زیست شناسی خاک
سال:1396 | دوره:5 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

آنزیم لاکاز از گروه مهمترین آنزیم هایی است که در سال های گذشته به سبب توانایی آن در اکسید کردن ترکیب های گوناگون و آلاینده های محیطی پایدار، نگاه بسیاری را در زمینه زیست بهسازی به سوی خود جلب کرده است. با نگاه به پایداری کم و هزینه های ساخت و فراوری بالای آنزیم ها، بی جنب سازی آنها بر رویه نگهدارنده ها می تواند راهی شایسته در راستای افزایش پایداری کارکرد آنزیم باشد. برای بررسی برهم کنش لاکاز گرفته شده از قارچ ترامتس ورسیکالر (Trametes versicolor) با کانی های مونتموریلونیت و زئولیت سه آزمایش جداگانه در قالب طرح کاملا تصادفی با دو تکرار در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. آزمایش ها به ترتیب شامل چهار سطح pH (5، 6، 7 و 8)، نه سطح دمایی (4 و 80-10 درجه سانتیگراد) و هفت سطح زمان انکوباسیون (صفر، 1، 2، 5، 10، 20 و 30 روز) بودند. بر پایه آزمایش نخست، بالاترین اندازه جذب آنزیم بر رویه های کانی های بررسی شده در 5=pH دیده شد و با افزایش pH، جذب آنزیمی کاهش یافت. در آزمایش دوم، بالاترین اندازه فعالیت نسبی برای لاکاز آزاد در دمای 20 درجه سانتیگراد، برای لاکاز بی جنب شده بر مونتموریلونیت در دماهای 80 و 4 درجه سانتیگراد و برای لاکاز بی جنبش شده بر زئولیت در دماهای 4 و 70 درجه سانتیگراد بود. لاکاز بی جنبش شده پایداری خوبی را در برابر دماهای پایین و بالا نشان داد. در آزمایش سوم، بالاترین اندازه فعالیت نسبی (100 درصد) برای لاکاز بی جنبش شده بر مونتموریلونیت و زئولیت در زمان انکوباسیون 20 روز و برای لاکاز آزاد در زمان 5 روز دیده شد. برپایه این پژوهش، بی جنبش سازی پیامد شایسته ای را بر پایداری فعالیت آنزیم لاکاز نشان داد.

باکتری های همزیست با ریشه بقولات از ریشه گیاهان یونجه (.Medicago sativa L)، نخود (.Cicer arietinum L) و یونجه زرد (.Melilotus officinalis L) رشد کرده در خاک های آلوده به آرسنیک در جنوب شرقی استان کردستان جداسازی گردید. جدایه ها براساس خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی متعلق به جنس Rhizobium و Ensifer تشخیص داده شد. وجود سیستم مقاومتی به آرسنیک، سیستم ars، با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن arsC بررسی و به اثبات رسید. نرخ رشد جدایه ها در محیط کشت YEMB به اضافه غلظت های 400 – 100 میلی مولار آرسنات بررسی گردید. سویه های جدا شده از یونجه (AB1، AB3)، نخود (PA2، PC2) و یونجه زرد (YA1) توانائی تحمل 350 میلی مولار آرسنات را داشتند. همچنین سویه های AB1، PA2 و YA1 توانائی تحمل غلظت 400 میلی مولار آرسنات را داشتند. به منظور بررسی تاثیر آلودگی به آرسنیک بر روی رابطه همزیستی یونجه و نخود با باکتری های ریزوبیا و میزان رشد گیاهان، آزمونی در قالب بلوک های کاملا تصادفی در سه تکرار و در پنج غلظت آرسنیک (100، 75، 50، 10 و صفر میلیگرم بر کیلوگرم خاک) و با تلقیح یا بدون تلقیح دو سویه باکتری، AB1 و PA2 انجام گردید. وزن خشک و وزن تر ریشه و اندام های هوائی یونجه و نخود با افزایش غلظت آرسنیک در خاک کاهش یافت. نتایج نشان داد که وزن خشک و وزن تر ریشه و اندام های هوائی هر دو گیاه در بوته های تیمار شده توسط سویه های باکتری بصورت معناداری بالاتر از فاکتورهای مشابه در گیاهان تلقیح نشده با باکتری بود. براساس نتایج بدست آمده سویه های AB1 و PA2 با توانائی مقاومت به غلظت های بالای آرسنیک به همراه گیاهان همزیست می توانند جهت پالایش خاک های آلوده به آرسنیک مورد استفاده قرار گیرند.

تهیه ورمی کمپوست یکی از مهمترین ابزارها برای بازیافت کودهای آلی و تبدیل آن ها به کود بیولوژیک است. بررسی مورد نظر در جهت تعیین بهترین بستر جهت پرورش کرم خاکی گونه آیزینا فتیدا (Eisenia .foetida) در یک طرح کاملا تصادفی در 10 تیمار و چهار تکرار در یک دوره سه ماهه در بسترهای مختلف کود دامی اسبی و گوسفندی به همراه بقایای کاه گندم و یونجه در نسبت های حجمی مختلف (25، 50، 75 و 100) در سال 1392 در دانشگاه گنبد کاووس انجام شد (تیمارهای کودی گنگ است نسبت ها ذکر نشده است). در این تحقیق وزن کرم بالغ، جوان، نوزاد، وزن کوکون و وزن نهایی کرم خاکی آیزنیا فتیدا و نرخ رشد وزنی، نرخ رشد ویژه تعداد نوزاد به ازای مولد و نرخ بازماندگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی تجزیه واریانس نشان داد که بین تیمارها از نظر افزایش وزن کرم بالغ، جوان، نوزاد و وزن کرم نهایی و شاخص های رشد غیر از نرخ بازماندگی اختلاف معنی دار وجود داشت. بیشترین وزن کرم بالغ در تیمار کود گوسفندی و بقایای یونجه به نسبت 50 به 50 (نسبت حجمی) مشاهده گردید و بیشترین وزن کرم جوان در تیمار کاه به همراه کود گوسفندی به نسبت 25 به 75 حاصل شد. همچنین بیشترین وزن نوزاد کرم و وزن نهایی کرم ها در تیمار کاه به همراه کود گوسفندی به نسبت یک به یک به دست آمد. در مجموع نتایج حاصل نشان داد که تیمار کود گوسفندی به همراه بقایای کاه و یونجه بیشترین افزایش وزن کرم خاکی را به دنبال داشت.

اگزو پلی ساکاریدهای مترشحه از باکتری ها دارای نقش مهمی در مقاومت باکتری ها در مقابل تنش ها از جمله شوری می باشند. این مطالعه با هدف جداسازی و شناسایی باکتری های شورزی با بیشترین توان تولید اگزو پلی ساکارید از خاک و بررسی میزان تولید اگزو پلی ساکارید در غلظت های مختلف نمک انجام گردید. نمونه های خاک مورد نظر بر محیط نوترینت آگار دارای 5% نمک کشت شد. از میان باکتری های شورزی، کلونی های موکوئیدی با قدرت رشد در حضور بیشترین غلظت نمک به عنوان کلونی مولد اگزو پلی ساکارید انتخاب و مقدار اگزوپلی ساکارید تولیدی هر کدام از جدایه ها در غلظت 5% نمک تعیین و سویه برتر مورد شناسایی قرار گرفت. ماهیت اگزو پلی ساکارید سویه برتر با استفاده از تکنیک FTIR و مقدار اگزو پلی ساکارید تولیدی در غلظت های بالاتر نمک نیز با روش آنترون تعیین گردید. در طیف مادون قرمز اگزوپلی ساکارید سویه مورد نظر پیک های جذبی مربوط به ترکیبات کربوهیدراتی از جمله بی گلوکان، همچنین گروه-های الکل، فنول، کربوکسیلیک اسید، کربونیل و آلکین مشاهده شد و تولید اگزوپلی ساکارید توسط جدایه فوق به طور معنی داری (P<0.05) همراه با افزایش نمک، افزایش یافت. بر اساس نتایج سویه ای با توان رشد در محیط 25 % نمک و تولید 0.168 g/L اگزوپلی ساکارید در مدت 24 ساعت به عنوان سویه برتر انتخاب شد و بر اساس توالی 16s rDNA به عنوان سیتروباکتر فروندی سویه ATHM38 با شماره دسترسی KX553903 در پایگاه NCBI ثبت گردید.

به منظور بررسی رشد و عمکرد گندم در شرایط دیم، آزمایشی مزرعه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام در سال زراعی 93-1392 اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل عامل رقم گندم در دو سطح (کراس سبلان و ساجی) و عامل منابع کودی در هشت سطح شامل: 1- عدم مصرف کود شیمیایی فسفر، 2- 100 درصد کود شیمیایی فسفر، 3- باکتری سودوموناس پوتیدا (سویه 168)، 4- قارچ فانیلی فورمیس موسه، 5- باکتری سودوموناس پوتیدا+قارچ فانیلی فورمیس موسه، 6- باکتری سودوموناس پوتید+قارچ فانیلی-فورمیس موسه + 50 درصد کود شیمیایی فسفر، 7- باکتری سودوموناس پوتیدا + 50 درصد کود شیمیایی فسفر و 8- قارچ فانیلی فورمیس موسه + 50 درصد کود شیمیایی فسفر بودند. نتایج این پژوهش نشان داد که اثر رقم و منابع کودی بر وزن خشک سنبله، وزن خشک ساقه، میزان کلروفیل a و b، وزن خشک ریشه، مجموع طول ریشه، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، طول دوره پرشدن دانه، سرعت پر شدن دانه، انتقال مجدد ماده خشک و میزان فتوسنتز جاری معنی دار بود. رقم ساجی دارای بیشترین سرعت پر شدن دانه، انتقال ماده خشک از ساقه، سنبله و فتوسنتز جاری بود. کود زیستی در شرایط دیم دارای اثر مثبت و معنی داری بر طول پرشدن دانه، سرعت پر شدن دانه، انتقال مجدد ماده خشک و میزان فتوسنتز جاری داشت، به طوری که در بین تیمارهای منابع کودی، قارچ فانیلی فورمیس موسه + 50 درصد کود شیمیایی فسفر بیشترین طول دوره پرشدن دانه، سرعت پر شدن دانه، انتقال مجدد ماده خشک، میزان فتوسنتز جاری، میزان کلروفیل a و b، وزن خشک ریشه، مجموع طول ریشه و نیتروژن برگ را دار بود. نتایج این تحقیق نشان داد که در شرایط کشت گندم دیم در ایلام که گیاه با تنش های آخر فصلی (خشکی و دما) مواجه می گردد، بنایراین گندم دیم رقم ساجی و قارچ فانیلی فورمیس موسه + 50 درصد کود شیمیایی فسفر به دلیل بالا بودن میزان کلروفیل، عناصر غذایی، سرعت و طول دوره پر شدن دانه و فتوسنتز جاری که سبب افزایش عملکرد دانه می گردند را می توان پیشنهاد نمود.

فلزهای سنگین می توانند سبب افزایش پایداری پادزیستی باکتری ها شوند. هدف پژوهش بررسی پایداری پادزیستی باکتری های گرم منفی در خاک های دارای غلظت بالای فلز سنگین با کاربری معدن، چراگاه و کشاورزی بود. بنابراین 97 جدایه از 3 گروه باکتری های گرم منفی غالب در این خاک ها، برگزیده و پایداری آنها برابر 7 پادزیست و فلز سنگین به روش پخشیدگی و ارزیابی MIC سنجیده شد. طبق داده ها 50 درصد ازتوباکترهای خاک های کشاورزی و 28.6 درصد جدایه ها در چراگاه ها به آموکسی سیلین، آمپی سیلین، ونکومایسین و تتراسایکلین پایداری همزمان داشتند. 62.5 درصد انتروباکتر های خاک های کشاورزی، 33.3 درصد در چراگاه ها و 35.0 درصد در معدن به همین پادزیست ها پایدار بودند. 87.5 درصد سودوموناس های خاک های کشاورزی و همه سودوموناس های چراگاه ها به این 4 پادزیست پایداری نشان دادند. پایداری به استرپتومایسین و داکسی سایکیلین در سه گروه باکتری، بالا بود اما پایداری به جنتامایسین کمترین بود. همه جدایه ها به سرب پایدار و به کادمیوم ناپایدار بودند. %100 ازتوباکترهای خاک های کشاورزی، بیش از 57.0 درصد ازتوباکترهای چراگاه ها و 66.7 درصد ازتوباکترهای خاک معدن ها به سرب، جیوه و نیکل پایداری همزمان داشتند. فراوانی انتروباکترهای پایدار به این فلزها در سه کاربری کشاورزی، چراگاه و خاک معدن 45.8، 80.0 و 65.0 درصد بود. همچنین 37.5 و 66.7 درصد سودوموناس های خاک های کشاورزی و معدن به این فلزها پایدار بودند. پایداری پادزیستی باکتری ها می تواند به دلیل غلظت بالای فلزهای خاک باشد. پایداری پادزیستی باکتری ها در همه کاربری ها بالا بود اما خاک های کشاورزی زیستگاه شایسته تری برای افزایش باکتری ها هستند و خطر انتقال باکتری های پایدار و به دنبال آن ژن های پایداری از این راه به چرخه غذایی نیز بیشتر است.

در سال های اخیر استفاده از منابع نامحلول فسفات به همراه کودهای زیستی در خاک های آهکی به طور قابل توجهی افزایش یافته است. به منظور بررسی اثر باکتری حل کننده فسفات، ورمی کمپوست و منابع فسفات بر برخی ویژگی های رویشی کاهو (رقم فردوس)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار و با سه عامل انجام شد. عوامل آزمایش شامل باکتری در دو سطح (با و بدون مایه تلقیح)، منابع فسفات در چهار سطح (شاهد، خاک فسفات معدن آسفوردی یزد، تری کلسیم فسفات، و سوپر فسفات تریپل به میزان 25 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک)، ورمی کمپوست در دو سطح (شاهد و یک درصد وزنی خاک) انجام شد. استفاده از کودهای زیستی موجب افزایش وزن تر و خشک اندام هوایی کاهو به طور معنادارشد هرچند که بر ارتفاع بوته کاهو اثر معناداری نداشتند. کاربرد خاک فسفات و تری کلسیم فسفات، به ترتیب موجب افزایش وزن خشک و وزن تر اندام هوایی کاهو گردید. کاربرد سوپر فسفات تریپل، وزن تر، وزن خشک و ارتفاع بوته کاهو را به طور معنادار افزایش داد. کاربرد همزمان باکتری، ورمی کمپوست و منابع فسفات (به جز سوپر فسفات) موجب افزایش وزن تر، وزن خشک، تعداد برگ و غلظت فسفر کاهو شد. بطورکلی نتایج نشان داد که کاربرد همزمان منابع نامحلول فسفات با کودهای زیستی می تواند جایگزین مصرف کودهای شیمیایی فسفاته گردد.