تاًثیر برخی جدایه های باکتریایی آزادکننده پتاسیم بر رشد و جذب پتاسیم در گیاه گوجه فرنگی و شناسایی جدایه های کارآمد

پتاسیم به همراه نیتروژن و فسفر سه عنصر ضروری برای رشد گیاه تلقی می شوند که نقش های بسیار مهمی در گیاهان دارند. پتاسیم عنصر هفتمین عنصر غذایی فراوان در لیتوسفر بوده و در بین کاتیونها بیش از بقیه توسط گیاه جذب می شود. در نتیجه کشاورزی متمرکز و کشت مداوم گیاهان به ویژه گیاهان پرنیاز، منابع در دسترس این عنصر در خاک محدود شده است. پرداختن به راهکار زیستی یکی از روشهای تأمین پتاسیم گیاه می باشد بر این اساس در این پژوهش توانایی 15 جدایه باکتریایی جداسازی شده در محیط الکساندروف (s5-5، s5-9، s6-6، s10-3، s11-2، s12-3، s14-1، s14-3، s15-1، s16-3، s17-4، s19-1، s19-2، s20-7 و s21-1) و سویه p13 pseudomonas putida مورد آزمایش قرار گرفت و میزان تاثیرگذاری آنها بر تغذیه پتاسیمی گیاه گوجه فرنگی در بستر شن و کانی میکا (موسکویت) بررسی شد. بر این اساس ابتدا در گلدانهای حاوی بستر استریل شن و کانی میکا، تعداد 10 بذر گوجه فرنگی ضدعفونی شده قرار گرفت و سپس تلقیح میکروبی (1 میلی لیتر به ازاء هر بذر با استفاده از مایه تلقیح با 0/8od=)، انجام شد. این آزمایش به صورت طرح کاملاً تصادفی و با در نظر گرفتن 16 تیمار میکروبی و یک نمونه شاهد در سه تکرار انجام شد. آبیاری گلدانها و تامین سایر عناصرغذایی مورد نیاز به جز پتاسیم با محلول غذایی هوگلند انجام و آزمایش تا شروع فاز زایشی ادامه یافت. پارامترهای رشدی و تغذیه ای شامل ارتفاع، وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه، شاخص کلروفیل، غلظت و مقدار پتاسیم و فسفر در بافت گیاهی اندازه گیری شد. نتایج تجزیه آماری نشان داد که ارتفاع گیاه در سطح احتمال پنج درصد معنی دار بود ولی انشعابات ساقه گیاه و شاخص کلروفیل در تیمارهای باکتریایی نسبت به شاهد بدون باکتری دارای افزایش معنی داری نبودند. بیشترین ارتفاع گیاه مربوط به جدایه s21-1 (cm 48/80) بود که نسبت به شاهد بدون باکتری 16/56 درصد افزایش نشان داد. وزن خشک کل تحت تاثیر تیمار باکتریایی قرار گرفت و بیشترین وزن خشک کل در تیمار s19-1 ( g pot-16/34) و s21-1 g pot-1)6/24) به دست آمد. بیشترین مقدار وزن خشک اندام هوایی مربوط به سویه p13 (g pot-1 5/43) بود که نسبت به شاهد بدون باکتری 11/24 درصد افزایش نشان داد. وزن تر و خشک ریشه در سطح احتمال پنج درصد متاثر از تلقیح باکتریایی بود. بیشترین وزن تر ریشه در تیمار s10-3 ( g pot-130/22) مشاهده شد. بیشترین وزن خشک ریشه مربوط به جدایه s21-1 (g pot-111/1) بود که نسبت به شاهد بدون باکتری 53/94 درصد افزایش نشان داد. غلظت پتاسیم جذب شده توسط اندام هوایی در سطح احتمال یک درصد نسبت به شاهد بدون باکتری معنی دار بود. بیشترین غلظت پتاسیم اندام هوایی به میزان mg g-13/14 مربوط به جدایه های s10-3 و s5-9 بود که نسبت به شاهد بدون باکتری 50/69 درصد افزایش نشان دادند. مقدار کل پتاسیم جذب شده توسط اندام هوایی در سطح احتمال پنج درصد نسبت به شاهد بدون باکتری معنی دار بود. بیشترین مقدار پتاسیم اندام هوایی مربوط به جدایه s10-3 (mg pot-1 78/67) بود که نسبت به شاهد بدون باکتری 70 درصد افزایش نشان داد. غلظت و مقدار فسفر جذب شده توسط ریشه در تیمارهای باکتریایی نسبت به شاهد بدون باکتری به ترتیب در سطح احتمال پنج و یک درصد معنی دار بود. بیشترین غلظت و مقدار فسفر ریشه به ترتیب با مقادیر mg g-1 6/7 و mg pot-1 29/6 مربوط به جدایه ی s19-2 بود که نسبت به شاهد بدون باکتری 34/45 و 82/92 درصد افزایش نشان داد. همزمان اثر عوامل محیطی شامل شوری (0، 5 و 10 درصد سدیم کلرید)، دما (10، 28 و 40 درجه سلسیوس) و ph (5، 7 و 9) بر رشد 15 جدایه به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با در نظر گرفتن سه تکرار بررسی شد. نتایج تجزیه آماری نشان داد که در اثر اعمال سطوح مختلف عوامل محیطی، نوساناتی در رشد جدایه ها مشاهده شد به عنوان نمونه کاهش شدید رشد s6-6 در دمای 10 درجه سلسیوس و 5=ph، اما جدایه هایی همانند s21-1 و s15-1 در تمام سطوح دمایی و ph¬¬ها تقریباً رشد یکنواختی داشتند. در دمای 10 درجه جدایه s21-1 (32/1od=)، در دمای 28 درجه جدایه s14-3 (36/1od=) و در دمای 40 درجه s12-3 (39/1od=) بیشترین رشد را نشان دادند. همچنین در 5= phجدایه s21-1 (28/1od=)، در 7= phجدایه s14-3 (36/1od=) و در 9=ph s6-6 (49/1od=) بیشترین رشد را به خود اختصاص دادند. اگر شوری 5% را مبنا قرار دهیم برخی از جدایه ها حساس (s21-1)، نسبتاً حساس (s10-3، s19-1) و گروهی مقاوم (s6-6، s14-3) به شوری بودند. با در نظر گرفتن نتایج کشت گلدانی و اثر عوامل محیطی در نهایت 5 جدایه (s6-6، s10-3، s14-3، s19-1 و s21-1) به عنوان باکتری های کارآمد جهت شناسایی مولکولی و بیوشیمیایی و آزمایشات بیشتر انتخاب شدند. نتایج شناسایی مولکولی(16s rrna) و بیوشیمیایی نشان داد که پنج جدایه متعلق به جنس pseudomonas می باشد. تعیین قطعی گونه ها نیاز به آزمایشات بیشتری دارد. همچنین در یک آزمایش تکمیلی، نمونه کانی (بیوتیت و موسکویت) انکوبه شده با جدایه های شناسایی شده مورد آنالیز xrd قرار گرفت تا تغییراتی که در کانیها رخ می دهد مورد بررسی قرار گیرد. در این آزمایش آزادسازی پتاسیم و فسفر در محیط کشت مایع الکساندروف طی مدت 30 روز انکوباسیون در فواصل زمانی 5 روز مورد ارزیابی قرار گرفت، این آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام گرفت. نتایج نشان داد که پتاسیم و فسفر محلول در محیط کشت تلقیح شده با باکتری های فوق به طور معنی داری افزایش یافت و مقدار پتاسیم آزاد شده توسط جدایه ها از این محیط بین 2/17 تا 3/32 میلی گرم در گرم به دست آمد و بیشترین مقدار پتاسیم آزاد شده مربوط به سویه s14-3 (23/3 میلی گرم در گرم) بود که نسبت به شاهد بدون باکتری 48/85درصد افزایش نشان داد و با سایر جدایه ها تفاوت معنی داری داشت. طی آزمایش انکوباسیون مشخص شد که سویه ها توانایی آزاد سازی پتاسیم را از کانی های پتاسیم دار بیوتیت و مسکویت دارند و در آنالیز xrd، پیک 19/5 انگسترم بدست آمده در کانی موسکویت (تیمار شده با منیزیم) در حضور تیمار s19-1مربوط به فضای بین لایه ای است که توسط یکسری از متابولیتهای باکتریایی پر شده است.