عنوان پایان‌نامه
بررسی فعالیت هسته یخ در برخی قارچ ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی‌کشاورزی-بیماری‌شناسی‌گیاهی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48651
- تاریخ دفاع
- ۰۸ آذر ۱۳۸۸
- دانشجو
- طاهره سیفی
- استاد راهنما
- حشمت اله امینیان
- چکیده
- سرما و یخبندان گسترش جغرافیایی و رشد فصلی بسیاری محصولات را تعیین کرده و می توانند یکی از دلایل عمده کاهش محصولات کشاورزی باشند. برای تشکیل یخ در طبیعت بایستی هسته یخ به عنوان مبنای شروع یخ زدگی وجود داشته باشد تا ملکول های آب به آن چسبیده و کریستال های یخ شکل بگیرد. هسته های یخ یا منشاء بیولوژیکی (Heterogeneous) یا منشاء غیر بیولوژیکی (Homogeneous) دارند. برخی از باکتری ها به عنوان مهم ترین عوامل هسته های بیولوژیکی یخ عمل کرده و در غیاب آن گیاهان طی مکانیسمی تحت عنوانsupercooling قادر به مقاومت در مقابل سرمازدگی تا دمای 10- درجه سلسیوس نیز می باشند. در مورد قارچ ها تحقیقات نشان داده است که برخی گونه های قارچی چه در طبیعت و چه جدا شده از بدن حشرات و چه بیمارگر قادرند فعالیت هسته یخ داشته باشند. هدف از این پژوهش بررسی فعالیت هسته یخ در برخی جنس های قارچی بود. هم چنین بین خصوصیت هسته یخ قارچی و باکتریایی در شرایط دمایی، گرمایی، زمانی و غلظت های مختلف سوسپانسیون های قارچی مقایسه ای انجام شد. با به کار بردن روش تست هسته یخ در لوله، دو گونه قارچ (جدایه13) Fusarium avenaceum و (جدایه 49) F. acuminatum و باکتری (جدایه 31)sp. Pseudomonas به عنوان میکروارگانیزم های دارای فعالیت هسته یخ انتخاب شده و مراحل بعدی آزمایش با روش انجماد قطره (Droplet freezing method) بر روی آن ها انجام گردید. نتایج روش انجماد قطره نشان داد که فعالیت هسته یخ (جدایه 31) Pseudomonas sp. در مقایسه با قارچ ها در دمای بالاتری فعال است و قارچ (جدایه13) F. avenaceum نیز نسبت به(جدایه 49) F. acuminatum دارای فعالیت هسته یخ قوی تری می باشد. گرم ترین دمایی که فعالیت هسته یخ میکروارگانیزم های مورد آزمایش آغاز می شود برای (جدایه 31) Pseudomonas sp. با غلظت CFU/ml 108 برابر 2- درجه سلسیوس و برای (جدایه13) F. avenaceum و (جدایه 49) F. acuminatum هر دو با غلظت 2 میلی گرم بر میلی لیتر به ترتیب 4- و 5- درجه سلسیوس است. آزمایشات نشان داد که فعالیت هسته یخ با کاهش دما، افزایش می یابد که این خصوصیت در هر سه میکروارگانیزم مورد آزمایش مشابه بود و آزمایش ها بین دمای 4- تا 9- درجه سلسیوس انجام شد. افزایش مدت زمان قرار دادن سوسپانسیون های مورد آزمایش در معرض دمای یخ زدن، باعث افزایش فعالیت هسته یخ می گردد. این ویژگی نیز در هر سه میکروارگانیزم مورد آزمایش مشابه بود. تیمار های زمانی به کار رفته در این پژوهش 5، 10، 15، 20، 25 و 30 دقیقه بود. با افزایش غلظت سوسپانسیون های قارچی نیز میزان فعالیت هسته یخ افزوده شد. در آزمایش ها از غلظت های 1، 2، 5 و 10 میلی گرم بر میلی لیتر استفاده شد. تیمار های گرمایی 23، 30، 40، 50، 60، 70، 80 و 90 درجه سلسیوس مورد آزمایش قرار گرفتند به این ترتیب که سوسپانسیون های قارچی یا باکتریایی به مدت 10 دقیقه در هر تیمار قرار گرفته و پس از سرد کردن سریع آن ها تا 20 درجه سلسیوس، تست انجماد قطره انجام گرفت. نتایج بیان گر آن بود که با افزایش گرما توانایی هسته یخ کاسته می شود ولی کاهش محسوس این توانایی در باکتری (جدایه 31) Pseudomonas sp. در دمای بالای 30 درجه سلسیوس و در مورد قارچ های (جدایه13) F. avenaceum و (جدایه 49) F. acuminatum در دمای بالای 60 درجه سلسیوس مشاهده گردید. نتایج آماری بررسی تاثیر دو قارچ (جدایه13) F. avenaceum و (جدایه 49) F. acuminatum در سرمازدگی گیاهچه های گندم نشان داد که گیاهچه های گندم رشد یافته در خاک آلوده با هر یک از دو قارچ مذکور در مقایسه با گندم های کشت شده در خاک استریل زمانی که در معرض شوک سرمایی (به مدت 15 دقیقه در دمای 6- درجه سلسیوس) قرار بگیرند به صورت معنی داری بیش تر دچار سرمازدگی و مرگ می گردند، لازم به ذکر است که تفاوت بین تاثیر جدایه 13 قارچ F. avenaceum و جدایه 49 قارچ F. acuminatum در سرمازدگی گیاهچه های گندم معنی دار نبود. دانستن خصوصیات فعالیت هسته یخ از جنبه های مختلف حائز اهمیت است از جمله برای کنترل بیولوژیک حشرات و آفات انباری، کاربرد آن در بیوتکنولوژی و حتی می تواند به عنوان ابزاری در شناسایی گونه های فوزاریوم استفاده شود.
- Abstract
- Cold and chilling restrict the geographical spread and the seasonal growth of many crops and they are among important declining factors of agricultural productions. Ice nucleation is necessary for the start of freezing in nature as it helps the H2O molecules join to each other to form ice crystal. Ice nucleation have biological (Heterogeneous) or non-biological (Homogeneous) origins. Some bacteria function as the most important biological ice nuclei. In the absence of these bacteria, plants can tolerate chilling as low as -10ْْ C employing supercooling mechanism. It was shown that some insect associated bacteria or plant bacterial pathogens can act as ice nucleators. The objective of this research was the investigation of Ice nucleation activity in some fungi species. In addition the ability of Ice nucleation activity was compared between fungi and bacteria at different conditions of temperature, heat, time and inoculum density. Tube nucleation test was carried out for two Fusarium species i.e. Fusarium avenaceum (isolate 13) and F. acuminatum (isolate 49) and the bacterium Pseudomonas sp. (isolate 31). The INA+ cultcures were then subjected to droplet freezing method. The ice nucleation activity of Pseudomonas sp. (isolate 31) was observed at higher temperatures compared to both fungi. Also F. avenaceum (isolate 13) had a stronger ice nucleation activity than F. acuminatum (isolate 49) . The highest temperature in which the ice nucleus making starts was -2ْْ C for Pseudomonas sp. (isolate 31) at concentration of 108 CFU/ml. This was -4 and -5ْ C for both F. avenaceum (isolate 13) , F. acuminatum (isolate 49) at similar concentration of 2 mg/ml respective. To demonstrate the ice nucleus making function was increasing with the decrease of temperature, an experiment was conducted with different temperatures ranging -4 to -9ْ C. The same results were shown in increasing the time duration of suspension exposure to freezing temperature. The time factor levels in this experiment were 5, 10,15,20,25 and 30 minutes. The third factor was inoculom density. With increasing the fungal suspension concentration the Ice nucleation activity were increased. The concentrations were used contain of 1, 2, 5 and 10 mg/ml. Heat treatments of 23,30,40,50,60,70,80 and 90ْ C were tested in this experiment. Both fungi and bacteria suspension were put in each heat degree and then after quick cooling to 20ْ C the tests of droplet freezing were conducted. The results showed that with the increase of heat degree the ability of ice nucleation activity decreased. This decrease was significant for Pseudomonas sp. (isolate 31) over 30ْْ C while it was significant for F. avenaceum (isolate 13) and F. acuminatum (isolate 49) over 60? C. And finally, in vivo experiment was conducted to investigate the effect of F. avenaceum (isolate 13) and F. acuminatum (isolate 49) on freezing resistance of wheat seedlings. The statistics analyses showed that when the seedlings grown in the fungal-infested soil pre-treated with a cold shock (15 minutes in -6 ْ C) had significantly higher rate of freezing, then the non-treated soils. There was no significant difference between F. avenaceum (isolate 13) and F. acuminatum (isolate 49) considering the freezing rate of wheat seedlings.
