عنوان پایان‌نامه
بررسی برهم کنش بین باکتری محرک رشد گیاه( PGPR) و قارچ میکوریزی و زیکولار آربوسکولار بر شاخص های رشد و جذب عناصر سنگین نیکل و کادمیوم در گیاه ذرت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 3903;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44096
- تاریخ دفاع
- ۲۸ بهمن ۱۳۸۸
- استاد راهنما
- غلامرضا ثواقبی فیروزآبادی, حسینعلی علیخانی
- دانشجو
- الهام ملک زاده
- چکیده
- آلودگی خاک به فلزات سنگین مشکل عمده زیست محیطی محسوب می شود. بنابراین آگاهی در مورد آلاینده های خاک و ارائه راهکارهای مناسب جهت پالایش، ضرورتی انکارناپذیر است. پالایش زیستی با مشارکت گیاهی نسبت به سایر روش ها ارجحیت داشته و منجر به افزایش کارآیی پالایش زیستی می گردد. قارچ های میکوریزی آربوسکولار (AM) و باکتری های فراریشه محرک رشد گیاه (PGPRs) با مکانیسم های مختلف در بهبود رشد و بقاء گیاهان تحت شرایط آلوده به فلزات سنگین موثر شناخته شده اند. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر تلقیح جداگانه و توام باکتری های مقاوم و محرک رشد گیاه و قارچ میکوریزی آربوسکولار بومی مناطق آلوده در بهبود شرایط رشد و میزان جذب فلزات سنگین کادمیوم و نیکل در گیاه ذرت طی مراحل آزمایشگاهی و گلخانه ای صورت گرفت. ابتدا 52 جدایه باکتری بومی و غیر بومی مناطق آلوده طی مراحل آزمایشگاهی جداسازی، خالص سازی و شناسایی شدند. جدایه ها از نظر میزان مقاومت به فلزات سنگین کادمیوم در سطوح صفر، 100 و 200 میلی گرم در لیتر و نیکل در سطوح صفر، 250، 500، 750 و 1000 میلی گرم در لیتر مورد ارزیابی قرار گرفتند. 10 جدایه مقاوم به فلزات سنگین کادمیوم و نیکل، از نظر خصوصیات مهم محرک رشد گیاه شامل توان انحلال فسفات های نامحلول معدنی و آلی، تولید سیدروفور، IAA و آنزیم ACC- دآمیناز ارزیابی شدند. دو جدایه شماره 105 (Bacillus mycoides) و 159 (Micrococcus roseous) مقاوم به فلزات کادمیوم و نیکل با خصوصیات محرک رشد گیاه نظیر توان تولید فیتوهورمون اکسین، آنزیم ACC- دآمیناز و سیدروفور جهت آزمون گلخانه ای به عنوان سویه های برتر انتخاب شدند. کشت گلخانه ای شامل دو آزمایش مستقل بود که در شرایط یکسان و به طور همزمان و دوره سه ماهه اجرا گردید. در آزمون گلخانه ای، تاثیر تیمارهای مایه زنی گیاه ذرت با دو جدایه باکتری Bacillus mycoides و Micrococcus roseous و قارچ میکوریزی گلوموس موسه بر کادمیوم در سه سطح صفر، 100 و 200 میلی گرم در کیلوگرم و نیکل، در سه سطح صفر، 250 و 500 میلی گرم در کیلوگرم ، به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار اجرا شد. با افزایش سطح کادمیوم و نیکل، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، نسبت وزن خشک اندام هوایی به ریشه، میزان کلروفیل، سطح برگ، غلظت و جذب عناصر آهن و فسفر اندام هوایی به طور معنی داری کاهش یافت. غلظت کادمیوم و نیکل قابل استخراج خاک، غلظت و جذب کادمیوم و نیکل به اندام هوایی و ریشه افزایش یافت. همچنین با افزایش سطح کادمیوم و نیکل تعداد اسپورهای قارچ گلوموس موسه افزایش، ولی درصد کلنیزاسیون ریشه به ترتیب افزایش و کاهش یافت. تلقیح توام باکتری های محرک رشد گیاه باعث افزایش جذب و غلظت عناصر کادمیوم و نیکل در اندام هوایی و ریشه گردید. تلقیح جداگانه قارچ گلوموس موسه بیشترین اثر مثبت را بر رشد و جذب فسفر به اندام هوایی داشت. تلقیح توام باکتری Micrococcus roseous با قارچ گلوموس موسه باعث افزایش جذب آهن در خاک آلوده به کادمیوم و نیکل در مقایسه با سایر تیمارها گردید. با توجه به نتایج این پژوهش تلقیح توام باکتری های محرک رشد گیاه و مقاوم به کادمیوم و نیکل با قارچ گلوموس موسه می تواند در جذب و انتقال فلزات سنگین کادمیوم و نیکل به ریشه و اندام هوایی گیاه ذرت تحت شرایط تنش فلزات سنگین مفید و موثر باشد.
- Abstract
- Soil pollution with heavy metals is considered as a major environmental problem. Therefore, knowledge about soil pollutants and providing suitable solutions for remediation, is necessary. Plant-assistant bioremediation is preferred to the other methods and causes increasing of remediation efficiency. Arbuscular mycorrhiza fungi (AM) and plant growth promoting rhizobacteria (PGPRs) are known to influence plant growth and survival by different mechanisms in heavy metal contaminated soils. The purpose of this research was the evaluation of single and coinoculation effects of stimulus-resistant bacteria and contaminated areas indigenous arbuscular mycorrhiza fungus on growth improvement and absorption of Cd and Ni in corn through laboratory and greenhouse procedures. Fifty tow indigenous and non-indigenous bacteria strains of contaminated soils were isolated, purified and identified. Isolates resistance to cadmium at rates 0, 100 and 200 mg l-1 and nickel at 0, 250, 500, 750 and 1000 mg l-1 were evaluated. Ten resistant isolates to Cd and Ni were evaluated in the plant growth promoting characteristic, including release of insoluble phosphate, Siderophore production, IAA and ACC-deaminase enzyme. The isolates 105 (Bacillus mycoides) and 159 (Micrococcus roseous) were resistant to Cd and Ni accompanied with plant growth promoting characteristic such as production of Indole acetic acid, ACC-deaminase enzyme and Siderophore were selected as superior strains for greenhouse test. Greenhouse experiment included two independent stages that were conducted simultaneously during a three-month period. The effect of inoculation treatments with two isolate bacteria Bacillus mycoides, Micrococcus roseous and Glomus mosseae fungus in three levels of cadmium (0, 100 and 200 mg kg-1) and three levels of nickel (0, 250 and 500 mg kg-1), in a factorial completely randomized block design with three replications were conducted. Dry weight of shoot and root, dry weight of shoot ratio to root, chlorophyll content, leaf area, concentration and absorption of iron and phosphorus were significantly decreased along with increasing the level of cadmium and nickel. Soil extractable Cd and Ni, as well as cadmium and nickel absorption of the roots and shoots were increased. The number of Glomus mosseae spores were increased as the Cd and Ni contents increased, however the percentage of root colonization increased and decreased respectively. Coinoculation of plant growth promoting bacteria and Glomus mosseae increased the concentration and absorption of Cd and Ni in shoots and roots. Single inoculation of Glomus mosseae had the most positive effect on the growth and phosphorus shoot uptake. Coinoculation of Micrococcus roseous with Glomus mosseae increased the iron absorption in Cd and Ni contaminated soil compared with other treatments. The results of this study illustrated that, coinoculation of resistant plant growth promoting rhizobacteria to cadmium and nickel with Glomus mosseae can be useful and effective in absorption and translocation of Cd and Ni heavy metals in root and shoot of corn, under the stress condition of heavy metals.
