تعرفه خدمات فنی و مهندسی کشاورزی تهیه شده توسط سازمان نظام مهندسی کشاورزی، ابلاغ شده توسط وزیر جهادکشاورزی ثبت نام دوره آموزش مجازی کارآفرینی کشاورزی

نسخه قابل چاپ

مطلب قبلی

صفحه اصلی

مطلب بعدی

آرشیو ماهانه

    در رشد و سلامت گیاه(PGPR) نقش باكتریهای محرك رشد   

قسمت دوم :‌سلامت گیاه*
محمد جعفر ملكوتی، استاد دانشگاه تربیت مدرس
زرین تاج علیپور، دانشجوی كارشناسی ارشد خاكشناسی دانشگاه تربیت مدرس
هوشنگ خسروی، عضو هیات علمی مؤسسه تحقیقات خاك و آب
هادی اسدی رحمانی، عضو هیات علمی و سرپرست بخش تحقیقات بیولوژی خاك موسسه تحقیقات خاك و آب

 مقدمه: ریزوسـفر منطقه‌ای از خاك اطرف ریشه است كه ریزجانداران موجود در آن هم از نظر كمی و هم از نظر تنوع و تركیب گونه‌ای تحت تأثیر فعالیتهای حیاتی ریشه هستند. از طرف دیگر این میكروارگانیسم‌ها نیز به نوبه خود باعث تغییرات فیزیولوژیكی و مورفولوژی در گیاه گشته و مجموعه این تغییرات روی رشد، تغذیه و سلامت گیاه اثر مثبت می‌گذارند وبه طور كلی تحت عنوان كلی باكتریهای افزاینده رشد (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) PGPR قرارمی‌گیرند. یكی از كاربردهای مهم این باكتری‌ها استفاده از آنها در مبارزه بیولوژیك با عوامل بیماریزا می‌باشد. امتیازات عمده مبارزه بیولوژیك نسبت به مبارزه شیمیایی به قرار زیر است:
• ریزجانداران مفید از قبل در دسترس هستند؛ یعنی، احتیاج به ساختن و تولید آنها نیست و فقط بایستی جداسازی شوند.
• ریزجانداران مفید می‌توانند تكثیر و انتشار یابند.
• آفات و بیماریها به كندی قادرند در برابر این نوع مبارزه مقاومت پیدا كننند (یكی از نقطه ضعف‌های مبارزه شیمیایی مقاومت پیدا كردن آفات و عوامل بیماریزا نسبت به مبارزه در طی زمان می‌باشد).
• این نوع مبارزه از به وجود آمدن مشكلات زیست محیطی ناشی از به كار بردن آفت كش‌ها و سموم جلوگیری به عمل می‌آورد و در حقیقت توسعه این روش گامی مثبت در راستای كشاورزی پایدار و ارگانیك می‌باشد.
• تاریخ ثبت شده مربوط به مبارزه بیولوژیك به حدود سال 1762 میلادی می‌رسد سالی كه برای مبارزه با ملخ قرمز، پرندگان شكارچی را به جزیره موریس در اقیانوس هند وارد كردند. البته این مبارزه نیز دارای نقاط ضعفی می‌باشد مانند:
• مبارزه كند است و عوامل بیولوژیك سرعت تاثیر آنی ندارند.
• غالباً غیر قابل پیش‌بینی است و عوامل مختلفی مانند اقلیم، نوع خاك، میكرو فلورخاك و … روی آن اثر دارد
• احتیاج به نظارت متخصص دارد.
 خصوصیات میكروارگانیسم‌ها: خصوصیات میكرو ارگانیسم‌های ریزوسفری برای مقابله با عوامل بیماریزا و آفات عبارتند از:
الف ـ توانایی بقاء: چنانچه در نظر داشته باشیم جمعیت آفت یا عامل بیماریزا را پائین نگه داریم میكروارگانیسم‌ مقابله كننده باید در مواقع كم بودن میزبان به بقای خود ادامه دهد.
ب ـ اختصاصی بودن میزبان: به طور كلی بعضی از میكروارگانیسم‌ها كه اثر بازدارنده روی رشد و فعالیت پاتوژن‌های گیاهی خاصی دارند خیلی دقیق‌تر از آنهایی كه چند میزبانه هستند در برابر تغییرات تراكم جمعیت میزبان عكس‌العمل نشان می‌دهند.
ج ـ توان افزایش جمعیت در كوتاه مدت: تعداد زیاد نسل‌ها در سال و باروری زیاد از خواص مفید آن دسته از دشمنان طبیعی است كه علیه آفت یا عوامل بیماریزا به كار می‌روند.
د ـ تطابق با اقلیم و زیستگاه: ریزجانداران كه برای مقابله بیولوژیك با عوامل بیماریزا به كار می‌روند باید قادر باشند خود را در حداقل زمان با اقلیم؛ شرایط آب و هوایی و خاك منطقه وفق دهند و قادر به رشد و نمو باشند.
هـ ـ سهولت تكثیر: ریزجانداران مفیدی كه برای مقابله با پاتوژن‌های گیاهی به كار می‌روند باید به راحتی در محیط آزمایشگاه تكثیر یابند و بتوان آنها را در یا روی محیط غذایی مصنوعی كشت و تكثیر داد تا به حد اشباع و تلقیح برسند.
و ـ تحرك: ریزجاندار مورد نظر باید از تحرك كافی برخوردار باشد تا بتوانند خود را به منطقه مورد نظر برسانند.
 انتخـاب یك عامل كنترل بیولوژیك: در حین انتخاب یك ریزجاندار به عنوان عامل كنترل بیولوژیك، باید مطمئن بود كه شرایط طبیعی كه بر آن زیست محیط حاكم است تأثیر نامطلوبی روی كلونی سازی عامل كنترل بیولوژیك، رشــد و فعالیت آن نـمی‌گذارد. عواملی مانند پتانسیل ماتریك، درجه حرارت، pH، و نوع خاك تاثیر عمیقی بر سرنوشت یك ریزجاندار وارد شده یك زیست محیط بـه جای می‌گذارند. چنانچه ریزجاندانی كه به عنوان عامل كنترل بیولوژیك در آزمایش‌های گلدانی در محیط آزمایشگاه مناسب تلقی شده‌اند به طور نا مطلوبی تحت تاثیر شرایط متفاوت محیط قرار ‌گیرند، در این‌ صورت سویه‌هایی باید مورد استفاده قرار گیرند كه حساسیت كمتری دارند. عوامل زنده ومحیطی زیادی وجود دارند كه فعالیت كلونی سازی یك عامل كنترل بیولوژیك را تحت تاثیر قرار می‌دهندكه در جدول زیر به ذكر تعدادی از آنها پرداخته شده است.

جدول1 ـ فاكتورهایی كه بر بقای طولانی مدت عوامل كنترل بیولوژیك موثر هستند (علوی و آهون‌منش، 1376)

جدول 2- فاكتورهایی كه بر سرعت تاثیر گذاری عامل كنترل بیولوژیك موثر است (علوی و آهون‌منش، 1376)

 مقتضیات تجاری: عوامل كنترل بیولوژیك بایستی همانگونه كه در آزمایشگاه موثر و مفید هستند به صورت تولید انبوه و در بازار نیز همین گونه مؤثر باشند. یك عامل كنترل بیولوژیك با طیف فعالیت نسبتاً وسیع، شانس عرضه در یك بازار بزرگ را بیشتر از یك عامل كاملاً اختصاصی داراست. تاثیر عوامل كنترل بیولوژیك باید با كنترل شیمیایی برابری كند اگر چه این امر ممكن است یك معیار قابل انعطاف باشد. عوامل كنترل بیولوژیك باید آنقدر در محیط زیست دوام داشته باشد تا وظیفه‌اش را به نحو مطلوب انجام دهد. این عامل همچنین باید تاثیر ثابتی داشته باشد. همچنین باید با استفاده از تكنولوژی متداول، قابل كاربرد در جایگاه اكولوژیك هدف باشد (علوی و آهون‌منش، 1376).

جدول 3 ـ شرایط لازم برای موفقیت تجاری یك عامل كنترل بیولوژیك
(علوی و آهون‌منش، 1376)

 باكترئوسین‌ها: تولید باكترئوسین توسط باكتری‌های ریزوسفری كه جزء متابولیت‌های‌ ثانویه می‌باشد فقط در شرایط خاصی تولید و تجمع می‌یابند. باكترئوسین‌ها گروهی از بازدارنده‌های پپتیدی می‌باشند كه توسط باكتری‌های اسید لاكتیك همانند سودوموناس‌ها، اگروباكتریوم و باسیلوس‌ها تولید می‌گردد و بر روی انواع باكتری‌ها با قرابت و خویشاوندی نزدیك بر خود آنها اثر سمی دارد همانند اثر یك گونه برروی گونه دیگر یا یك سویه بر روی سویه دیگر از یك گونه. به طور كلی باكترئوسین‌ها را می‌توان به سه دسته تقسیم نمود. گروههای پیتیدی مقاوم به حرارت، گروههای پروتئینی ناپایدار در برابر حرارت و آنتی بیوتیك‌ها
(Xu et al., 2002). باكترئوسین تولید شده توسط سودوموناس آئروجینوسا (Pseudomonas aeruginosa) پیوسین (Pyocin) نام دارد كه بروی سویه‌های دیگر  سود و موناس كه بیماریزا می‌باشند ائر منفی و بازدارنده دارد (Michel and Baysse, 2002). تولید  آنتی بیوتیك به نام آگروسین توسط سویه‌ای خاص از اگروباكتریوم به نام Agrobacterium radiobacter K84 گزارش شده است كه بروی گونه دیگر از اگروباكتریوم به نام  Agrobacterium tumefaciens كه عامل بیماری گال طوقه در درختان میوه‌ همانند هلو و گیلاس می‌باشد اثر منفی دارد. ازتوباكتر كروكوكوم نیز با تولید آنتی بیوتیك‌های ضد قارچی از پوسیدگی بذر و نهال جلوگیری به عمل می‌آورد. باكتری سودوموناس فلورسنس با تولید آنتی بیوتیك فنازین می‌تواند عامل بیماری پا خوره در گندم و جو را از بین ببرد.
 كنترل بیماریهای گیاهی:‌ ازاهداف مهم مطالعات ریزوسفری كنترل جامعه میكروبی و شناخت اثرات متقابل آنها در جهت تغذیه بهتر گیاه وحفظ سلامت گیاه می‌باشد. جهت كنترل بیماریهای گیاهی سـه راهكار عمده وجود دارد.
1ـ جلوگیری از برخورد عامل بیماریزا و میزبان: این استراتژی به صورت كلان مطرح است و طالب برنامه ریزیهای دقیق و مراقبتهای دائمی است تا از تماس عامل بیماریزا و میزبان جلوگیری به عمل آید.
2ـ انهدام و از بین بردن عامل بیماریزا: مبارزه شیمیایی در حال حاضر یكی از رایج‌ترین روشها برای كنترل بیماریهای گیاهی می‌باشد. یكی از محاسن این روش سرعت عمل آن می‌باشد ولی به دلیل مشكلات زیست محیطی و برهم خوردن تعادل اكولوژیك، توسعه این روش مناسب به نظر نمی‌رسد.
تقویت میزبان:‌ به علت مشكلات و محدودیتهای موارد قبل، راهكار تقویت میزبان بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. تقویت میزبان با روش‌های مختلفی انجام می‌پذیرد كه «مقاومت القایی» یكی از آنهاست. بررسی مقاومت القایی ثابت كرده است كه پدیده القای مقاومت گیاهان در برابر عوامل بیمایزا از طریق مسیرهای بیولوژیك متفاوتی ایجاد می‌شود كه مقاومت اكتسابی سیستمی(ایمن سازی) از مهمترین آنهاست (روح پرور و محمدی، 1380). با وجود اهمیت زیاد این پدیده در گیاهان و استفاده‌های عملی كه می‌تواند در كنترل بیماری‌های گیاهی، داشته باشد، تاكنون كمتر مورد توجه بوده است. در سال 1933، چستر (Chester) این پرسش را مطرح كرد كه «آیا ایمنی اكتسابی از نوع جانوری، در گیاهان نیز وجود دارد» با انجام تحقیقات بعدی او شواهد قاطعی مبنی بر تایید چنین فرآیندی در گیاهان به دست آورد و اظهار داشت كه: «ما بایستی نسبت به روش و حالات ویژه ایمنی اكتسابی در سلسله گیاهان آگاهی یابیم». وی سه فرآیند زیر را در ظهور ایمنی اكتسابی دخیل می‌داند:
• حفاظت تقاطعی ویروسی.
• مقاومت القایی سیستمیك (ISR)
• آنتاگونیسم باكتریایی و قارچی
 حفاظت تقاطعی ویروسی: حفاظت تقاطعی كه ویروسهای زنده ضعیف شده طی چندین نسل به سیستم كشاورزی تلقیح می‌شود، باعث بوجود آمدن مقاومت گیاه در برابر ویروس خاص و بیماری مشخصی می‌گردد. استفاده ازویروسهای ضعیف شده برای كنترل ویروسهای بیماریزا مانند ویروس موزائیك توتون وویروس تریستزای مركبات نیز موفقیت‌های تجاری به همراه داشته است. در این حالت مقاومت حالت اختصاصی دارد.
 مقاومت سیستمیك القایی Induced Systemic Resistance  (ISR): دومین پدیده یعنی مقاومت سیستمیك القایی یا به طور خلاصهISR یك واكنش گیاهی می‌باشد كه در این روش مقاوت با آلودگی اولیه به پاتوژن به وجود می‌آید وحالت غیراختصاصی دارد در حالی كه در روش حفاظت تقاطعی ویروسی حالت اختصاصی در مقاومت وجود دارد. هر چند انواع مختلفی از فرآیند ISR در گیاهان وجود دارد اما آنچه به طور وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته است مقاومت اكتسابی سیستمیك SAR می‌باشد.
مقاومت سیستمیك اكتسابی (SAR):‌ مقاومت سیستمیك اكتسابی (SAR) عبارت است از مسیر مشخص انتقال سیگنال كه نقش مهمی را در توانایی گیاهان برای دفاع از خود در مقابل عوامل بیماریزا  ایفاء می كند. این مسیر با بروز عكس‌العمل بافت مردگی در گیاه فعال می‌شود كه می‌تواند حاصل از یك واكنش فوق حساسیت تا لكه نكروتیك بیماری باشد. از سوی دیگر طی فرآیند مقاومت اكتسابی سیستمیك ژن‌هایی كه به ژن‌های SAR معروفند بیان می‌شوند و همه ژن‌های مربوط به دفاع فعال نمی‌شوند. لذا در واكنش SAR در مقایسه با سایر واكنشهای مقاومت گیاهان طیف معینی از ژن‌های فعال قابل تشخیص هستند.
 نشانگرهای ملكولی برای SAR: آلودگی به پاتوژن مجموعه ای از تغییرات بیوشیمیایی و فیزیولوژیكی دفاعی را در میزبان موجب می‌شود. كه عبارت است از:  مرگ و یا افزایش اكسیداسیون در سلول، تولید كالوس و لیگنین و سنتز فیتوآلكسین‌ها و پروتئین‌های جدید. برای تشخیص SAR از سایر واكنشهای القایی مقاومت در گیاهان، تلاش وسیعی برای شناسایی و جداسازی نشانگر‌های بیوشیمیایی اختصاصی، انجام شده است. چون این نشانگرها پروتئینی هستند و سنتز آ‌نها توسط ژنهای ‌SAR انجام می‌پذیرد لذا به پروتئین‌های SAR معروف هستند. بسیاری از پروتئین‌های SAR جزء پروتئینهای مربوط به بیماریزایی هستند و فعالیت آنها به شدت با ظهور مقاومت در گیاه مرتبط است.
 نقش اسید سالیسیلیك در انتقال سیگنال SAR:‌ بعضی از مواد مثل اسید سالیسیلیك دارای یك نقش اساسی در انتقال سیگنال SAR و مقاومت به بیماری است وتجمع آن برای القای SAR  ضروری می‌باشد (روح پرور و محمدی ،1380). به عنوان نمونه درمورد گیاه توتون وخیار پس از آلودگی به عامل بیماریزا غلظت اسید سالیسیلیك چند صد بار افزایش یافته و با مقاومت اكتسابی سیستمیك در گیاه رابطه مستقیم دارد. پاشیدن اسیدسالیسیلیك بر روی گیاهانی مانند خیار، فلفل، تربچه و گوجه فرنگی باعث افزایش مقاومت این گیاهان در مقابل بیماری‌ها گشته است(Reddy et al., 2002).
نحوه اثر اسید سالیسیلیك:‌ مكانیسم القای SAR توسط اسید سالیسیلیك هنوز به درستی شناخته نشده است. آزمایشها نشان داده‌اند كه غلظت‌های بالایی از H2 O2 برای القای سنتز اسید سالیسیلیك به وجود می‌آید كه احتمال می‌رود H2O2 از طریق القای اسید سالیسیلیك تجمع پروتئین‌های بیماریزایی را موجب می‌شود. از سوی دیگر دیده شده است كه اسید سالیسیلیك با دارا بودن قابلیت اتصال به یك پروتئین با نقش كاتالازی می‌تواند روی فعالیت آن اثر بازدارندگی داشته باشد. با جلوگیری از كاتالیز H2O2 سبب افزایش سطوح آن شود و در برگهای غیر آلوده اتصال اسید سالیسیلیك با یك گیرنده می‌تواند بیان ژن SAR را القا كند. غلظت‌های بالای اسید سالیسیلیك در اطراف محل‌های آلودگی ممكن است از فعالیت كاتالاز و سایر اكسیدورداكتازها جلوگیری كند و این بازدارندگی فعالیت كاتالاز می‌تواند نیم عمر H2O2 را طولانی كند و منجر به گسترش واكنشهای اكسید كننده شود. این گونه واكنشها در محل حمله پاتوژن پس از ایجاد SAR در بافت به سرعت به وجود می‌آیند. در مقابل با بافتی كه SAR ایجاد نشده واكنش آهسته‌تری صورت می‌پذیرد. واكنش اكسید كننده ممكن است مجموعه‌ای فرآیندهای دفاع موضعی را مانند مرگ منظم سلولی در طی واكنشهای فوق حساسیت و بیان ژن دفاع و سنتز اسید سالیسیلیك در سلول‌های مجاور سبب می‌شود و در نتیجه در محل‌های حمله پاتوژن چرخه مداومی ایجاد می‌گردد كه منجر به تجمع سطوح بالای اسید سالیسیلیك و H2O2 می‌شود (روح پرور و محمدی، 1380).
 SAR به عنوان یك واكنش كنترل بیماری در گیاهان نتایج مطلوبی دارد و در فعالیت‌های كشاورزی می‌توان از آن بهره‌برداری كرد. می‌توان نتیجه گرفت كه تماس یك پاتوژن با گیاه میزبان سبب فعال شدن یكی از واكنشها در گیاه می‌گردد. دسته ای از این واكنشها گیاه را مستعد آلودگی نموده و مقاومت گیاه در مقابل عامل بیماریزا كاهش می‌یابد. مثل تولید اتیلن كه حساسیت گیاه درمقابل بیماری را افزایش می‌دهد و در مقابل واكنشهای دیگری همانند تولید اسید سالیسیلیك، انواع سیدروفورها و لیپوپلی ساكاریدها باعث افزایش مقاومت گیاه به عامل بیماریزا می‌گردد (Reddy et al., 2002). در این رابطه بسیاری ازPGPR‌‌ها با استفاده از مكانیسم مقاومت اكتسابی سیستمیك همانند تولید اسید سالیسیلیك و اگزالات مقاومت گیاه را در مقابل عامل بیماریزا افزایش می‌دهند. در آزمایشی كه توسط دانشمندان انجام گرفت مشاهده شد دوگونه از باسیلوس‌ها به وسیله همین مكانیسم بیماری پوسیدگی غلاف برنج، پوسیدگی ریشه در سویا، بیماری سوختگی خیار و بیماری كفك آبی را در تنباكو به شدت كاهش دادند و همچنین در تیمارهایی كه با باسیلوس تلقیح شده بودند شاهد خسارت ناشی از نماتودهای ریشه به شدت كاهش یافته بود (Reddy et al., 2002).
• آنتاگونیسم باكتریایی و قارچی:‌ تحقیقات دانشمندان نشان داده است كه بعضی از خاكها به طور طبیعی دافع یك بیماری هستند و برخی دیگر منتقل كننده یك بیماری می‌باشند ویژگی هادی و دافع بودن خاك به خصوصیات فیزیكی، شیمیایی و بیولوژیك خاك ارتباط پیدا می‌كند به عنوان مثال بیماری پاخوره گندم كه توسط یك گونه قارچ به نام Goeumannomyces graminis به وجود می‌آید كه یكی از مهمترین بیماریهای ریشه در گندم در سراسر جهان می‌باشد این بیماری میزان قابل توجهی عملكرد گندم و جو را كاهش می‌دهد. ولی با به كاربردن گونه‌ای از باكتری سودوموناس فلورسنس می‌توان شدت این بیماری را كاهش داد كه این باكتری با تولید مواد آنتی بیوتیك همانند فنازین یا 2 و 4 دی استیل فلوروگلوسیتول می‌تواند فعالیت این قارچ را كاهش دهد و با تلقیح باكتری سودوموناس فلورسنس به خاك ناقل این بیماری می‌توان آن را به یك خاك دافع تبدیل نمود (Raaijmakers and Weller, 2000). همچنین باكتری سود وموناس فلورسنس با تولید مواد آنتی بیوتیك كه از متابولیت‌های ثانویه می‌باشد در كنترل بیماریهایی مانند پوسیدگی سیاه در تنباكو، پژمردگی فوزایوزمی در گوجه فرنگی و پژمردگی فوزایوزمی در لوبیا موثر می‌باشد (Raaijmakers and Weller, 2000). در جدول زیر به برخی از میكرو ارگانیسم‌های ریزوسفری كه در كنترل بیماری‌های گیاهی نقش دارند اشاره شده است.
 
 
جدول 4 ـ برخی ریزجانداران ریزوسفری مؤثر در كنترل بیماریهای گیاهی (علوی و آهون‌منش، 1376)
نوع میكرو ار گانیسم محل ثبت هدف

 به طور كلی واكنشهای آنتاگونیستی در منطقه ریزوسفر نسبت به خاك اطراف شدیدتر می‌باشد و با استفاده از مكانیسم‌های رقابتی مانند پارازیتیسم، شكار و اشغال جایگاههای مناسب بر روی ریشه توسط ایزوله‌های غیرپاتوژنیك می‌توان میزان خسارت به گیاه را كاهش داد. به عنوان مثال باكتریهای تولید كننده آنزیم كیتیناز موجود در ریزوسفر با تولید این آنزیم می‌توانند با قارچهای بیماریزا مانند فوزاریوم، اسكلروتیوم، فیتیوم و ریزوكتونیا سولانی مقابله نمایند یا با استفاده از مكانیسم حذف رقابتی و اشغال جایگاههای مناسب توسط ایزوله‌های غیر پاتوژنیك و حذف پاتوژنها می‌توان میزان بیماری را كاهش داد. به عنوان نمونه می‌توان به اشغال جایگاههای مناسب برروی ریشه توسط باكتری سودوموناس فلورسنس و حذف باكتری مولد بیماری پاخوره گندم از طریق مكانیسم حذف رقابتی اشاره نمود (Weller, 1983).
شكل 1 ـ برخی چرخه‌ها در مكانیسم‌های حاكم بر كنترل بیولوژیك عوامل بیماریزای گیاهی (Baker, 1984)
 باكتریهای محرك رشد ریزوسفری با تولید انواع متابولیت‌های بازدارنده مثل تولید انواع آنتی‌بیوتیك‌ها و استفاده از مكانیسم‌آنتی بیوزو روابط بین این باكتریها و عوامل بیماریزا مثل روابط انگلی، شكار، رقابت برای اشغال جایگاههای مناسب برروی ریشه می‌توانند در كنترل بیماری‌های گیاهی موثر باشند و یا این باكتری‌های مفید از طریق تولید انواع اسیدهای آمینه و هورمونها و یونسفرها و افزایش جذب و حلالیت عناصر غذایی مثل فسفر، آهن و روی سبب تقویت و مقاوم شدن گیاه گردیده و از به وجود آمدن بیماریهای گیاهی به عنوان عارضه ثانویه جلوگیری به عمل آورند.
 در پایان باید گفت كه استفاده از روشهای بیولوژیك نسبت به روشهای شیمیایی برای كنترل آفات و بیماریها بسیار مفید و به صرفه بوده و در راستای اهداف كشاورزی پایدار است. زیرا سموم شیمیایی دارای مكانیسم‌ سمی و غیر اختصاصی بوده و برای بشر و بسیاری از جانداران دیگر اثرات سمی و ناشناخته دارد. از طرف دیگر باعث مقاوم شدن آفات و عوامل بیماریزا نسبت به سموم در طی زمان گشته و به نظر می‌رسد بهترین راه، گسترش و توسعه مبارزه بیولوژیك و تقویت گیاه در مقابل عوامل بیماریزا می‌باشد.
 نقش ازتوباكتر در كاهش آلودگی محیط زیست: ازتوباكتر یك باكتری آزادزی تثبیت كننده نیتروژن است كه انرژی مورد نیاز خود را از تجزیه بقایای گیاهی و جانوری تأمین می‌كند. توانایی سنتز اكسین و هورمون‌های محرك رشد، انواع ویتامین‌ها به خصوص ویتامین‌های گروه B، انواع اسیدهای آمینه، سنتز مواد ضد قارچی برای مقابله با عوامل بیماریزای قارچی همانند فوزاریوم، اسكلروتیوم در ریزوكتونیاسولانی و … از امتیازات اضافی این باكتری به شمار می‌رود. این میكروارگانیسم در بسیاری از كشورهای جهان همانند برزیل، هند، روسیه و غیره به عنوان كود بیولوژیك كه ازتوباكترین نامیده می‌شود برای افزایش كمیت و كیفیت بسیاری از محصولات كشاورزی همانند غلات، صیفی‌جات و سبزیجات مورد مصرف دارد.
یكی دیگر از موارد استفاده این باكتری مفید كه امروزه مورد علاقه بسیاری از دانشمندان می‌باشد نقش این باكتری در كاهش آلودگی محیط زیست می‌باشد كه در زیر به صورت خلاصه به چندین مورد اشاره می‌شود.
 نقش ازتوباكتر برای خارج نمودن عناصر سنگین: امروزه به منظور خارج نمودن عناصر سنگین (همانند كادمیم و سرب) از فاضلابهای كشاورزی و صنعتی استفاده از تكنولوژی میكروبی به خصوص گونه‌های مختلف ازتوباكتر مورد توجه می‌باشد كه از نظر اقتصادی و زیست محیطی راهكار مناسبی می‌باشد. بیوماس و پلی مرهای میكروبی نقش مؤثری در خارج كردن فلزات سنگین از فاضلابها دارند. هنگامی كه ازتوباكتر به فاضلابها اضافه می‌گردد این باكتری با تولید انواع پلی ساكاریدها كپسول مانند و اگزوپلی ساكاریدهای سبب خارج شدن میزان قابل توجهی از عناصر سنگین و مضر همانند سرب، نیكل، كادمیوم و … می‌گردد. به عنوان مثال در تحقیقی در ایتالیا انجام گرفت 6 لیتر از فاضلاب رقیق شده كه حاوی 5 درصد مواد آلی بود با ازتوباكتر وینلاندی در دمای oC30 تلقیح شد پس از 2 هفته بیوماس میكروبی به وسیله دستگاه سانتریوفوژ جدا گردید و پلی ساكاریدهای تولید شده توسط ازتوباكتر نیز عصاره گیری و ارزیابی گردید. این پلی ساكاریدها و اگزوپلی ساكاریدها به وسیله غشاء الكلی پلی ونیل بدام انداخته شدند. پلی ساكاریدها عناصر كادمیم و سرب را از محلول فاضلاب خارج ساخته بودند. البته نكته قابل توجهی این می‌باشد كه میزان سرب خارج شده از محلول فاضلاب به پ.هاش محلول وابسته می‌باشد بدین صورت كه در پ.هاش 5/4 راندمان خارج ساختن سرب از محلول فاضلاب از پ.هاش 5/6 بیشتر می‌باشد. در حالیكه پ.هاش محلول راندمان خارج ساختن سرب از محلول تأثیر چندانی ندارد نتایج به صورت زیر در جدول خلاصه شده است:
جدول 5 - پلی ساكاریدهای تولید شده توسط ازتوباكتر

جدول 6 - راندمان پلی ساكاریدها در خارج ساختن فلزات (cd+2 و pb+2) از جریان مایع
میكرومول Me+2 در هر میكرومول (CPS)

 نقش ازتوباكتر در كاهش آلودگی ناشی از جیوه: جیوه یكی از عناصر مضر جهت سلامت انسان و حیوانات می‌باشد كه اختلالات تنفسی و انواع سرطانها را در انسان موجب می‌شود. جیوه از طریق احتراق ناقص سوختها یا دود بعضی از كارخانجات به محیط زیست اضافه می‌گردد. بعضی از باكتری‌ها به خصوص گونه‌های مختلف ازتوباكتر توانایی سنتز آنزیمهایی را دارند كه قادر می‌باشند تركیبات آلی و معدنی جیوه كه از طرق مختلف به محیط زیست اضافه می‌شوند را تجزیه نمایند این دو آنزیم. مركوریك ردوكتاز و ارگانو مركوریال لیاز می‌باشد. نحوه عمل بدین صورت می‌باشد كه آنزیم مركوریك ردوكتاز Hg+2 موجود در تركیبات معدنی جیوه را به HgO تبدیل نموده و HgO به علت فشار بخار بالایی كه دارد به خارج از سیستم متصاعد می‌گردد. اما برای تجزیه تركیبات آلی جیوه آنزیم ارگانو مركوریال لیاز وارد عمل شده ابتدا پیوندهای كربن-جیوه را به Hg+2 تبدیل نمود و سپس آنزیم مركوریك ردوكتاز وارد عمل شده و Hg+2 را به HgO تبدیل می‌نماید.

 پیشنهادها (چه باید كرد؟)
• باكتری های افزاینده رشد (PGPR) ریزجاندارانی هستند كه در خاك های آهكی در شرایط مصرف نامتعادل كودها      چندان فعالیت ندارند.
• با مصرف بهینه كود، باكتریهای افزاینده رشد در محیط ریزوسفر در راستای افزایش عملكرد و بهبود كیفیت محصولات كشاورزی نقش خود را موثرتر ایفاء می‌نمایند.
• یكی از وظایف محققین بخش تحقیقات بیولوژی خاك ‌مؤسسه تحقیقات خاك و آب، تحقیق برروی این نوع ریز جانداران و ارائه دانش فنی آن به بخش صنعت می‌باشد.

دوشنبه 3 مهر 1385| Tuesday 17 Apr 2012

-----