The effect of plant growth promoting rhizobacteria on some physiological traits of black cumin (Nigella sativa L.) under water deficit stress
Subject Areas : Journal of Plant EcophysiologyZeinab Bosh 1 , Abdolrazagh Danesh Shahraki 2 , Mahdi Ghobadinia 3 , Keramatollah Saeidi 4
1 - Ph.D. Student of Crop Physiology, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Shahrekord University
2 - Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
3 - Assistance Professor, Department of Irrigation Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University
4 - Assistance Professor, Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, Shahrekord University
Keywords: Grain yield, Chlorophyll, Biofertilizer, Irrigation Management, Medicinal Crops,
Abstract :
In order to evaluate the effect of plant growth promoting bacteria (PGPR) on some physiological traits of Black cumin under Water Deficit Stress, a split-plot experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted at the research farm of Shahrekord University in 2015- 16. Factors were irrigation in three levels (100, 75 and 50 % of water requirement) and bacteria in seven levels (control, Bacillus sp. Strain A, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus sp. Strain B, Azotobacter chroococcum, Pseudomonas putida and Azopirillum lipoferum). Results showed a significant effect of water deficit, PGPRs and their interaction on all traits. It was demonstrated that in 50% of water requirement treatment reduced total chlorophyll, RWC and grain yield by 28%, 14.4% and 28.4%, respectively. Within each three irrigation levels, the bacterial treatments had the maximum amount of measured traits than control treatment. So that all PGPRs under 50% water requirement treatment could increase chlorophyll b, RWC and grain yield as compared to control. Also, B. amilolykofosins and strainB application under 75% water requirement treatment had the highest grain yield. Overall, this increase was more significant in B .amilolycophysin, Bacillus strain A, strainB and Azopirillum lipoferum treatments. according to the this study results, inoculation of Black cumin seeds with PGPRs is recommended to increase physiological traits and crops yield and alleviation of adverse effects of water stress.
احمدی موسوی، ع.، خ. منوچهریکلانتری و م. ترکزاده. 1384. اثر نوعی براسینواستروئید بر مقدار تجمع مالون دآلدئید، پرولین، قند و رنگیزههای فتوسنتزی در گیاه کلزا (Brassica napus L.) تحت تنش کم آبی. مجله زیستشناسی ایران، جلد 18، شماره ۲: ۲۹۵-306.
پاکنژاد، ف.، س. وزان، ه. مجیدی، ق. نورمحمدی قربان و ع. سیادت. ۱۳۸۵. بررسی تأثیر تنش خشکی بر پارامترهای فلورسانس کلروفیل، محتوای کلروفیل و عملکرد دانه ارقام مختلف گندم. علوم کشاورزی ایران. شماره ۳: ۴۸۱-۴۹۲.
خانپورکنزق، م.، ک. خاوازی، ف. پاکنژاد، د. حبیبی و ف. مجیدیفخر. 1389. اثر سطوح مختلف شوری و باکتریهای محرک رشد بر عملکرد و اجزای عملکرد جو. مجله پژوهشهای به زراعی، جلد ۱، شماره ۲: ۲۱۵-۲۳۱.
خلدبرین، ب. و ط. اسلامزاده. 1380. تغذیه معدنی گیاهان عالی. جلد اول، انتشارات دانشگاه شیراز، شیراز. 495 صفحه.
خورشیدیبنام، م. ب.، ف. رحیمزادهخویی، م. ج. میرهادی و ق. نورمحمدی. ۱۳۸۱. برﺭﺳﻲ ﺍﺛﺮﺍﺕ ﺗﻨﺶ ﺧﺸﻜﻲ ﺩﺭ ﻣﺮﺍﺣﻞ ﺭﺷﺪ ﺍﺭﻗﺎﻡ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﻴﺐ ﺯﻣﻴﻨﻲ. مجله علوم زراعی ایران، جلد ۴، شماره ۱: ۴۸-۵۸.
شبانکاره، ح.، م. ر. اصغریپور و ب. فاخری. 1394. اثر کودهای زیستی بر شاخصهای رشد و اسانس بادرشبو تحت تنش خشکی. مجله علمی پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی، جلد ۱، شماره ۲۳: ۱۹۵-۱۸۶.
ظفری، م.، ع. عبادی، ق. پرمون و س. جهانبخش. 1394. تأثیر باکتریهای محرک رشد بر تولید متابولیتهای سازگاری و برخی خصوصیات یونجه همدانی در طی تنش خشکی. فرآیند و کارکرد گیاهی، جلد ۴، شماره ۱۴: ۶۱-۷۱.
فرشی، ع.، ح. سیادت، ص. دربندی، م. انصاری، ج. خیرابی، م. میر لطیفی، ع. سلامت و م.ح. سادات میری. 1382. مدیریت آب آبیاری در مزرعه. انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، تهران. ۲۵۰ صفحه.
فرنیا، ا.، ق. نورمحمدی، ا. نادری، ف. درویش و ا. مجیدیهروام. ۱۳۸۵. تأثیر تنش خشکی و نژادهای باکتری Bradyrhizobium japonicum بر عملکرد دانه و صفات وابسته به آن در سویا در بروجرد. مجله علوم زراعی ایران، جلد ۸، شماره ۳: ۲۰۱-۲۱۳.
محمدیبابازیدی، ه.، م. فلکناز، پ. حیدری، م. س. همتی و ش. فرخیان. 1392. تأثیر باکتری آزوسپیریلیوم و سالیسیلیک اسید بر صفات فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی ریحان تحت تنش کمآبی. مجله تازههای بیوتکنولوژی سلولی-مولکولی، جلد ۳، شماره ۱۲: ۳۱-۳۵.
نادری، م. 1391. اثر باکتریهای ریزوسفری ارتقا دهندهی رشد گیاه بر گیاه پالایی سرب توسط آفتابگردان در یک خاک حاوی سرب با سابقه دراز مدت. پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی کشاورزی گرایش اگرواکولوژی، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد. ایران.
Ansari, M. F., D. R. Tipre, and S. R., Dave. 2015. Efficiency evaluation of commercial liquid biofertilizers for growth of Cicer aeritinum (chickpea) in pot and field study. Biocatal. Agric. Biotechnol. 4(1): 17-24.
Atta, M. B. 2003. Some characteristics of nigella (Nigella sativa L.) seed cultivated in Egypt and its lipid profile. Food Chem. 83: 63-68.
Burd, G. I., D. G. Dixon and B.R. Glick. 2000. Plant growth promoting bacteria that decrease heavy metal toxicity in plants. Can. J. Microbiol. 46: 237-245.
De Souza, R., A. Ambrosini and L. M. P. Passaglia. 2015. Plant growth promoting bacteria as inoculanta in agricultural soils. Genet. Mol. Biol. 34 (4): 401- 419.
Egamberdieva, D. and B. Lugtenberg. 2014. Use of plant growth-promoting rhizobacteria to alleviate salinity stress in plants. In: Miransari, M. (Ed.) Use of microbes for the alleviation of soil stresses. Springer. New York. pp. 73-96.
Ermumcu, M. S. K. and N. Sanher. 2017. Black Cumin (Nigella sativa) and its active component of thymoquinone: effects on health. J. Food. Sci. 3(4): 170-183.
Fazeli-Kakhki, F., S. Riahinia and A. R. Ghasemi-Arian. 2016. Effects of NaCl and KCl on Physiological Aspects of Two Canola Varieties. J. Agric. Sci. 12(3): 845-860.
Galmes, J., J. Flexas and R. Save. 2007. Water Relations and Stomatal Characteristics of Mediterranean Plants with Different Growth Forms and Leaf Habits: Responses to Water Stress and Recovery. Plant Soil. 290(1): 139-155.
Hasanpour, J., M. Panahi, M. Sadeghi and K. Arabsalmani. 2012. Effect of inoculation with VA mycorrhiza and azotobacter on grain yield, LAI and protein of wheat on drought stress condition. Int. J. Agric. Sci. 2(6): 466-476.
Heidari, M. and A. Golpayegani. 2011. Effects of water stress and inoculation with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on antioxidant status and photosynthetic pigments in basil (Ocimum basilicum L.). J. Soc. Agric. Sci. 23: 1-5.
Lawler, D. W. and G. Cornic. 2002. Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficit in higher plants. J. Plant Cell Environ. 25: 275-294.
Malhotra, S. K. 2012. Nigella. In: Peter, K. V. (Ed.) Handbook of Herbs and Spices (Second edition). Woodhead Publishing. Cambrige. pp. 391-416.
Nadeem, S. M., Z. A. Zahir, M. Naveed, M. Arshad and S. M. Shahzad. 2006. Variation in growth and ion uptake of maize due to inoculation with plant growth promoting rhizobacteria under salt stress. Soil Environ. 25:78- 84.
Nepomuceno, A. L., D. Oosterhuis, J. Stewart, R. Turley, N. Neumaier and J. R. B. Farias. 2002. Expression of heat shock protein and trehalose-6-phosphate synthase homologues induced during water deficit in cotton. J. Plant Physiol. 14(1): 11-20.
Reddy, A. R., K. V. Chaitanyaand, M. Vivekanandan. 2004. Drought-induced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants. J. Plant Physiol. 161(11): 1189-1202.
Shafighi, A. A., A. R. Pazoki and D. EradatmandeAsli. 2014. Alleviation of Water Stress in Fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) Using Different PGPR Application Methods. Adv. Environ. Biol. 8(24): 275-280.
Strain, H. H. and W. A. Svelc. 1966. Extraction, separation, estimation and isolation of chlorophylls. In Vernon L. P. and G. R. Seely (Eds.) The Chlorophylls. Academic Press New York. 21-66.
_||_