تثبيت ازت به روش همياري

تثبيت ازت به روش همياري
(Associative N2 Fixation)
دكتر محمدجواد روستا، استاديار مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي فارس

مقدمه
كودهاي بيولوژيك كه با استفاده از ميكروارگانيسم هاي مفيد خاك توليد مي شوند در سالهاي اخير مورد توجه بيشتري قرار گرفته اند. مشكلات اقتصادي ناشي از افزايش رو به رشد بهاي كودهاي شيميايي از يك سو و مسائل زيست محيطي مرتبط با مصرف غير اصولي اين كودها از قبيل ايجاد آلودگيهاي محيطي. افت سطح حاصلخيزي خاك و كاهش كيفيت محصولات از سوي ديگر، موجبات اين حسن توجه را فراهم آورده اند. تلاش براي بهره گيري از سيستم هاي بيولوژيك تثبيت كننده ازت به عنوان مناسبترين جايگزين براي كودهاي ازتي ابعاد گسترده تري يافته و جلوه هاي روشني از امكان تحقق آرمان ديرينه محققان بري استفاده از اين پديده مفيد در كشت محصولات استراتژيك مانند انواع غلات ظاهر شده است.يكي از روشهاي توليد كودهاي بيولويك استفاده از باكتريهاي هميار(Associative) است.
همياري بين باكتريها وگياهان كه همياري همزيستي(Associative Symbiosis) نيز ناميده مي شود به معني ارتباط متقابلا مفيد بين باكتريها و گياهان بدون تشكبل اندام همزيستي خاص مي باشد. پتانسيل واقعي تثبيت ازت به اين روش در حدي است كه مي تواند تا 50 درصد از ازت مورد نياز گياه را تامين
نمايد.

دلايل تثبيت ازت به روش همياري

- افزايش ارت كل تثبيت شده در بعضي مناطق كه تثبيت ازت به روش همياري مي تواند بهترين دليل براي اين افزايش باشد ؛
- احياي استيلن به اتيلن توسط قطعات ريشه، ريشه و خاك اطراف آن و همچنين توسط گياه دست نخورده ؛
- وارد شدن 15Nاز 15N2به بعضي گياهان.

انواع همياري :
1- همياريهاي فيلوسفري
فيلوسفر(سطح برگ گياهان) به دليل عرضه رطوبت وتركيبات مختلفي از جمله كربوهيدراتها، جايگاه مناسبي براي فعاليت بعضي ميكروارگانيسمها به شمار مي رود. باكتريهاي گرم منفي وحاوي رنگدانه هاي زرد و مخمرها در فيلوسفر فراوان تر هستند. بعضي ازباكتريهاي هتروتروف و سيانوباكتريهاي موجود در سطح برگ مي توانند ازت مولكولي هوا را تثبيت كنند. اين باكتريها از انواع هوازي ، بيهوازي و هتروتروفهاي اختياري هستند.
گياهان ميزبان از جنسهاي مختلف گياهي بوده و از نظر جغرافيايي در تمام نقاط دنيا پراكنده هستند ولي به دليل بالا بودن ميزان رطوبت در مناطق حاره ، فيلوسفر گياهان اين مناطق شرايط مناسب تري را براي فعاليت ميكروارگانيسمهاي تثبيت كننده ازت فراهم مي كند. باكتريهاي تثبيت كننده ازت در فيلوسفربيشترمتعلق به خانواده انتروباكترياسه و ازتوباكترياسه هستند. ميزان تثبيت ازت توسط اين همياري در حد چند كيلوگرم در هكتار برآورد شده است.
2- همياريهاي ريزوسفري
همياري بين باكتريهاي تثبيت كننده ازت به روش همياري و گياهان ميزبان بدون تشكيل اندام تمايز يافته خاصي در ريشه اين گياهان صورت مي گيرد. باكتريهاي هميار ، علاوه بر تثبيت ازت مي توانند با ترشح مواد محرك رشد باعث افزايش رشد گياه شوند. اولين مورد همياري بين باكتريها و گياهان در سال 1972 ميان باكتري ازتوباكتر پاسپالي و گياه پاسپالوم نوتاتوم گزارش گرديد. برآورد شده است كه اين باكتري مي تواند در همياري با گياه ميزبان ساليانه تا 90 كيلوگرم در هكتار ازت تثبيت نمايد. همچنين مشخص شده است كه مقادير قابل توجهي ازت در اراضي كشاورزي مناطق گرمسير(حاره) مخصوصا در كشتزارهاي برنج و نيشكرو همچنين در مراتع تثبيت مي شود و بررسيها نشان داده است كه گياه برنج مي تواند 20 تا 30 درصد از نياز ازتي خود را از طريق تثبيت بيولوژيك ازت تامين نمايد.
بعد از كشف همياري بين باكتري ازتوباكتر پاسپالي و گياه پاسپالوم نوتاتوم ، همياري بين باكتريها وگراسهاي علفي و غلات در زيست ـ بومهاي طبيعي و كشاورزي در حد وسيعي مورد مطالعه قرار گرفت. اين مطالعات منجر به شناسايي جنسها و گونه هاي جديدي از باكتريهاي تثبيت كننده ازت مانند ازوسپيريلوم ،كلبسيلا ، هرباسپيريلوم ، انتروباكتر ، اروينيا ، باسيلوس ، استوباكتر و باكتريهاي شبه سودوموناس گرديد( جدول 1 ). از اين باكتريها ، مهمترين باكتري كه در سالهاي اخير توجه زيادي را به خود جلب كرده است باكتري ازوسپيريلوم مي باشد.

جدول 1 - مهمترين باكتريهاي تثبيت كننده ازت به روش همياري با گياهان غير لگوم.

جنس و گونه باكتريگياه ميزبانمنبعازوسپيريلوم
ازوسپيريلوم ليپوفروم
ازوسپيريلوم برازيلنس
ازوسپيريلوم آمازوننس
ازوسپيريلوم هالوپريفرنس

گرامينه ها
برنج ، سورگوم ، ذرت
نيشكر ، گراسها

كالار گراس

 دوبرينر و همكاران ، 1988

 

هرباسپيريلوم سروپديكا   باسيلوس پلي ميكساگراسها و غلات استوباكتر نيتروكاپتانسنيشكر انتروباكتر
انتروباكتر آگلومرانس
انتروباكتر كلوآسه
انتروباكتر آيروژنز

گرامينه ها
گندم ، جو ، انواع چاودار برنج

 انتروباكتر و كلبسيلاگراسها و غلاتكورهونن و همكاران،1989كلبسيلا
كلبسيلا پلنتي كولا
كلبسيلا اكسي توكا برنج
برنج
ريزوسفر برنج يو و همكاران، 1986

يوزومي و همكاران، 1984انتروباكتر و كلبسيلاگراسها و غلاتكورهونن و همكاران،1989سودوموناسبرنجواتاناب و همكاران، 1987آلكالي ژنز فيكاليسبرنجيو و همكاران، 1988

همياري باكتريهاي جنس ازوسپيريلوم و گياهان

اكولوژي و گياهان ميزبان
ازوسپيريلوم يكي از مهمترين ميكروارگانيسم هاي تثبيت كننده ازت در مناطق گرمسير مي باشد. اين باكتري با گياهان تك لپه اي مختلفي از جمله غلات مهم زراعي مانند گندم، برنج، ذرت و گياهان ديگر مانند سورگوم، نيشكر، ارزن، چاودار و گراسهاي علفي مانند ديجيتاريا و كالار گراس و همچنين با تعدادي از گياهان دو لپه اي بصورت همياري زيست مي كند. پراكنش جغرافيايي ازوسپيريلوم بسيار گسترده مي باشد، بطوريكه وجود اين باكتري در خاك و ريشه گياهان مناطق معتدل، سرد و گرمسير دنيا گزارش شده است ولي فراواني آن در مناطق گرمسير بيشتر است.

طبقه بندي
باكتريهاي جنس ازوسپيريلوم از خانواده اسپيريلاسه مي باشد. جنسهاي ديگر اين خانواده آكواسپيريلوم ، هرباسپيريلوم و كامپيلوباكتر هستند. در مورد تاريخچه بايد گفت كه در سال 1922 بيجرينك باكتري جديدي كشف كرد و ابتدا آن را ازتوباكتر اسپيريلوم ناميد ولي در سال 1925 نام آن را به اسپيريلوم ليپوفروم تغيير داد. توانايي تثبيت ازت توسط اين باكتري در سال 1963 بوسيله بكينگ با روش ايزوتوپي 15N مشخص گرديد. در سال 1978 تاراند و همكاران با تعيين درصد مولي گوانين و سيتوزين DNA باكتري ، نام ازوسپيريلوم را براي اين جنس پيشنهاد كردند زيرا درصد مولي گوانين و سيتوزين DNA اين باكتري برابر 71-69 بدست آمد كه بسيار بيشتر از درصد مربوط به جنس اسپيريلوم بود.
تاكنون بر اساس خصوصيات ظاهري و قرابت ژنتيكي، پنج گونه ازباكتريهاي اين جنس به نامهاي برازيلنس، ليپوفروم، آمازوننس، هالوپريفرنس و ايراكنس شناسايي شده و مورد تاييد قرار گرفته است.

/ 3 نظر / 53 بازدید
۲۴ساعته

مشتری گرامی فروشگاه اینترنتی 24 ساعته راه اندازی شد. فروش انواع سی دی و نرم افزار آموزشی و ... 100 % ارزانتر و مطمئن تر پر فروشترین و جدید ترین سی دی ها کارتون شرک( 3) 1000 تومان فیلم مرد عنکبوتی( 3 )1500 تومان آموزش زبان نصرت ( 1 ) 2000 تومان فیلم هری پاتر ( 5 ) 1000 تومان و.... قرعه کشی ماهیانه جایزه بگیرید ! " از همین حالا مشتری ما شوید "

آرش

با عرض سلام. داستاهای تخیلی من و اژدها با داستان "نجات درخت کهن: خوان اول - افسانه غورباقه طلایی" به روز شد.

آزادی - برابری

دوستان، علی رغم فشارهای امنیتی و بازداشتهای گسترده، دانشجویان آزادی خواه و برابری طلب تجمع خود را به مناسبت روز دانشجو (16 آذر) در دانشگاه تهران هرچه با شکوه تر برگزار کردند. دانشجویان آزادی خواه و برابری طلب اعلام میدارند که تا آزادی کامل تمامی دانشچویان دستگیر شده از پای نخواهند نشست. برای کسب آخرین اخبار و گزارشها از تجمع روز 3 شنبه و وضعیت دستگیر شدگان، از وبلاگ ما دیدن فرمایید.