بررسی تاثیر باکتری‌های فیتوسفر بر خصوصیات جوانه‌زنی بذر و گیاه‌چه پنبه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشی موسسه تحقیقات پنبه کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران.

2 استاد، گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران.

10.22092/bcpp.2026.372148.413

چکیده

فیلوسفر سطح اندام­ های هوایی گیاهان و مکانی برای زندگی ریزموجودات است. ریزوسفر ناحیه‌ای از ریشه بوده که میکروارگانیسم­ های خاک تمایل زیادی به آن دارند و از ترشحات ریشه به عنوان منابع کربن و انرژی استفاده و بر سر غذا و مکان با هم رقابت می­ کنند. به منظور بررسی تاثیر باکتری­های فیتوسفر پنبه در خصوصیات و میزان رشد گیاه­چه پنبه، باکتری­هایی از فیتوسفر به صورت اپی­فیت و اندوفیت از بوته و بذر گیاه پنبه در مناطق مختلف پنبه­ کاری و مزارع استان گلستان جداسازی شد. تک کلنی­ های باکتریایی خالص‌سازی شده، بر اساس خصوصیات مورفولوژیک نظیر رنگ، اندازه، فرم حاشیه و ظاهر کلنی‌ها خالص­سازی شدند. به منظور تاثیر باکتری­ ها روی رشد گیاه­چه، بذور به مدت 10 دقیقه با سوسپانسون باکتری به رقت CFU 106 خیسانده و تعداد بذور جوانه­ زده در روزهای سوم و ششم شمارش شده، تعداد 10 عدد بذر به صورت تصادفی در هر تیمار انتخاب و صفاتی مانند سرعت جوانه ­زنی، طول رشد ریشه ­چه و ساقه چه، وزن تر و خشک ریشه ­چه، وزن تر و خشک ساقه­ چه، وزن تر و خشک کل، مقدارآب بافت ریشه چه، ساقه ­چه و کل اندازه گیری شدند براساس آزمون­ های بیوشیمیایی و فنوتیپی، تکثیر و تعیین ترادف ژن 16SrRNA نمایندگان برتر سویه­ ها مشخص شدند. جدایه ­های Bacillus pumilus MR11، B. pumilus MR12، B. pumilus MR13، B. safensis MR21، B. safensis MR22 و Stenotrophomonas pavanii MR31 به عنوان جدایه­ های برتر به صورت اندوفیت و از ریزوسفر جداسازی و شناسایی شدند. همچنین گونه­ های Pseudomonas fluorescens، P. syringae و Pantoea annanatis نیز به عنوان گونه­ های اپی­فیت از گیاه و بذر جداسازی و شناسایی شدند. براساس مقایسه میانگین­ های صفات مورد بررسی گیاه­چه ­های شش روزه تیمار ناشی از سویه Bacillus pumilus MR11 و B. pumilus MR12 بالاترین طول ریشه ­چه و ساقه­ چه و وزن تر ساقه­ چه رابه ترتیب با 6/67، 6/76 سانتیمتر، 1/15 گرم، 5/7، 6/25 سانتیمتر و 1/17 گرم داشتند. با توجه به اینکه سویه ­های B. pumilus MR12 و S. pavanii MR31 بالاترین درصد و سرعت جوانه­ زنی را نیز دارا بودند، لذا استفاده آنها به عنوان تیمار بذری می­توانند، موجب افزایش درصد و سرعت جوانه­ زنی بذور شده و در کاهش میزان خسارت ناشی از بیماری­های اول فصل و مرگ گیاه­چه موثر باشند. نظر به اینکه از نظر ظرفیت مقدار آب گیاه­چه نیز این سویه­ ها برتر بودند بررسی تاثیر آنها در جوانه ­زنی بذور پنبه در شرایط شور در تحقیقات آتی توصیه می­ گردد. این اولین گزارش از جداسازی باکتری­ های B. safensis، B. pumilus و S. pavanii از ریزوسفر و به صورت اندوفیت پنبه در ایران می ­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Ahmad, F., Ahmad, I. & Khan, M.S. 2008. Screening of free–living rhizospheric bacteria for their multiple plant growth promoting activities. Microbiology Research, 163: 173–181.
Ali, B., Sabri, A.N. & Hasnain, S. 2010. Rhizobacterial potential to alter auxin content and growth of Vigna radiata (L.). World Journal of. Microbiology and Biotechnology, 26: 1379–1384.
Andrews, L.H. & Harris, R.F. 2000. The ecology and biogeography of microorganisms on plant surfaces. Annual Review of Phytopathology, 38: 145–180.
Arias, R.S., Sagardoy, M.A. & van Vuurde, J.W.L. 1999. Spatio–temporal distribution of naturally occurring Bacillus spp. and other bacteria on the phylloplane of soybean under field conditions. Journal of Basic Microbiology, 39: 283–292.
Ausubel, F.M., Brent, R., Kingston, R.E., Moore, D.D., Seidman, J.G., Smith, J.A. & Struhl, K. 1992. Current Protocols in Molecular Biology. Greene Publishing Association; Wiley–Interscience, v.1, New York.
Brencic, A. & Winans, S.C. 2005. Detection of and response to signals involved in host–microbe interaction by plant–associated bacteria. Microbiology and Molecular Biology Review, 69: 155–194.
Brenner, D.J., Krieg, N.R., Staley, J.T. & Garrity, G.M. 2006. Bergy,s Mannual of Systematic Bacteriology. Gammaproteobacteria, 2nd ed. Vol 2, Part B. 1106 pp.
Fahy, P.C. & Persley, G.J. 1983. Plant Bacterial Disease: A Diagnostic Guide. Academic Press. Sydney, 393 pp.
Felsenstein, J. 1989. PHYLIP–Phylogeny inference package (Ver. 3.2). Cladistics, 5: 164–166.
Fonseca, F.S.A., Angolini, C.F.F., Arruda, M.A.Z., Junior, C.A.L., Santos, C.A., Saraiva, A.M., Pilau, E., Souza, A.P., Laborda, P.R., de Oliveira, P.F.L., de Oliveira, V.M., Reis, F.A.M. & Marsaioli, A.J. 2015. Identification of oxidoreductases from the petroleum Bacillus safensis strain. Biotechnology Reports, 8: 152–159.
Hallmann, J., Quadt–Hallmann, A., Rodriguez–Kabana, R. & Kloepper, J.W. 1998. Interactions between Meloidogyne incognita and endophytic bacteriain cotton and cucumber. Soil Biology and Biochemistry, 30: 925–937.
Harish, S., Kavino, M., Kumar, N., Saravanakumar, D., Soorianathasundaram, K. & Samiyappan, R. 2008. Biohardening with plant growth promoting rhizosphere and endophytic bacteria induces systemic resistance against Banana bunchy top virus. Appl. Soil Ecology, 39: 187–200.
Hasan, M.N., Afghan, S. & Hafeez, F.Y. 2010. Suppression of red rot caused by Coletotrichium falcatum on sugarcane plants using plant growth–rhizobacteria. Biological Control, 55: 531–542.
ISTA. 2015. Handbook for International Rules for Seed Testing. International Seed Testing Association, Zurich, Switzerland, 276pp.
Jeong, H., Choi, S.K., Kloepper, J.W. & Ryu, C.M. 2014. Genome Sequence of the Plant Endophyte Bacillus pumilus INR7, Triggering Induced Systemic Resistance in Field Crops. Genome Announc, 2(5): e01093–14. doi:10.1128/genomeA.01093–14.
Jukes, T.H. & Cantor, C.R. 1969. Evolution of protein molecules. In Munro H.N., editor, Mammalian Protein Metabolism, pp. 21–132, Academic Press, New York.
Kakade, P.D. & Chaphalkar, S.R. 2017. Isolation and purification of antibacterial peptide from Bacillus safensis, endophytica bacteria from Anthocephalus kadamba. International Journal of Current Microbiology and Applied Science, 6: 504–511.
Khiyami, M.A., Omar, M.R., Abd–Elsalam, K.A. & Aly, A.A. 2014. Bacillus–based biological control of cotton seedling disease complex. Journal of Plant Protection Research, 54: 340–348.
King, E.O., Ward, M.K. & Raney, D.E. 1954. The simple media for the demonstration of pyocyanin and fluorescein. Journal of Laboratory Clinic Medicine, 44: 301–307.
Klement, Z., Farkas, G.L. & Loverkovich, L. 1964. Hypersensitive reaction induced by phytopathogenic bacteria in the tobacco leaf. Phytopathology, 54: 474–477.
Kloepper, J.W., Reddy, M.S., Kenney, D.S., Vavrina, C., Kokalis–Burelle, N. & Martinez–Ochoa, N. 2004b. Theory and applications of rhizobacteria for transplant production and yield enhancement. In: Nicola S, Nowak J, Vavrina CS, editors. Proceedings of the XXVI IHC – transplant production and stand establishment. Acta Horticulture, 631: 217–229.
Kovaleva, V.A., Shalovylo, Y.I., Gorovik, Y.N., Lagonenko, A.L., Evtushenkov, A.N. & Gout, R.T. 2015. Bacillus pumilus–a new phytopathogen of Scots pine–Short Communication. Journal of Forest Science, 61: 131–137.
Lane, D.J. 1991. 16S/23S rRNA sequencing. In Nucleic acid techniques in bacterial systematics. Eds Stackebrandt E., Goodfellow M. John Wiley & Sons, Ltd. Chichester, England, 115–175.
Lelliott, R.A., Billing, E. & Hayward, A.C. 1966. A determinative scheme for the fluorescent plant pathogenic pseudomonads. Journal of Applied Bacteriology, 29: 470–89.
Mehta, Y.R., Boonfeti, C. & Bolognini, V. 2005. a semi–selective agar medium to detect the presence of Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum naturally infected cotton seed. Fitopathologia Brasileria, 30: 489–496.
Mercier, J. & Lindow, S.E. 2000. Role of leaf surface sugars in colonization of plants by bacterial epiphytes. Applied and Environmental Microbiology, 66: 369–374.
Minaxi, S.J. 2010. Disease suppression and crop improvement in moong beans (Vigna radiata) through Pseudomonas and Burkholderia strains isolated from semi–arid region of Rajasthan, India. Bio Control, 55: 799–810.
Misaghi, I.J. & Donndelinger, C.R. 1990. Endophytic bacteria in symptom–free cotton plants. Phytopathology, 80: 808–811.
Misk, A. and Franco, C. 2011. Biocontrol of chick pea root rot using endophytic actinobacteria. Bio Control, 56:811–822. 
Page, R.D.M. 1996. TREEVIEW: An application to display phylogenetic trees on personal computers. Computer Application in the. Biosciences, 12: 357–358.
Pieterse, C.M.J., Pelt, J.A., Verhagen, B.W.M., Jurriaan, T., Wees, S.C.M., Léon–Kloosterziel, K.M. & Loon, L.C. 2003. Induced systemic resistance by plant growth–promoting rhizobacteria. Symbiosis, 35: 39–54.
Podile, A.R. & Kishore, G.K. 2006. Plant growth promoting rhizobacteria. In: S.S. Gnanamanickam. Plant Associated Bacteria. Springer Publishers. The Netherlands, pp. 195–230.
Reva, O.N., Smirnov, V.V., Pettersson, B. & Priest, F.G. 2002. Bacillus endophyticus sp. nov., isolated from the inner tissues of cotton plants (Gossypium sp.). International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 52: 101–107.
Safyazov, J.S., Mannanov, R.N. & Sattarova, R.F. 1995. The use of bacterial antagonists for the control of cotton diseases. Field Crops Researches, 43: 51–54.
Salaheddin, K., Valluvaparidasan, V., Ladhalakshmi, D. & Velazhahan, R. 2010. Management of bacterial blight of cotton using a mixture of Pseudomonas fluorescens and Bacillus subtilis. Plant Protection Sciences, 46: 41–50.
Schaad, N.W., Jones, J.B. & Chun, W. 2001. Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria. 3nd edition. APS Press. St. Minnesota, USA. 373pp.
Shivalingaiah, S & Umesh, S. 2013. Pseudomonas fluorescens inhibits the Xanthomonas oryzae pv. oryzae, the bacterial leaf blight pathogen in rice. Canadian Journal of Plant Protection, 1: 147–153.
Sotami, M., Laduc, M.T. & Venkateswaran, K. 2006. Bacillus safensis sp. Nov. isolated from spacecraft and assembly facility surfaces. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 56: 1735–1740.
Suresh, A., Pallavi, P., Srinivas, P., Kumar, V.P. & Chandra, S.J. 2010. Plant growth promoting activities of fluorescent pseudomonads associated with some crop plants. African Journal of Microbiology Researches, 4: 1491–1494.
Suslow, T.V. Schroth, M.N. & Isaka, M. 1982. Application of rapid method for gram differentiation of plant pathogenic and saprophytic bacteria without staining. Phytopathology, 72: 917–918.
Van Peer, R. & Schippers, B. 1988. Plant growth response in bacterization with selected Pseudomonas spp. strains and rhizosphere microbial development in hydroponic cultures. Canadian Journal of Microbiology, 35: 456–463.