زيست پالايي علف كش هاي سولفونيل اوره توسط برخي باكتري هاي زيست پالا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

بيوتكنولوژي

كارشناسي ارشد

رشد فزاينده جمعيت و نياز مبرم به امنيت غذايي، بهره‌گيري از علف‌كش‌هاي شيميايي را به بخش جدايي‌ناپذيري از كشاورزي مدرن تبديل كرده است. در اين ميان، علف‌كش‌هاي سولفونيل اوره، نظير سولفوسولفورون، با كارايي بالا در كنترل علف‌هاي هرز، به طور گسترده‌اي به كار گرفته مي‌شوند. با اين حال، مصرف بي‌رويه اين تركيبات، به ويژه در مناطقي مانند ايران با مصرف بالاتر از ميانگين جهاني، منجر به تجمع بقاياي آن‌ها در خاك‌هاي كشاورزي، آلودگي منابع آبي، و ايجاد سميت براي گياهان زراعي حساس (مانند عدس) شده است. اين سميت شامل كاهش رشد ريشه و اندام هوايي، و اختلال در جذب مواد مغذي است كه پايداري اكوسيستم‌هاي كشاورزي را به خطر مي‌اندازد. در پاسخ به اين چالش، زيست‌پالايي با بهره‌گيري از توان زيست‌تخريب‌كننده ميكروارگانيسم‌ها، به عنوان راهكاري سبز و پايدار مطرح مي‌گردد. باكتري‌ها، به دليل تنوع عظيم متابوليكي، قادرند علف‌كش‌ها را از طريق مسيرهاي مختلف متابوليكي تجزيه كنند. اين تحقيق با هدف شناسايي توان زيست‌پالايي باكتري‌هاي بومي، كه پيشتر توانايي آن‌ها در زيست‌پالايي آلاينده‌هاي همچون نفت، پلاستيك و فلزات سنگين در آزمايشگاه بيوتكنولوژي دانشگاه بوعلي سينا اثبات شده، در تجزيه سولفوسولفورون انجام شد. در اين مطالعه، توانايي باكتري ها در تخريب علف‌كش سولفوسولفورون در محيط‌هاي كشت آزمايشگاهي مورد ارزيابي قرار گرفت. تست‌هاي متداول تعيين حداقل غلظت مهاركنندگي (MIC) و حداقل غلظت كشندگي (MBC) با استفاده از روش سري رقت انجام شد كه نشان داد ايزوله‌هاي باكتريايي انتخابي در غلظت‌هاي بالا نيز زنده مانده و قادر به رشد هستند، كه حاكي از مقاومت آن‌ها به علف‌كش است. علاوه بر اين، تست‌هاي آنزيمي شامل سنجش فعاليت آنزيم‌هاي كاتالاز، پروتئاز و ليپاز در حضور و عدم حضور علف‌كش انجام شد. سنجش ميزان تجزيه علف‌كش در محيط‌ كشت نوترينت براث يك هشتم حاوي علف كش به عنوان نمونه شاهد و علف كش + باكتري به عنوان نمونه تيمار با استفاده از كروماتوگرافي مايع با كارايي بالا (HPLC) انجام گرفت. نتايج آناليز HPLC در غلظت 50 ميلي‌گرم بر ليتر علف‌كش، عدم تجزيه معني‌دار سولفوسولفورون را توسط جدايه منتخب Pmf نشان داد (عدم تغيير در پيك‌هاي مربوطه). جهت بررسي تأثير باكتري‌ها بر جوانه زني ، آزمون‌ جوانه زني بذر عدس انجام گرفت. يافته‌ها نشان داد كه در شرايط تيمار با عصاره فيلتر شده باكتري Pmf به همراه علف‌كش 50 ميلي‌گرم بر ليتر، بذر عدس قادر به جوانه زني نبود، اما هنگامي كه بذرها با هفت جدايه باكتريايي پرايم شدند و سپس با محلول علف‌كش 50 ميلي‌گرم بر ليتر آبياري گرديدند، شاهد جوانه زني موفق بذرها بوديم. اين در حالي است كه بذر عدس بدون پرايم شدن با باكتري، در هيچ يك از غلظت‌هاي علف‌كش قادر به جوانه زني نبود. اين نتايج به وضوح نشان‌دهنده نقش حياتي حضور خود سلول‌هاي باكتريايي بر سطح بذر (پرايمينگ) در كاهش اثرات سمي سولفوسولفورون و القاء جوانه زني است. نتايج به دست آمده نشان داد كه باكتري Pmf ، مي تواند باكتري مناسبي جهت زيست پالايي علف كش سولفوسولفورون مي باشد.

237085

بيوتكنولوژي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان