Shohreh Hesami

اندوفیت ها باکتریهای غیربیماریزایی هستند که قادرند همزیستی داخلی با گیاه برقرارنموده و با فراهم نمودن یک محیط سودمند اکولوژیکی تحمل گیاه نسبت به تنش های محیطی را بالا برده و سبب بهبود افزایش رشد گیاه شوند. کلسیم یک پیامبر ثانویه ضروری در تمام مراحل رشد و نمو سلول است و در کنترل بسیاری از فرایندها دخیل است. خشکی یکی از مهمترین تنشهای محیطی است که به محصولات کشاورزی آسیب وارد میکند. علت اصلی تنش آب در گیاه افزایش میزان تلفات آب یا کافی نبودن میزان جذب آب و یا هردو آنهاست. گیاهان دارویی منابع طبیعی ارزشمندی هستند که امروزه مورد توجه کشورهای پیشرفته جهان قرار گرفته و به عنوان مواد اولیه جهت تبدیل به داروهای بیخطر برای انسان تلقی میشوند. در این زمینه ایران یکی از غنیترین منابع گیاهان دارویی جهان به شمار میرود که دارای تنوع بالای شرایط زیستگاهی برای کشت انواع این گیاهان میباشد. شنبلیله با نام و تیره Trifolieae تبار ،Trigonella گیاهی یک ساله و علفی متعلق به جنس Trigonella foenum-graecum L. علمی ،Bacillus endophyticus ،Bacillus Subtilis است. در این پژوهش از چهار سویه باکتری اندوفیت به نامهای Fabaceae کلسیم با غلظت 50 میلیمولار و چهار سطح خشکی اعمال شده با ،Rhizobium pusense و Stenotrophomonas pavanii غلظتهای مختلف پلی اتیلن گلایکول استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که برخی سویههای باکتریهای اندوفیت و نیز اعمال کلسیم به همراه تلقیح برخی از آنها باعث عملکرد بهتر گیاه در شرایط تنش خشکی میشود.

آـوٜ8ی 7ٌ6 اق ٗ2٘شف7 ٚسفً8جبر آٓٞؼٟ ًٜٜؽٟ ٗط8 ٗق7یز ٗطیٞه ٗ6ٌٞؼ. ا7ٌ ٚج0 کٔک و٘6 اق ٘فم ٗػشٔق اق خ٘ٔ0 سٞٓ8ؽ ُٞٛ10ب5 اًی8مٙ کؼبّ ٝ ؼـ ٛش8د0 دفاًی8ؽاو8ٓ ٙٞ8ذ8ؽ1ب5 ؿٍب67 ،ثبػث اغشالّ ـٌؽ ُ8ب1بٙ ٗ6ٌٞؼ. ٛبٛٞؾـار ؤٜ8 ٝ ٕٞثبًشف15ب5 اٛؽٝک8ز ٗ6سٞاٜٛؽ اثف و٘8ز کٔکار وِٜ8 ٚـا ًب1 ًؼ1ٜؽ ٝ ثبػث ث2جٞؼ ـٌؽ ُ8بٟ ٌٞٛؽ. ؼـ دمٝ1 ًضبٔف اق س8٘بـ ٛبٛٞؾـار ؤٜ8 ٕٞسٔو8ص ثبًشف15ب5 اٛؽٝک8ز ٝ ٛ8ک ثف1 ًًٜ ٖثبًشف15ب5 اٛؽٝک8ز ٝ ٛبٛٞؾـار ؤٜ8 ٕٞخ2ز اککا7 ًسطْ٘ سًٜ آـوٜ8ی ؼـ ُ8بٟ ؼاـٝ67ٌ 8ف7ٚث8بٙ اوشلبؼٟ ٌؽ. ثؽ7ٜٗ ٚظٞـ، آقٗب7ً1ب ؼـ و0 سٌفاـ ٝ ثب ؼٝ ُفٟٝ آقٗب7ٍ6ِٞ ـر ُفکز. ؼـ ُفٟٝ اّٝ سٔو8ص ثبًشف15ب5 اٛؽٝک8ز ث0ِٞ ـر ٗدکا ث0ُ 8بٟ ـٌؽ 7بکش0 ؼـ ٗط8 ٗکبهؽ ٛبٛٞؾـار ؤٜ8 ٝ ٕٞؼـ ُفٟٝ ؼٕٝ سٔو8ص ثبًشف15ب5 اٛؽٝک8ز ث0ُ 8بٟ ـٌؽ 7بکش0 ؼـ ٗط8ٝ ٗاخؽ ٛبٛٞؾـار ؤٜ8 ٕٞسطز ز2بـ ؿٔظز 0 ،500 ،1000 ٝ 1500ٗ 8ٌفٝٗٞالـ آـوٜ8ی اػ٘بّ ٌؽ. ز2بـ وٞ07 ثبًشف5 ث0ً بـ ـکش0 ؼـ ا7 ٚدمٝ1ٌ ًبْٗ بـ٘8س 0ً ؼاؼٙ ب ٍٛح7شب. ٛؼٞث Arthrobacter oxydans ٝ Lecobacter chromiiresistens ،Bacillus subtilis ،Bacillus pumilus ٛبٛٞؾـار ؤٜ8 ٕٞثف ثفغ6 اق ٌبغُ1ب5 ـٌؽ5ُ 8بٟ ٌ8ف7ٚث8بٙ اثف ٗثجز ؼاٌز. سٔو8ص ثبًشف15ب5 اٛؽٝک8ز اثف ٗثجش6 ثف ُ8ب ٟ ٌ8ف7ٚث8بٙ سطز سًٜ آـوٜ8ی ؼاٌز. 1٘سٜ8 ٚاػ٘بّ 1٘کٗبٙ ثبًشف15ب5 اٛؽٝک8ز ٝ ٛبٛٞؾـار ؤٜ8 ٕٞثبػث ث2جٞؼ ػٌ٘ٔفؼ ا7ُ ٚ8بٟ ٌؽ. ٛبٛٞؾـا ر ؤٜ8 ٕٞثب غبِ8ز آٛش6اًی8ؽاٛ6 غٞؼ، اثفار سًٜ اًی8ؽاس8ٛ ٞبٌ6 اق آـوٜ8ی ـا ًب1 ًؼاؼٛؽ ٝ ا7 ٚاثف ؼـ ؿٔظز1ب5ً٘ شف آـوٜ8ی )500 ٗ 8ٌفٝٗٞالـ( ٍٗب1ؽٟ ٌؽ. ثبًشف15ب5 اٛؽٝک8ز subtilis Bacillus ٝ oxydans Arthrobacter ث8ٍشف7 ٚاثف ـا ثف ٌبغُ1ب5 ـٌؽ5 ٍٛبٙ ؼاؼٛؽ. ا7 ٚثبًشف15ب اضش٘بالً اق ٘ف7ن سؼبْٗ ثب ـ7ٍ0 ٝ ا7دبؼ سفً8جبر خؽ7ؽ ٗبٛغ اق خؿه آـوٜ8ی ؼـ وبه0 ٝ ثفٍ ُ8بٟ ٌؽٟ ٝ ثب غبِ8ز آٛش6اًی8ؽ اٛ6 غٞؼ اق ُ8بٟ ٌ8ف7ٚث8بٙ ؼـ ثفاثف سًٜ اًی8ؽاس8ٛ ٞبٌ6 اق آـوٜ8ی ٗطبکظز ًفؼٛؽ.

در میان فلزات سنگین سرب یک آلاینده قوی است. سرب باعث تغییر وضعیت هورمونی گیاه شده و ساختار و نفوذپذیری غشاها را تحت تاثیر قرار می دهد. این اختلالات، فعالیت های معمول فیزیولوژیکی گیاه را بر هم زده و در غلظت های بالا ممکن است منجر به مرگ سلول شود.اثرات سمی سرب در القا تنش اکسیداتیو در گیاهان از طریق افزایش تولید گونه های اکسیژن فعال اعمال می شود که نتیجه عدم تعادل حالت ردوکس سلولی است. استفاده ازراهکارهای بیولوژیکمانندتلقیح باکتری های محرک رشد گیاه می تواند آسیب ناشی از تنش را بهبود بخشد. در پژوهش حاضر اثر تیمارهای توام سربدر چهار سطح صفر، 500، 1000 و 1500 میکرو مولار و باکتری های اندوفیت Bacillus subtilis،Agrobacterium fabram، Stenotrophomonas maltophllia،Pesudomonas geniculate و کاربرد نانوذرات نقره در غلظتppm 100بر گیاهشنبلیله مورد مطالعه قرار گرفت. نتایجحاصل نشان دهنده اثرات مخرب فلز سنگین سرب بررشد گیاه بوده که باعث کاهش معنی دار شاخص های مورفولوژیکیمانند وزن تر و وزن خشک گیاه و شاخص های بیوشیمیاییمانند محتوای رنگیزه های فتوسنتزی کلروفیل a ،b و کاروتنوئید شد.محتوای پرولین، مالون دی آلدئید وفعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانیPPO ، POX و SODنیز افزایش نشان دادند. با تلقیح باکتری های اندوفیت از میزان خسارات وارد شده به گیاه کاسته شد که حاکی از تاثیر مثبت این باکتری ها بر تحمل تنش سرب است. اسپری نانوذرات نقره نیز منجر به افزایش برخی از شاخص های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی مانند فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز و محتوای فنل کل شد.

خشکی رایج ترین تنش محیطی است که بدلیل محدود نمودن تولید محصول به عنوان اصلی ترین عامل کاهش عملکرد گیاهان محسوب می شود. بنابراین، یافتن راهکارهای مؤثر جهت افزایش مقاومت گیاه به تنش خشکی از اهمیت فراوانی برخوردار است. تلقیح گیاهان با باکتری های اندوفیت و تیمار بذرها با کلسیم می تواند به عنوان راهکارهایی مؤثر جهت کاهش اثرات مضر تنش خشکی به کار گرفته شوند. در این پژوهش از تیمار کلسیم و تلقیح باکتری های اندوفیت و نیز برهم کنش باکتری اندوفیت با کلسیم جهت افزایش تحمل تنش خشکی در گیاه شیرین بیان (Glycyrrhiza glabra L.) استفاده گردید. بدین منظور، آزمایش هایی در سه تکرار و با دو گروه آزمایشی انجام گرفت. گروه اول تیمارهای باکتری های اندوفیت به صورت مجزا به گیاه رشد یافته (تلقیح و عدم تلقیح) در محیط فاقد کلسیم و گروه دوم تیمارهای باکتری های اندوفیت به گیاه رشد یافته (تلقیح و عدم تلقیح) در محیط واجد کلسیم در چهار سطح خشکی مختلف 0، 1/0-، 3/0- و 9/0- مگا پاسکال مورد بررسی قرار گرفت. چهار گونه باکتری به کار رفته در این پژوهش Bacillus pumilus، Bacillus subtilis، Planomicrobium okeanokoites و Solibacillus silvestris بودندکه قبلا از طریق آزمون های فنوتیپی و مولکولی شناسایی شده بودند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که اعمال تنش خشکی باعث کاهش شاخص های رشد و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی شد ولی پارامترهای بیوشیمیایی مانند محتوای پرولین، فنل، فلاونوئید، مالون دی آلدئید و پروتئین افزایش یافت. تیمار کلسیم باعث افزایش عملکرد گیاه شیرین بیان گردید. تلقیح گیاه شیرین بیان با اندوفیت های مورد مطالعه در دو تیمار فاقد کلسیم و واجد آن نتایج متفاوتی را نشان داد. تلقیح گیاه شیرین بیان با اندوفیت های مورد مطالعه در تیمارهای فاقد کلسیم نشان داد که باکتری های B. pumilusو B. subtilisباعث بهبود عملکرد گیاه از طریق افزایش شاخص های وزن تر، وزن خشک، محتوای نسبی آب، محتوای کلروفیل، کاروتنوئید، آنتوسیانین، پرولین، پراکسید هیدروژن، پروتئین کل شد، لیکن محتوای فنل، فلاونوئید کل و نیز فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی را کاهش داد. برخلاف B. pumilus ،تلقیح باکتری B. subtilis باعث کاهش محتوای مالون دی آلدئید و افزایش زیست توده گیاه در محیط فاقد کلسیم گردید. اثر باکتری P. okeanokoetis بر روی اغلب شاخص های ارزیابی شد

گیاه شیرینبیان با نام علمیGlycyrrhiza glabra. L گیاهی چند ساله از خانواده بقولات (Fabaceae) است که به واسطه دارا بودن ترکیبات دارویی و غذایی مهم در ریشه و ریزوم آن در دنیا حائز اهمیت بوده و مورد توجه صنایع دارویی، غذایی و حتی دخانیات قرار گرفته است. ترکیبات اصلی Licorice شامل فلاونوئیدها و گلیسیریزین است. شوری یکی از تنش های غیر زیستی متنوع و محدودکننده رشد گیاهان دارویی، اما در عین حال عامل محرک تولید متابولیت های ثانویه با خواص زیستی در این گیاهان است. برای مقابله با تنش شوری روش های مختلفی از جمله آبشویی خاکهای شور، مدیریت مناسب آبیاری و کشت، افرودن مواد معدنی (کلسیم ، پتاسیم) استفاده از ارقام گیاهی مقاوم به شوری، دستورزی ژنتیکی و شناسایی و استفاده ازراهکارهای بیولوژیک یعنی استفاده از باکتریهای محرک رشد گیاه PGPR )) می باشد. در این پژوهش اثرات مختلف کلسیم و تلقیح گیاهان با باکتری های اندوفیت برپاسخ-های مرفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه شیرین بیان تحتت نش شوری یک ماه پس از جوانه زنی بذر و از طریق اندازه-گیری شاخص های رشد، محتوای رنگیزه های فتوسنتزی،قندهایمحلول،پرولین،پروتئین های محلول،مالون دی-آلدئید،محتوای ترکیبات فنلی و نیز فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی مورد بررسی قرار گرفت.

جنس مریم گلی (SalviaL.) یکی از بزرگترین جنس های تیره نعناعیان (Lamiaceae) می باشد. حدود 58 گونه از این جنس در ایران رویش دارند که 18 گونه از آن ها انحصاری و بقیه به صورت خودرو در بسیاری از مناطق ایران پراکنش یافته اند. پژوهش های پیشین در مورد گیاهان این جنس نشان می دهد که گونه های مختلف Salvia به دلیل دارا بودن خواص ارزشمند دارویی از دیرباز مورد توجه قرار گرفته اند. از ترکیبات دارویی می توان به رزمارینیک اسید به عنوان فراوان ترین دیمر کافئیک اسید و مشتقات آن (سالویانولیک اسید A و B) اشاره نمود که دارای اثرات زیستی مهمی مانند فعالیت پاد اکسایشی، پاد توموری، پاد میکروبی و پاد التهابی می باشند. مسیر سنتز رزمارینیک اسید در گیاهان حاصل تلاقی دو مسیر فنیل پروپانوئید (برای بخش کافئیک اسید) و مسیر مشتق شده از تیروزین (برای بخش دی هیدروکسی فنیل استات) می-باشد. آنزیم های فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL)، تیروزین آمینوترانسفراز (TAT) و رزمارینیک اسید سنتاز (RAS) به عنوان آنزیم های کلیدی مسیر تولید رزمارینیک اسید شناخته شده اند. متابولیسم گیاهی و بدنبال آن تولید ترکیبات ثانویه علاوه بر ژنوتیپ، تحت تاثیر عوامل محیطی از جمله محرک های زیستی و غیر زیستی است. به منظور القاتولید ترکیبات فنلی، از راهبردهای مختلفی چون تیمار گیاهان با محرک ها یا الیسیتورها و قرار دادن آن ها در شرایط تنشی استفاده می شود و از جمله الیسیتورها می توان به نانوذرات به عنوان یک محرک غیرزیستی اشاره نمود. بر اساس مطالعات قبلی، نانولوله های کربنی و نانوذرات نقره به عنوان عوامل تنش زا در گیاهان شناخته شده که سبب بروز پاسخ های دفاعی از جمله افزایش تولید متابولیت های ثانویه می شوند. نانوذرات نقره یکی از پرکاربردترین نانوذرات فلزی هستند که می توانند در سطوح فیزیولوژیکی و مولکولی گیاهان را تحت تاثیر قرار دهند. علیرغم اهمیت و ارزش دارویی و تجاری اسیدهای فنلی و نیز حضور اسیدهای فنلی مانند رزمارینیک اسید در گیاهان مریم گلی، تا کنون اطلاعات اندکی در زمینه اثر نانوذرات مختلف بر محتوای اسیدهای فنلی در این گیاهان وجود دارد و غالب پژوهش هاصرفاً مربوط به گونه S. miltiorhiza بوده است. با توجه به دانش ما، مطالعات محدودی در مورد اثر نانولوله های کربنی چند جداره ای و نانوذرات نقره بر تغییر محتوای اسیدهای فنلی بویژه رزمارینیک اسید، سال

چکیده: گیاه شیرینبیان (Glycyrrhiza glabra L.) در طب سنتی جهت درمان دیابت، التیام زخم معده و نیز در حفاظت کبدی و کلیوی در برابر سموم مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. متابولیتهای ثانویه این گیاه در سرتاسر دنیا کاربرد وسیعی در پزشکی، صنایع غذایی و دخانیات دارند. ماده موثره شیرینبیان گلیسریزیک اسید است که حدود 50 مرتبه از قند شیرینتر میباشد. در این پژوهش به منظور بهبود عملکرد گیاه، افزایش بیوماس و نیز افزایش محتوای برخی متابولیتهای ثانویه، اندوفیتهای جدا شده از گیاه خودرو شیرینبیان به گیاه رشد یافته در شرایط استریل آزمایشگاهی، تلقیح شدند. همچنین اثر برهم کنش این اندوفیتها و نانوذره اکسید آهن مورد بررسی قرار گرفت. 11 گونه باکتری اندوفیت از گیاه شیرین بیان جداسازی شد و با استفاده از توالی 16s rRNA شناسایی گردیدند. از میان این گونهها چهار اندوفیت Leucobacter chromiiresistens، Bacillus subtilis، Bacillus safensis و Bacillus pumilus بر اساس آزمون تلقیح گونههای مختلف اندوفیت وبررسی اثر آنها بر بیوماس گیاه و نیز بر اساس برهمکنش این گونهها با باکتری E. coli و S. aureus انتخاب و مورد بررسی قرار گرفتند. محیط کشت مورد استفاده MS، کشتها در ظروف شیشهای و در سه تکرار انجام گرفت. تلقیح اندوفیتها به صورت مجزا به گیاهچه رشد یافته در محیط فاقد نانوذره اکسید آهن و به گیاهچه رشد یافته در محیط حاوی نانوذره اکسید آهن با غلظت 2 میلیگرم در لیتر بود. تلقیح سه گونه باکتری اندوفیت B. subtilis، B. safensis و B. pumilus در محیط کشت فاقد نانوذره اکسید آهن نتایج بسیار جالبی را ارائه کرد. به طوری که شاخصهای رشد گیاه به صورت چشمگیری نسبت به گیاه شاهد افزایش یافت. همچنین بهبود شاخصهای بیوشیمیایی مانند افزایش محتوای رنگیزه-های فتوسنتزی و برخی متابولیتهای ثانویه کاملاً مشهود بود؛ رشد گیاه در حضور نانوذره اکسید آهن و بدون تلقیح اندوفیت نیز باعث افزایش بیوماس گیاه و افزایش محتوای برخی رنگیزههای فتوسنتزی و برخی متابولیتهای ثانویه در گیاه شد. اما حضور نانوذره اکسید آهن در محیط کشت باعث بهبود عملکرد اندوفیتها در اکثر شاخصهای رشد و شاخصهای بیوشیمیایی نشد، و حتی در مواردی باعث کاهش عملکرد باکتریهای اندوفیتگردید.

به منظور بررسی اثر باکتری های اندوفیت و نانو ذره تیتانیوم دی اکساید بر ویژگی های فیزیولوژیکی و بیو شیمیایی شنبلیله یک آزمایش گلدانی در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. تیمار های آزمایشی شامل محلول پاشی چهار گونه باکتری اندوفیت به همراه نانو ذره تیتانیوم دی اکساید (شاهد، Bacillus weidmannii، Stenotrophomonas pavanii، Bacillus endophytrcus، Pscudomonos brassicearum، تیتانیوم، Bacillus weidmannii+ تیتانیوم، Stenotrophomonas pavanii+ تیتانیوم، Bacillus endophytrcus+ تیتانیوم و Pscudomonos brassicearum+ تیتانیوم) بود. اعمال تیمار های باکتری 15 روز پس از جوانه زنی بذر ها و اعمال نانو ذره تیتانیوم دی اکساید 27 روز پس از جوانه زنی به طریق محلول پاشی بر روی اندام هوایی صورت گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که تیمار های مورد مطالعه اثر معنی داری بر روی محتوای رنگیزه های فتوسنتزی، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و شاخص های رشد در گیاه شنبلیله داشت. به طوری که در تمام تیمار های باکتری، تیتانیوم و باکتری + تیتانیوم، محتوای کلروفیل a، کلروفیل b، کارتنوئید و پروتئین کل بیشتر از شاهد بود. همچنین، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی نظیر کاتالاز، سوپر اکسید دیسمو تاز و پر اکسیداز در اکثر تیمار ها بیشتر از تیمار شاهد بود. در پی شاخص های رشد گیاه نظیر طول ساقه، وزن تر و وزن خشک ساقه و ریشه، وزن تورژسانس ساقه و ریشه در تیمار های واجد باکتری، تیتانیوم و باکتری + تیتانیوم به طور معنی داری بیشتر از شاهد بود. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش به نظر می رسد که، باکتری های اندوفیت از طریق بهبود ویژگی های فیزیولوژیکی و بیو شیمیایی در گیاه شنبلیله، نقش موثری در افزایش شاخص های رشد این گیاه دارد. در واقع، کاربرد نانو ذره تیتانیوم دی اکساید به صورت مجزا و یا همراه با باکتری های اندوفیت اثر مثبتی بر روی رشد و نمو گیاه شنبلیله دارد.