در ارتباط با کاربرد باکتریهای محرک رشد گیاه در گیاهان کشت بافتی گزارشهای اندکی موجود است. لارابرو و همکاران (2007) دو باکتری محرک رشد گیاه شامل آزوسپریلیوم برازیلنس و ازتوباکترکروکوم را در کشت بافت گیاه فوتینیا در مرحله ریشهزایی بکار بردند. باکتری A. brasilense اثرات مثبتی بر روی زمان ریشهدهی، وزن خشک و تر ریشه و وزن خشک و تر گیاه داشت. درحالیکه A. chroococcum اثر معنیداری بر روی خصوصیات گیاه نداشت. استفاده از باکتری Pseudomonas در گیاهچههای حاصل از کشتبافت سیبزمینی باعث بهبود تعداد ریشه (19-24 درصد)، وزن خشک ریشه (21-44 درصد) و طول ساقه (28-26 درصد) شد (فرومل و همکاران ، 1991). تلقیح گیاهچههای ایجاد شده از طریق کشت بافت در گیاهان مختلف با قارچ مایکوریزا باعث توسعه سیستم ریشهای، افزایش کارایی فتوسنتز، بهبود جذب آب و مواد غذایی، کاهش عوامل بیماریزا و کاهش اثرات تنشهای محیطی شد (کاپور و همکاران ، 2008). روسو و همکاران (2008) مشاهده نمودند Azospirillum brasilenceاثرات مفیدی بر ریشهزایی و سازگاری گیاه گلابی دارد. کاربرد این باکتری باعث بهبود وزن ریشه، فعالیت ریشه، رشد گیاه و حمایت گیاه در برابر بیماری ریشه شد.
2– 2 سوابق استفاده از PGPR در کشاورزی
باکتریهای PGPR در زمینههای مختلفی از جمله کشاورزی، صنایع غذایی و غیره کاربرد داشتهاند. در ادامه به بررسی چند نمونه از تحقیقاتی که در زمینه کشاورزی درباره این موضوع انجام شده است پرداخته میشود.
در یک دهه گذشته کودهای بیولوژیک به طور گسترده به عنوان نهادههای بوم سازگار به کار برده میشوند که سبب کاهش استفاده از کودهای شیمیایی، بهبود وضعیت حاصلخیزی خاک برای افزایش تولید گیاه که با فعالیت بیولوژیک آنها در ریزوسفر همراه است، میشوند. گروهی از باکتریایی که دارای قابلیت همیاری با گیاه هستند متعلق به جنسهای آزوسپیریلوم، ازتوباکتر، سودوموناس و باسیلوس میباشند (سلوسه و همکاران، 2004). امروزه به تثبیت بیولوژیکی نیتروژن از طریق باکتریهای همیار آزادزی از جمله آزوسپیریلوم و ازتوباکتر در بوم نظامهای کشاورزی توجه ویژهای معطوف شده است (تیلاک و همکاران، 2005)، باکتریهای جنس ازتوباکتر و آزوسپیریلوم در محیط ریشه گیاه توانایی ساخت و ترشح مقداری مواد بیولوژیکی فعال مانند ویتامینهای B، اسیدهای نیکوتینیک، اسید پنتوتنیک، بیوتین، اکسینها، جیبرلینها و غیره دارند که در افزایش جذب ریشه نقش مفید و موثری دارند (کادر، 2002). باکتریهای حلکننده فسفات گروهی از ریزموجودات را در بر میگیرند که قادرند فسفر نامحلول در خاک را به فرم قابل دسترس گیاه تبدیل کنند. از مهمترین گونههای این خانواده میتوان به سودوموناس و باسیلوس اشاره کرد (تیلاک و همکاران، 2005)، گونههای مختلف جنس سودوموناس از طریق سازوکارهای مختلفی از جمله تولید سیدروفورها، سنتز آنتیبیوتیکها، تولید هورمونهای گیاهی، افزایش جذب فسفر توسط گیاه، تثبیت نیتروژن و سنتز آنزیمهایی که مقدار اتیلن در گیاه را تنظیم میکنند، سبب تحریک رشد گیاه میگردند (عبدلالجلیل و همکاران، 2007).
شاندرسکر و همکاران (2005)، افزایش طول ریشه را بر اثر تلقیح با آزوسپریلوم و ازتوباکتر همراه با کاربرد اوره گزارش کردند. همچنین تیلاک و سینک (1988)، گزارش کردند باکتری Azspirillum lipoferum رشد ریشه را در ارزن مرواریدی افزایش داد. همچنین در مطالعهای که توسط سمیران و همکاران (2010) بر روی لوبیا انجام گرفت، گزارش کردند که طول ریشههای لوبیا و گیاه Abelmoschus esculentus، در حضور ورمیکمپوست افزایش یافت.
در تحقیقی که توسط داوودیفرد و همکاران (1391) درباره بررسی اثر تنش شوری بر پایداری غشاء سیتوپلاسمی، میزان کلروفیل و اجزاء عملکرد در گندم تلقیح شده با باکتریهای محرک رشد و اسیدهیومیک، بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج در سال 1389 اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شاهد، باکتریهای ازتوباکترکروکوم، آزوسپیریلوم لیپوفروم، تلقیح بذر با باکتری سودوموناس پوتیدا و همچنین اثرمتقابل تیمارهای باکتریایی با شوری صورت گرفت. نتایج نشان داد اثر متقابل تلقیح بذر با باکتریهای محرک رشد و مصرف اسیدهیومیک در زمان اعمال تنش شوری بر عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی، تعداد سنبلچه و کلروفیل b وa معنیدار بود. بیشترین عملکرد دانه از تیمار تلقیح بذر با باکتری ازتوباکتر کروکوم و عدم مصرف اسیدهیومیک و اعمال تنش شوری 75 میلیمولار بدست آمد، بیشترین میزان عملکرد بیولوژیکی از تیمار تلقیح بذر با باکتری سودوموناس پوتیدا و مصرف اسیدهیومیک و اعمال تنش شوری 75 میلیمولار حاصل گردید. بیشترین تعداد سنبلچه در بوته از تیمار تلقیح بذر با باکتریهای محرک رشد به صورت محلول و مصرف اسیدهیومیک و عدم اعمال تنش شوری بدست آمد، ضمن آنکه بیشترین میزان کلروفیل a و bنیز از تیمار تلقیح بذر با باکتری آزوسپیریلوم لیپوفروم و مصرف اسیدهیومیک و اعمال تنش شوری 75 میلیمولار به دست آمد.
تحقیقی توسط قاسمینژاد و همکاران (1391) به منظور بررسی اثر محرکهای باکتریایی بر رشد گیاه و شوری بر جوانهزنی بذر میخک انجام شد. آزمایش براساس طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار و دو سطح انجام گرفت. سطح اول شامل باکتریهای (شاهد، سودوموناس، آزوسپیریلوم) و سطح دوم شامل مقادیر مختلف شوری (0، 5، 12 و 15 دسیزیمنس) بود. نتایج نشان داد که با افزایش شوری تا 5 دسی زیمنس کاهش زیادی در اکثر مولفههای رشد مشاهده شد. از طرف دیگر با مقایسهی اثرات متقابل مشخص شد که لقاح دانه با آزوسپیریلوم بیشترین جوانهزنی را دارا بود. با استناد به نتایج حاصله میتوان نتیجه گرفت که این گیاه کاملاً به شوری حساس بوده و لقاح دانه با باکتری آزوسپریلیوم نسبت به بقیه فاکتورها بهتر بود، اما نمیتوان به نتیجه مطلوب دست یافت.
پژوهشی توسط صدرزاده آقاجانی و همکاران (1391)، به منظور بررسی اثرات باکتریهای محرک رشد و قارچ تریکودرما بر ویژگیهای رشدی، محتوی کلروفیل و غلظت نیتروژن تحت آلودگی به کادمیوم اجرا شد. آزمایش گلخانهای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 9 تکرار انجام شد. تجزیه آماری دادهها نشان داد که تمامی صفات مورفولوژیک مورد بررسی (زیست توده کل گیاه، وزن تر برگ، طول گلآذین، تعداد ساقه و گل آذین فرعی) به طور معنیداری تحت تأثیر کادمیوم قرار گرفت. با افزایش سطوح آلودگی، تلقیح با باکتری از کاهش تعداد گلآذین کمتری نسبت به عدم تلقیح برخوردار بود (به ترتیب 26/88 و 58/69 درصد). حضور تریکودرما سبب افزایش حدود 6/59 درصدی تعداد ساقه فرعی در مقایسه با عدم حضور آن نسبت به سطح شاهد شد. همچنین برهمکنش معنیداری بین باکتری و تریکودرما با کادمیوم محیط بر محتوی کلروفیل برگ، غلظت نیتروژن ریشه و اندام هوایی در سطح احتمال 1 درصد وجود داشت، به طوری که باکتری توانست از اثرات سمی کادمیوم محیط کاسته و محتوی کلروفیل برگ و غلظت نیتروژن ریشه را در مقایسه با عدم تلقیح آن (به ترتیب 4/47 و 99/55 درصد) افزایش دهد، اما در اندام هوایی تنها در سطح شاهد بر غلظت نیتروژن موثر بود. تریکودرما نیز بر غلظت نیتروژن ریشه تأثیرگذار بوده و توانست با افزایش سطوح کادمیوم خاک، غلظت نیتروژن را 49/37 درصد در مقایسه با عدم حضور آن افزایش دهد. در مجموع به نظر میرسد کاربرد کودهای بیولوژیک حاوی میکروارگانیسمهای باکتریایی و قارچ تریکودرما، بر بهبود برخی مولفههای رشدی و فیزیولوژیک ریحان موثر بوده و میتوان امیدوار بود که با تداوم تحقیقات به گامهای عملی در استفاده از میکروارگانیسمها برای رفع آلودگی محیطی دست یافت.
مطالعهای توسط گروسی و همکاران (1391) به منظور بررسی تاثیر ورمیکمپوست، کمپوست زباله شهری و باکتریهای محرک، روی برخی از خصوصیات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه دارویی زوفا (Hyssopus officinalis) بصورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل: شاهد، کمپوست زباله شهری در سه سطح (0 ، 12، 24 و 36 گرم در هر گلدان)، باکتری محرک رشد (0، 20 میلی لیتر در گلدان) و ورمیکمپوست (0، 12 گرم در هر گلدان) بودند. متغیرهای اندازهگیری شده شامل وزن تر، وزن خشک اندامهای هوایی، سطح برگ، میزان کلروفیل بودند. نتایج نشان داد کلیه تیمارها در سطح احتمال یک و پنج درصد معنیدار شدند. بیشترین میزان وزن خشک اندامهای هوایی) 86/9، 78/8 و 8/25 گرم( به ترتیب مربوط به تیمار توام 36 گرم کمپوست زباله شهری همراه باکتری، 36 گرم کمپوست زباله شهری همراه باکتری و ورمیکمپوست و 96 گرم کمپوست زباله شهری همراه ورمیکمپوست بود. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین سطح برگ) 32/98 و 88/86 سانتیمترمربع (به ترتیب مربوط به تیمارهای توام کمپوست سطح سوم زباله شهری، باکتری و کمپوست سطح سوم زباله شهری، باکتری و ورمیکمپوست مشاهده شد. به طوریکه در تیمار شاهد کمترین سطح برگ (57/43 سانتیمترمربع) مشاهده شد، که البته با تیمارهای ورمیکمپوست، باکتری، سطح اول کمپوست زباله شهری، سطح دوم کمپوست زباله شهری، سطح سوم کمپوست زباله شهری به تنهایی و تیمار توام باکتری، ورمیکمپوست اختلاف معنیداری مشاهده نشد. همچنین نتایج نشان داد که بالاترین میزان کلروفیل (76/68 و 51/65) به ترتیب مربوط به تیمارهای توام کمپوست سطح سوم زباله شهری، باکتری و کمپوست سطح سوم زباله شهری، ورمیکمپوست و باکتری بود.
حاجباقری و همکاران (1391)، نقش میکوریز Glomus mosseae و اسیدسالیسیلیک را بر خصوصیات بیوشیمیایی گیاه دارویی ریحان سبز (Ocimum basilicum L.) در شرایط تنش شوری مطالعه کردند. تاثیر قارچ میکوریز Glomus mosseae و اسیدسالیسیلیک (2/0 میلیمولار) بر مقاومت گیاه دارویی ریحان سبز نسبت به شوری ناشی از کلریدسدیم (75 و 150 میلی مولار) مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که شوری باعث کاهش میزان آغشتگی ریشه گیاهان تلقیح شده با Glomus mosseae، افزایش مقدار پرولین اندام هوایی و قند احیاکننده اندام هوایی و ریشه در گیاه ریحان سبز شد، که نشاندهنده آسیب ناشی از تنش شوری و فعال شدن مکانیسم دفاعی در این شرایط است. در پیش تیمار گیاهان با غلظت 2/0 میلیمولار سالیسیلیک اسید و در تلقیح گیاهان با قارچ میکوریز مقدار پرولین و قند احیاکننده در اندام هوایی و ریشه افزایش یافت. در مجموع نتایج نشان داد که اثر تلقیح گیاهان با میکوریز نسبت به اسیدسالیسیلیک باعث ایجاد مقاومت بهتری در گیاه ریحان سبز نسبت به تنش شوری میگردد.
در تحقیقی دیگر توسط میرزائیان و همکاران (1391)، کشت گیاه ریحان سبز (Ocimum basilicum) تلقیح شده با دو گونه قارچ میکوریز Glomus mosseae و Glomus intraradices تحت تنش آلومینیوم بررسی شد. در این مطالعه امکان تاثیر قارچهای میکوریزی Glomus mosseae وGlomus intraradices بر مقاومت گیاه ریحان سبز نسبت به آلومینیوم ناشی از کلریدآلومینیوم (0، 25 و 50 میلیمتر) در شرایط کشت هیدروپونیک مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش آلومینیوم باعث افزایش میزان وزن تر ریشه و وزن تر و خشک اندام هوایی گیاه ریحان سبز شد و در گیاهان تلقیح شده با قارچ میکوریزی وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه افزایش بیشتری پیدا کرد .همچنین طول ریشه با آلومینیم کاهش نشان داد، اما در مورد تلقیح گیاه با قارچ افزایش طول ریشه بوجود آمد .
در تحقیقی که توسط فرجزاده (1390) با هدف آنالیز مقایسهای پروتئوم برگ گیاه کلزا تلقیح شده با باکتریهای محرک رشد انجام شد، اثر کاربرد مایه تلقیح چهار سویه باکتری‎های افزاینده رشد گیاه شامل ازوتوباکتر کروئوکوکوم،‏ آزوسپیریلوم لیپوفروم،‏ آزوسپیریلوم برازیلنس و پسودوموناس فلورسنس بر میزان تجمع و بررسی الگوی تسهیم ماده خشک اجزای بوته و شاخص برداشت دورگ‎های دیررس ذرت 700،‏ 704 و دورگ امیدبخش B73×K18آزمایشی اجرا گردید. نتایج نشان داد که به جز وزن خشک گل تاجی و پوشش بلال،‏ سایر ویژگی‎های مورد بررسی تحت تأثیر اثر متقابل سال،‏ دورگ‎ها و PGPR قرار گرفتند و بالاترین وزن خشک بوته،‏ برگ،‏ ساقه،‏ و چوب بلال و بیشترین وزن خشک بلال،‏ دانه و شاخص برداشت در سال دوم به ترتیب به دورگ SC704 و دورگ SC700 تلقیح شده با باکتری‎های سه جنس مربوط بوده است. همچنین در هر سه دورگ در دو سال آزمایش تیمار تلقیح بذر با باکتری‎های سه جنس بیشترین تأثیر بر تسهیم ماده خشک داشت.
در آزمایش کشاورزی و همکاران (1389) تأثیر کودهای زیستی و شیمیایی بر خصوصیات ریشه درمنه خزری (طول ریشه، وزن تر و خشک ریشه و میزان آب موجود در ریشه) در مرحلهی بعد از گلدهی با هدف مطالعه اثر باکتریها مورد ارزیابی قرار گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل کود شیمیایی (نیتروژن و فسفر) در چهار سطح و کود زیستی در چهار سطح [عدم کوددهی، نیتروکسین (حاوی باکتریهای محرک رشد ازوتوباکتر و آزوسپیریلوم)، بیوفسفر (حاوی باکتریهای محرک رشد باسیلوس و سودوموناس) و کود ورمیکمپوست] بود. نتایج نشان داد که استفاده از کودهای بیولوژیک، همچنین افزایش سطوح مختلف کودهای شیمیایی (نیتروژن و فسفر) تأثیر معنیداری در ویژگیهای مورد بررسی داشت. بررسی مقایسه میانگینها نشان داد که کاربرد کودهای بیولوژیک منجر به افزایش معنیداری در تمامی صفات مورد نظر شد و در بین کودهای بیولوژیک، تیمار ورمیکمپوست بیشترین تأثیر را نسبت به تیمار عدم استفاده از کودهای بیولوژیک (شاهد) داشت.
در آزمونی که توسط حبیبی و همکاران (1389)، در ارتباط با بررسی اثر تنش شوری بر روی بیومارکرهای بیوشیمیایی در گندم تلقیح شده با باکتریهای محرک رشد (ازتوباکترکروکوم، آزوسپریلوم لیپوفروم، سودوموناس پوتیدا) و اسیدهیومیک اجرا شد، تیمارهای آزمایشی شامل اسیدهیومیک در دو سطح (شاهد و اسیدهیومیک) و سطح شوری در سه سطح (شاهد، شوری پایین به میزان 75 میلیمولار و شوری بالا به میزان 150 میلیمولار)، استفاده از میکروارگانیسم در پنج سطح (شاهد، تلقیح بذر با باکتری آزوسپریلیوم لیپوفروم، تلقیح بذر با باکتری ازتوباکترکروکوم، تلقیح بذر با باکتری سودوموناس پوتیدا، تلقیح بذر با باکتری آزوسپریلیوم لیپوفروم، ازتوباکترکروکوم و سودوموناس پوتیدا به صورت ترکیبی) بود. نتایج نشان داد اثر متقابل تلقیح بذر با باکتریهای محرک رشد و مصرف اسیدهیومیک در زمان اعمال تنش شوری بر عملکرد دانه، مالون دی آلدئید دی تیروزین و دی هییدروکسی گوانوزین معنیدار بود. بیشترین عملکرد دانه از تیمار تلقیح بذر با باکتری ازتوباکترکروکوم و عدم مصرف اسیدهیومیک و اعمال تنش شوری 75 میلیمولار بدست آمد.
در تحقیقی که حسنآبادی و همکاران (1391) بر روی اثر تلقیح باکتری تثبیتکننده نیتروژن و حلکننده فسفات بر عملکرد در گیاه جو (Hordeum vulgare L.) انجام دادند، شاخصهای جذب نیتروژن در گیاه جو تحت سطوح مختلف نیتروژن بررسی شد. عوامل آزمایشی شامل، کود شیمیایی نیتروژن از منبع اوره در 4 سطح، باکتری آزوسپیریلوم لیپوفروم در 2 سطح، باکتری سودوموناس فلورسنس در 2 سطح بود. نتایج نشان داد سطوح مختلف نیتروژن و تلقیح باکتری آزوسپیریلوم و سودوموناس هر یک، بر عملکرد دانه، عملکرد کاه، عملکرد نیتروژن، نیتروژن دانه و کل نیتروژن جذبی گیاه دارای اثر معنیدار بودند و اثر متقابل باکتری آزوسپیریلوم بررسی اثر تلقیح باکتری تثبیتکننده نیتروژن و حلکننده فسفات بر عملکرد تحت سطوح مختلف، شاخصهای جذب نیتروژن در گیاه جو و سودوموناس تنها بر عملکرد دانه و عملکرد کاه به ترتیب در سطح آماری 1% و 5% تفاوت معنیدار نشان دادند. براساس نتایج این آزمایش تلقیح باکتری آزوسپیریلوم به همراه 225 کیلوگرم کود نیتروژن با کاهش مصرف 25% کود شیمیایی نیتروژن عملکرد دانه (5191 کیلوگرم در هکتار) به میزان 3/30 افزایش داد و تلقیح هریک از باکتریها به تنهایی و یا همراه با سطوح مختلف کودی بر اکثر صفات کمی و کیفی این آزمایش اثر مثبت و معنیدار نشان دادند.
در پژوهشی نقش تلقیح مضاعف باکتریهای آزوسپریلوم و سودوموناس در بهبود جذب عناصر غذایی در ذرت، اثرات منفرد و دوگانه سویههای باکتری آزوسپیریلوم و سودوموناس بر رشد گیاه و جذب عناصر غذایی ذرت به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی بررسی گردید (نظارت و غلامی، 1388). عامل اول سویههای مختلف باکتری آزوسپریلیوم و عامل دوم سویههای مختلف باکتری سودوموناس بود. نتایج نشان داد تیمارهای آزمایش وزن خشک کل بوته، وزن خشک بلال، وزن خشک دانه، وزن صد دانه و تعداد دانه در هر بوته ذرت را در مقایسه با شاهد به طور معنیداری افزایش داد. میزان جذب عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن، روی و مس نیز به طور معنیداری با کاربرد باکتریهای محرک رشد افزایش یافت. همچنین نتایج آزمایش نشان داد که تلقیح توأم باکتریها در مقایسه با کاربرد منفرد هر یک از آنها موثرتر بود.

مطلب مرتبط :   پایان نامه درمورد نرم افزار و شبیه سازی

فصل سوم
مواد و روشها
3 – 1 محل انجام آزمایش
گیاه پپرومیا در گلخانه سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران واقع در تهران نگهداری شده و مطالعات در آزمایشگاه کشت بافت گروه تولیدات گیاهی پژوهشکده کشاورزی انجام گرفت.
3 – 2 تهیه گیاه مادری
گیاه پپرومیا جهت نمونهبرداری در گلخانه سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران تحت شرایط نور، آب و مواد غذایی مناسب نگهداری شده، ریزنمونهها از گیاه جدا شده و به آزمایشگاه منتقل شدند. در انتخاب ریزنمونهها دقت به منظور انتخاب ریزنمونههای سالم و عاری از بیماری و یا آسیبدیدگی به عمل آمد.
3-3 تهیه و واکشت سویههای باکتریایی