نشان ویژه‌سازی اکوفیزیولوژیک سیانوباکتریوم Lyngbya sp. FS33 Agardh. جمع‌آوری شده از شالیزارهای استان گلستان

محورهای موضوعی : ژنتیک

شادمان شکروی ¹ , مریم صفایی کتولی ² , فریبا امیرلطیفی ³

1 - گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان، گرگان
2 - باشگاه پژوهشگران جوان وگروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان، گرگان
3 - گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان، گرگان

تاریخ دریافت : 1388/05/11 تاریخ پذیرش : 1388/09/15 تاریخ انتشار : 1389/03/25

کلید واژه: گلستان, سیانوباکتری, اکوفیزیولوژی, شالیزار, Lyngbya sp. FS33 Agardh,

چکیده مقاله :

این پژوهش با هدف بررسی اکوفیزیولوژیک سیانوباکتریوم Lyngbya sp. FS33 Agardh، که از تراکم قابل توجهی در شالیزارها و زمین‌های کشاورزی استان گلستان برخوردار بوده و در عین حال از نظر اکوفیزیولوژیک ناشناخته می‌باشد، انجام گردید. نمونه خالص در محیط کشت مایع BG -11 وارد شد. تیمارهای شوری، دما، نور و pH به صورت جداگانه اعمال گردید. تیمارهای نوری شامل شدت‌های نوری 2 و 30و 60 میکرومول کوانتا بر مترمربع در ثانیه، تناوب‌های نوری 2، 4، 6 و 8 ساعت تاریکی در شبانه روز، تیمارهای شوری محیط کشت فاقد و واجد کلرور سدیم (تا یک درصد)، تیمار دمایی از 15 تا 45 درجه سانتی‌گراد، با pH 5 تا 9، تیمارهای دی اکسید کربن عدم هوادهی و هوادهی، تلقیح دی اکسید کربن به میزان یک درصد، بقا، رشد، نرخ رشده ویژه، محتوای کلروفیل، بتا کاروتن، گزانتوفیل، فیکواریترین، فیکوسیانین، آلوفیکوسیانین، برون ریزش آمونیوم، و کارایی فیکوبیلی‌زومی سنجش گردید. نتایج نشان داد در این سویه رشد در شدت 60 میکرومول کوانتا بر متر مربع در ثانیه به مراتب بالاتر می‌باشد. اعمال روشنایی مستقیم به صورت 24 ساعت، سبب افزایش معنی‌دار رشد نمونه می‌گردد. محتوای کلروفیل در شرایطی که شوری در شرایط In vitro به میزان نیم درصد افزایش یابد، افزایش معنی‌دار پیدا می‌کند. برون ریزش آمونیوم، در تیمارهای شوری نزدیک به شرایط بهینه شوری از نظر کمیت به هم نزدیک است. نمونه بقای خود را در دماهای10 تا 45 درجه سانتی‌گراد حفظ می‌کند. در شرایط بهینه pH، افزایش معنی‌دار فیکواریترین، نشان از سازگاری سیستم فتوسنتزی با شرایط اعمال شده دارد. ساختمان فیکوبیلی زومی در شرایط بهینه کامل و در شرایط قلیایی افراطی، ناقص است. در شرایط بهینه اسیدیته، تولید کاروتنوییدها در روزهای نخست پس از تلقیح افزایش می‌یابد. در نهایت، نتایج بدست آمده این سویه را در کنار سیانوباکتری‌های هتروسیستوس، از نظر بکارگیری به عنوان کود زیستی مستعد نشان می‌دهد.

چکیده انگلیسی:

The aim of this research was preliminary ecophysiological survey of the cyanobacterium Lyngbya sp. FS33 Agardh which seems common strain in the paddy-fields and agricultural soils of Golestan Province and has not been characterized previously. The axenic culture has been enriched in to BG11 culture medium. Salinity, temperature, irradiance and pH treatments have been treated separately. Light treatments include 2, 30.60 micromolquanta.m-2.s-1 intensities and 2, 4, 6 and 8hours dark- light daily photoperiods. Salt treatments include culture medium without added salt to 1% NaCl, Temperature include 15oC to 45oC, alkalinity and acidity include pHs from 5 to 9, and carbon dioxide treatments include aeration, non aeration, and 1% carbon dioxide enrichment Survival, growth, specific growth rate, chlorophyll, phycoerythrin, phycocyanin, allophycocyanin, ammonium liberation, and phycobilisome potentiality, have been analyzed. Results showed that in the opposite of stigonematalean and nostocalean cyanobacteria, this strain show higher growth at 60 micromol quanta.m-2.s-1 intensity. Continuous 24 h illumination cause significant increase at the growth rate. Chlorophyll content show significant increase when salinity reach to 0.5%. Ammonium liberation seems higher amounts near to the optimum conditions and no significant differences moving slightly from the optimum. This srain be able to survive at low (100C) and high (450C) temperatures. At the optimum pH, significant increase in phycoerythrin content, reveal adaptation of photosynthesis apparatus with treated conditions. The phycobilisome structure seems complete at the optimum and incomplete at the extreme alkaline condition. Carotenoide production increase significantly at the first day of inoculation at the optimum acidity condition. As a whole, results introduce this strain, as the potent one for future biofertilizers beside heterocystous cyanobacteria.

منابع و مأخذ:

امیرلطیفی، ف.، شکروی، ش.، علمایی، م. (1386) بررسی بقا و رشد و وضعیت رنگیزه ای سیانوباکتری Nostoc sp.درشرابط متفاوت اسیدیته و قلیاییت، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان.

بافته چی، ل.، نژاد ستاری، ط.، ابراهیم زاده معبود، ح. و شکروی، ش. (1380) بررسی شدت‌های نوری بر رشد و بسامد هتروسیست سیانوباکتری Fischerella sp. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم دانشگاه تهران.

سلطانی، ن.، خاوری نژاد، ر.، طباطبایی یزدی، م.، شکروی، ش. و فرناندز والینته،ا. (1384) بررسی خواص آنتی میکروبیال و فیزیولوژی سیانوباکتری‌ها در محیط‌های افراطی، پایان نامه دکترای تخصصی، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه تربیت معلم تهران.

شکروی، ش.، سلطانی، ن. و بافته چی، ل. (1381) تدوین تکنولوژی استفاده از سیانوباکتری‌ها به عنوان کود بیولوژیک در شالیزارها، شورای عالی تحقیقات نهاد ریاست جمهوری (طرح ملی) مجری پژوهشکده علوم پایه کاربردی، جهاد دانشگاهی، دانشگاه شهید بهشتی.

 شکروی، ش. و ساطعی، آ. (1382) بررسی پتانسیل سیانوباکتری به منظور تلقیح در شالیزار، گزارش طرح پژوهشی، معاونت پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان.

شکروی، ش. و ساطعی، آ. (1384) نشان ویژه سازی مورفولوژیک سیانوباکتری به منظور تلقیح در شالیزار، گزارش طرح پژوهشی، معاونت پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان.

شکروی، ش. سلطانی، ن. بافته چی.ل. (1387) سیانوباکتریولوژی، چاب اول، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان

صفایی، م.، شکروی، ش.، علمایی، م. سلطانی، ن. (1386) بررسی بقا و رشد و وضعیت رنگیزه ای سیانوباکتری Fischerella sp. در شرایط متفاوت شوری، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان.

وکیلی، ف.، شکروی، ش.، قورچی بیگی، ک. و سلطانی، ن. (1385) بررسی رشد و وضعیت هتروسیست در سیانوباکتریوم Fischerella ambigua پایان نامه کارشناسی ارشد، گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان.

Anagnostidis, K. & Komarek, J. (1990) Modern approaches to the classification of cyanobacteria. Stigonematales. Archieves for Hydrobiology sup l4, 224-286.

Anand, N.L., Radha, R.S., Hopper, G.R. & Subramanian, T.D. (1990) Blue-green algae as biofertilizers: certain view points on the choice of suitable isolates. In: Perspective in phycology, International symposium of phycology at university of Madras, New Delhi: Today and Tomorrow’s Publishers.

Boussiba, S. (1988) Anabaena azollae as biofertilizer. In: Algal biotechnology, eds. T.,J. Stadler, M.C. Millon, Y. Verdus, H. M. Karamanos and D. Christiaen, Elsevier applied science.

Desikachary, T.V. (1959) Cyanophyta. Indian council of agricultural research, monographs on Algae New Delhi, India.

Geitler, L. (1932) Cyanophyceae von Europa Kryptogamen flora Akademiche Verlagsgesellschaft.- Leipzig.

Jensen, A. (1978) Chlorophylls and carotenoides. In: Handbook of Phycological Methods, Physiological and Biochemical Methods, eds. J.A. Hellebust & J.S. Craigie, Cambridge University Press.

John, D.M., Whitton, B.W. & Brook, A.J. (2002) The Freshwater Algal Flora of The British Isles -Cambridge University Press.

Kaushik, B.D. (1987) Laboratory methods for blue-green algae. Associated Publishing Company, New Delhi, India.

Poza-Carrion, C., Fernandez-Valiente, E., Fernandez Pinas, F. & Leganes, F. (2001) Acclimation of photosynthetic pigments and photosynthesis of the cyanobacterium Nostoc sp. Strain UAM 206 to combined flactuations of irradiance, pH, and inorganic carbon availability, Journal of Plant Physiology 158, 1455-1461.

Prescott, G.W. (1962) Algae of the western great lake area. W.M.C. Brown Company Pub.

Shokravi Sh., Amirlatifi F., Safaie M., Ghasemi Y., Neda Soltani (2006) Some physiological responses of Nostoc sp. JAH 109 to the combination effects of limited irradiance, pH and DIC availability Quarterly journal on plant science researches Vol.number 3 pp: 55-63

Soltani N., Khavari-Nejad R., Tabatabaei Yazdi M., Shokravi Sh., Fernandez-Valiente E. (2005) Screening of Soil Cyanobacteria for Antifungal and Antibacterial Activity, Pharmaceutical biology, 43 (5) 455-459.

Soltani, N., Khavari-Nejad, R., Tabatabaie, M., Shokravi, Sh., Valiente, E.F. (2006) Variation of Nitrogenase Activity, photosynthesis and pigmentation of cyanobacterium Lyngbya sp. FS33 Agardh strain FS18 under different irradiance and pH. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 22 (6): 571-576.

Soltani N., G.Zarrini, Y.Ghasemi, Sh.Shokravi and L.Baftechi (2007) Characterization of soil cyanobacterium Fischerella sp. FS18 under NaCl stress Journal of Biological Sciences 7 (6): 931-936

Soltani N., R.A. Khavarinejad, M.Tabatabaei Yazdi and Sh.Shokravi (2008) Growth and metabolic Feature of cyanobacterium Fischerella sp.FS18 in different Combined Nitrogen sources Iranian journal of science, 18 (2) : 123-128

Stal, J.S. (1995) Physiological ecology of cyanobacteria in microbial mats and other communities. New Phytology 131, 1-32.

Valiente, E.F. & Leganes, L. (1989) Regulatory effect of pH and Incident Irradiance on the levels of Nitrogenase activity in the cyanobacterium Nostoc sp.UAM205 Journal of Plant Physiology, 135, 623 627.