جداسازی باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن از ریزوسفر پیاز با توانایی کنترل فوزاریوم آن

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1529-25IPPC (R1)
نویسندگان
دانشگاه شهید مدنی آذربایجان
چکیده
نیتروژن به عنوان عنصر حیاتی برای رشد و نمو گیاه در جو زمین به شکل گاز نیتروژن N2 موجود است. گیاهان به صورت مستقیم قادر به استفاده از نیتروژن موجود در جو نیستند. میکروارگانیسم‌های موجود در ریزوسفر فرآیند تثبیت نیتروژن را انجام می‌دهند. تثبیت بیولوژیکی نیتروژن (BNF) فرآیندی است که از طریق آن گروهی از میکروارگانیسم‌ها به نام دیازوتروف‌ها نیتروژن غیر قابل جذب اتمسفر را به آمونیاک تبدیل می کنند. تثبیت آمونیاک حاصل، ماده‌ای مغذی است که برای رشد گیاهان ضروری است. در این پژوهش، 28 جدایه باکتریایی از ریزوسفر و ریشه گیاه پیاز نمونه‌برداری شده از منطقه دانشگاه شهید‌مدنی‌آذربایجان، جداسازی شد. آزمون‌های آزمایشگاهی نشان داد که این باکتری‌ها می‌توانند در محیط‌های فاقد نیتروژن رشد کنند و از قابلیت تثبیت نیتروژن نیز برخوردار هستند. برای تأیید توانایی تثبیت نیتروژن این جدایه‌ها، از تست تغییر رنگ بروموتیمول آبی استفاده شد. این تست بر اساس افزایش pHو تغییر رنگ نشانگر در محیط کشت است که به غلظت یون‌های آمونیوم (محصول تثبیت نیتروژن) بستگی دارد. نتایج نشان داد که 10 جدایه از میان 28 جدایه باکتریایی، توانایی تثبیت نیتروژن بیشتری نسبت به سایرین دارند. آزمایشات گلخانه‌ای نشان داد که جدایه‌های باکتریایی با قابلیت تثبیت نیتروژن، به طور معنی‌داری شاخص‌های رشدی گیاهچه‌های پیاز شامل طول اندام هوایی، طول ریشه و میزان کلروفیل گیاه را بهبود می‌بخشند. نتایج نشان داد که گیاهان پیاز تحت تیمار باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن، در مقایسه با گیاهان تیمار شاهد، به طور معنی-داری رشد بهتری دارند. همچنین آزمون ارزیابی فعالیت آنتاگونیستی جدایه‌های باکتریایی جداسازی شده علیه این دو گونه قارچی Fusarium proliferatum و Fusarium falciforme به عنوان عوامل بیماری پوسیدگی ریشه و طبق در گیاه پیاز، در شرایط آزمایشگاهی نشان داد که تعداد زیادی از جدایه‌های باکتریایی، توانایی بازدارندگی رشد این دو قارچ را دارند. تعداد 10 جدایه برتر باکتریایی که در مراحل قبل به عنوان تثبیت‌کننده‌های قوی نیتروژن شناسایی شده بودند، 33 تا 80 درصد بازدارندگی علیه F. proliferatum و 20 تا 80 درصد بازدارندگی علیهF. falciforme نشان دادند. این پژوهش نشان داد که میکروارگانیسم‌های موجود در خاک می‌توانند نقشی کلیدی در تامین نیتروژن مورد نیاز گیاهان، ارتقای رشد آن‌ها و محافظت از آن‌ها در برابر بیماری‌های قارچی ایفا کنند. استفاده از این میکروارگانیسم‌ها به عنوان جایگزینی برای کودهای شیمیایی و سموم دفع آفات، می‌تواند روشی پایدار و سازگار با محیط زیست برای افزایش بهره‌وری کشاورزی و سلامت محصولات باشد.
کلیدواژه ها
 
Title
Isolation of nitrogen-fixing bacteria from the rhizosphere of onions with the ability to control Fusarium
Authors
Fatemeh Khalilzadeh, Akbar Shirzad, Alireza Alizadeh
Abstract
Nitrogen, as an essential element for plant growth and development, exists in the Earth's atmosphere in the form of nitrogen gas (N2). Plants are not able to directly use the nitrogen present in the atmosphere. Microorganisms in the rhizosphere perform the process of nitrogen fixation. Biological nitrogen fixation (BNF) is a process through which a group of microorganisms known as diazotrophs convert non-absorbable atmospheric nitrogen into ammonia. The resulting ammonia fixation is a nutrient that is essential for plant growth. In this research, 28 bacterial isolates were isolated from the rhizosphere and roots of onion plants samples from the area near Shahid Madani University. Laboratory tests showed that these bacteria can grow in nitrogen-free environments and have the ability to fix nitrogen. Bromothymol blue color change test was used to confirm the nitrogen fixation ability of these isolates. This test is based on the pH increase and indicator color change in the culture medium, which depends on the concentration of ammonium ions (nitrogen fixation product). The results showed that 10 isolates out of 28 bacterial isolates have the ability to fix nitrogen more than others. Greenhouse experiments showed that bacterial isolates with the ability to fix nitrogen significantly improve the growth indicators of onion seedlings, including shoot length, root length, and plant chlorophyll. The results showed that onion plants treated with nitrogen-fixing bacteria grow significantly better than control plants. Also, the test to evaluate the antagonistic activity of isolated bacterial isolates against these two fungal species, Fusarium proliferatum and Fusarium falciforme, as agents of root rot disease and according to the onion plant, in Laboratory showed that a large number of bacterial isolates have the ability to inhibit the growth of these two fungi. The top 10 bacterial isolates identified as strong nitrogen fixers in the previous steps showed 33-80% inhibition against F. proliferatum and 20-80% inhibition against F. falciforme. This research showed that the microorganisms in the soil can play a key role in supplying nitrogen needed by plants, promoting their growth and protecting them against fungal diseases. Using these microorganisms as an alternative to chemical fertilizers and pesticides can be a sustainable and environmentally friendly way to increase agricultural productivity and product health.
Keywords
biological control, Diazotroph, PGPR, Rhizobacteria, Plant pathogen