria and their application in plant cultivation. In this study, 50 rhizospheric soil samples were taken from non-agronomy herbaceous grasses in harsh environments. After preparation of soil suspension it was cultured in TSA medium and bacterial isolates were purified. The results showed that more than 90 of the bacteria have the ability to form biofilm and can be classified into five groups comprising pellicle, strongly adherent, moderately adherent, weakly adherent and non- adherent. Evaluation of the genetic diversity of isolated bacteria showed that they are belong to 6 different bacterial species, but over 80 of them were belonging to the Bacillus genus. The results of drought resistance evaluation on 64 high strength biofilm forming isolates (among 130 isolates) with sorbitol assay showed that all of them are able to grow in -2.5 MPa (-25 bar). In terms of growth stimulation, all isolates were able to produce auxin in the range of 0-65 mgL-1, 96 of isolates were able to degrade 1-amino-cyclopropane carboxylic acid and produce alpha-keto-butyric acid up to 14.2 mol per 36 hr. The ability to dissolve phosphate from 1.2 to 251 mgL-1 and the ability to release potassium from the muscovite mineral varied between 90 and 175 mgL-1. Three bacteria were selected based on highly biofilm formation ability, toleratance to drought stress and higher plant growth promoting (PGP) ability, including B. atrophaeus 16-1, Bacillus sp. 38-2 and B. atrophaeus 54-1. We evaluated their effects on wheat growth in terms of physiological characteristics, antioxidant enzymes activity and yield components. Two wheat cultivars as tolerant and semi-tolerant to water deficit conditions were selected. this experiment was conducted as factorial completely randomized design in greenhouse conditions with three replications. Three treatments comprising water deficit stress (30, 50 and 70 of available water depletion), wheat cultivars (Koohdasht as drought tolerant and Chamran as semi-tolerant) and bacterial inoculation (without bacteria and three bacterial species mentiond above). The results showed that bacterial inoculations can affect physiological characteristics and yield components of wheat, even under normal moisture condition (30 available water depletion). In moderately water deficit stress (50 available water depletion) the bacteria increased membrane stability by 9.8 , decreased malondi-aldehyde content by 49 , declined hydrogen peroxide by 11.9 , increased of superoxide dismutase activity by 11 , decreased in catalase activity by 24 and enhanced glutathione-s-transferas activity by 4.4 . Under severely stressed conditions (70 available water depletion), bacterial inoculation reduced malondialdehyide content by 49 , increased membrane stability by 37.3 , hydrogen peroxide by 3.5 , super oxide dismutase by 53 , catalase activity by 20 but decrease of glutathione-s transferas by 2.8 . It seems that due to changes in antioxidant enzymes activity and plant physiological characteristics as a result of bacterial inoculations, the number of seeds per spike, 1000-seed weight and harvest index were increased in water stress conditions, which are important factors in the grain yield of wheat. Finally with considering the seed yield per pot, B. atrophaeus 16-1, and B. atrophaeus 54-1 for Kohdasht and Bacillus sp. 38-2 are the most suitable bacteria for Chamran cultivar. The results of microscopic studies on root biofilm, showed that these bacteria can colonise plant roots very well and form biofilm. Also, the pattern of colonization of wheat root was differed among the bacteria

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Isolation of biofilm bacteria and their inoculation effects on alleviating drought stress of wheat in dryland conditions‬

مستند نام اشخاص تاييد نشده

کریمی، اسماعیل

مستند نام اشخاص تاييد نشده

Karimi, Esmaeil

مستند نام اشخاص تاييد نشده

علی‌اصغرزاد، ناصر، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

نیشابوری، محمد رضا، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

اسفندیاری، عزت اله، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی