تاثیر باکتری محرک رشد بیوفیلمی و تریپتوفان بر خصوصیات ریشه گیاه چاودار و ارتباط آنها با تجمع کادمیوم در ریشه

اهداف: باکتری‌های محرک رشد گیاهان با توانایی تولید اکسین می‌توانند مانع ورود عناصر سنگین از جمله کادمیوم به اندام‌های هوایی گیاهان گردند. این موضوع، با استفاده از باکتری bacillus atrophaeus در حضور و عدم حضور تریپتوفان به عنوان پیش ماده سنتز اکسین با مایه‌زنی گیاه چاودار در شرایط آلودگی کادمیوم بررسی گردید. مواد و روش‌ها: این آزمایش با 12 تیمار شامل دو سطح باکتریایی (مایه‌زنی با b. atrophaeus و عدم مایه‌زنی)، اسید آمینه تریپتوفان در دو سطح (100 میلی‌گرم بر لیتر و عدم کاربرد) و سه سطح کادمیوم (صفر، 50 و 100 میلی‌گرم بر لیتر) به‌صورت هیدروپونیک با کشت گیاه چاودار در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح کامل تصادفی اجرا شد. یافته‌ها: نتایج نشان دادند که کاربرد تلفیقی تریپتوفان به‌همراه مایه‌زنی باکتریایی چاودار به‌عنوان تیمار برتر به‌ترتیب در غلظت‌های 50 و 100 میلی‌گرم بر لیتر کادمیوم باعث کاهش 53 و 37 درصدی ورود کادمیوم به اندام‌های هوایی آن در مقایسه با تیمار شاهد شد. در مقابل بیشترین میزان تجمع کادمیوم با دو برابر افزایش نسبت به تیمار شاهد در ریشه‌ها در سطح 100 میلی‌گرم بر لیتر کادمیوم مشاهده گردید. تیمارهای آزمایشی توانستند بر اغلب صفات مورد بررسی ریشه تاثیر معنی‌داری داشته باشند و مطالعه ارتباط بین غلظت کادمیوم و ویژگی‌های ریشه نشان داد که تجمع کادمیوم در ریشه تحت تاثیر این تغییرات بوده و بیشترین همبستگی آن با سطح ریشه و چگالی سطح ریشه (87/0=r^2) می باشد. با توجه به تاثیر مایه زنی باکتری bacillus atrophaeus به تنهایی یا به همراه افزودن تریپتوفان در تجمع بالای کادمیوم در ریشه چاودار میتوان از چاودار همراه با این تیمارها به منظور استفاده در فرآیند گیاه تثبیتی کادمیوم و جلوگیری از ورود آن به اندام هوایی گیاه چاودار بهره گرفت.

the effect of biofilm forming growth promoting bacterium and tryptophan on root characteristics of rye and their relationship with root cadmium accumulation

background & objective: auxin producing plant growthpromoting bacteria can prevent the entry of heavy elements such as cadmium into the aerial section of plants. this issue was investigated using bacillus atrophaeus in the presence and absence of tryptophan by inoculation of rye under cadmium contamination. materials and methods: this experiment with 12 treatments including two bacterial levels (inoculation with b. atrophaeus and noninoculation), two levels of the tryptophan amino acid (application and nonapplication) and three cadmium levels (zero, 50 and 100 mg.l1) was performed as hydroponic culture with rye culture in factorial experiment with randomized complete design. results: the results showed that the coapplication of tryptophan with bacterial inoculation of rye as a superior treatment reduced the entry of cadmium into its aerial section by 53 and 37% compared to the control treatment respectively at 50 and 100 mg.l1 of cadmium. also, the highest amount of cadmium accumulation in the roots, especially at the level of 100 mg.l1 cadmium, was 2 times higher than the control treatment. the study of root characteristics also showed that there is the highest correlation between root cadmium concentration and root surface density and root surface density characteristics (r^2=0.87). conclusion: in order to reduce the entry of cadmium into the shoots of rye, b. atrophaeus can be inoculated alone or with the addition of tryptophan. due to the high accumulation of cadmium in the roots, this compound can be used in the cadmium phytostabilization process.