اثر کاربرد باکتری محرک رشد مولد بیوفیلم و اسید آمینه تریپتوفان بر عملکرد و غلظت کادمیوم در اندام‌هوایی گیاه چاودار

با توجه به اجتناب‌ناپذیر بودن ورود عنصر کادمیوم به خاک ها و سمیت این عنصر، لازم است که از ورود آنها به زنجیره غذایی به ویژه از طریق جذب توسط گیاهان جلوگیری نمود، باکتری های محرک رشد گیاهان با قابلیت تولید بیوفیلم و تولید اکسین می توانند مانع ورود عناصر سنگین به اندام های هوایی گیاهان زراعی گردند. در این راستا آزمایشی در قالب طرح فاکتوریل بر پایه بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار به روش هیدروپونیک طراحی و اجرا شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سطوح کادمیوم (صفر، 50 و 100 میلی گرم کادمیوم در لیتر)، مایه زنی باکتریایی (مایه زنی باکتری bacillus atrophaeus 54-1 و عدم مایه زنی) و سطوح تریپتوفان (عدم کاربرد و کاربرد با غلظت 100 میلی گرم تریپتوفان در لیتر) بود. نتایج نشان دادند که افزودن تریپتوفان و مایه زنی باکتریایی منجر به افزایش 19 درصدی عملکرد ماده‌ خشک چاودار در مقایسه با شاهد شد. همچنین، کاربرد تلفیقی تریپتوفان در غلظت های 50 و 100 میلی گرم در لیتر به همراه مایه زنی باکتریایی به ترتیب سبب کاهش 100 و 62 درصدی غلظت کادمیوم در اندام های هوایی چاودار گردید. کاربرد تریپتوفان میزان مالون دی آلدئید و پراکسید هیدروژن را در مقادیر 50 میلی گرم کادمیوم بر لیتر به ترتیب 30 و 42 درصد و در شرایط 100 میلی گرم بر لیتر کادمیوم به میزان 34 و 32 درصد کاهش  داد که حاکی از بهبود سیستم آنتی اکسیدانی چاودار در اثر کاربرد تریپتوفان می باشد. لذا به نظر می رسد با مطالعات تکمیلی تر بتوان از این تیمارها جهت افزایش عملکرد و کاهش ورود کادمیوم به زنجیره غذایی از طریق گیاهان در شرایط خاک های مبتلا به آلودگی کادمیوم بهره برداری کرد.

effect of biofilm-forming plant growth promoting bacterium and tryptophan on yield and cadmium uptake in rye (secale cereale)

due to the inevitable entry of cadmium into the soils and its high toxicity, it is essential to prevent it from human food chains. biofilm-forming plant growth-promoting bacteria with the ability of auxin production can prevent the transport of some heavy metals to plants. a hydroponic factorial experiment was designed based on a randomized complete block in three replications to investigate the effect of biofilm-forming plant growth-promoting bacterium and tryptophan on yield and cadmium uptake in rye. experimental factors include three levels of cadmium (zero, 50 and, 100 mg.l-1), two bacterial inoculation (with or without bacillus atrophaeus) and, tryptophan (presence in 100 mgl-1 and absence). the results showed that the addition of tryptophan and bacterial inoculation could increase the yield of rye dry matter by 19% on average vs control. in addition, the co-applying of tryptophan with bacterial inoculation was able to reduce 100% and 62% of the cadmium concentration in rye aerial parts at 50 and 100 mg.l-1, respectively. the use of tryptophan by the improvement of the antioxidant system was able to reduce the amount of malondialdehyde and hydrogen peroxide at 50 mg.l-1 cadmium level up to 30 and 42%, and for 100 mg.l-1 cadmium by 34 and 32%, respectively. therefore, it seems that with further studies, these treatments can be used to increase the yield and reduce the cd entry into the food chain in the cd-contaminated soils.