Evaluating the effect of seed biopriming with Trichoderma and plant growth promoting rhizobacteria (PGPRs) on biochemical aspects of corn seedling growth under copper and aluminum stress

(1)

نیمیارپویاب رثا یبایزرا گ

یرتکاب و امردوکیرت اب رذب یاه

( دشر کرحم هبنج رب )

PGPR

یاه

هچهایگ دشر ییایمیشویب موینیمولآ و سم شنت طیارش تحت ترذ ی

زورفا یدهم

1

یرامخ دیعس ،*

یفیرش دیس فوئر ،2 3

1 - یلیبدرا ققحم هاگشناد رذب یهاوگ و یژولونکت مولع دشرا یسانشراک یوجشناد

2 - یلیبدرا ققحم هاگشناد یزرواشک هدکشناد تاتابن حلاصا و تعارز هورگ رایداتسا

3 - یلیبدرا ققحم هاگشناد یزرواشک هدکشناد تاتابن حلاصا و تعراز هورگ مامت داتسا

[email protected]

هصلاخ هعلاطم رضاح هب روظنم را یبایز نازیم لمحت هایگ ترذ رد طیارش یگدولآ كاخ هب زلف موینیمولآ و سم نیگنس و

هناتسآ لمحت نیا یعارز هنوگ رد

حوطس فلتخم یگدولآ و نینچمه یسررب

رثا لباقتم یهایگ هنوگ ترذ

و مسیناگراورکیم

یاه فلتخم رد یزاسکاپ كاخ

زا زلف نیگنس یم رظن دروم . دشاب

ش ششوک شهوژپ نیا رد رذب گنیمیارپویب تارثا ات د

یرتکاب و امردوکیرت چراق اب ترذ موینیمولآ و سم نیگنس تازلف شنت هب ترذ هچهایگ لمحت تیلباق رب دشر كرحم یاه

رارق یبایزرا دروم یلیبدرا ققحم هاگشناد یعیبط عبانم و یزرواشک هدکشناد یهاگشیامزآ هعومجم و یتاقیقحت هناخلگ رد شیامزآ نیا .دریگب كولب حرط بلاق رد لیروتکاف تروص هب

لماوع .دمآ دهاوخ رد ارجا هب رارکت هس اب یفداصت لماک یاه

یرتکاب ،امردوکیرت اب رامیت شیپ ،دهاش( گنیمیارپویاب حطس جنپ لماش یشیامزآ و مویلیرپسوزآ ،رتکاب وتزا دشر كرحم یاه

موینیمولآ و سم یرامیت بیکرت راهچ و )سانومودوس ( دهاش]

5 / 6

= ،رلاوم یلیم کی تظلغ( موینیمولآ ،)pH 5

= ،)pH

تظلغ( سم 292

،رلاوم ورکیم 5

= ( سم + موینیمولآ و )pH 5

= )pH هتسب تروص هب و کینوپوردیه تشک طیحم رد [

هجنسارف زا .تفریذپ تروص یم یبایزرا دروم یاه

نزو و لوط ،ندش زبس تعرس و دصرد دننام هچهایگ رارقتسا هب ناوت

دنا کشخ و )یلولس یاهاشغ زا هتفای تشن داوم نازیم( اشغ یرادیاپ صخاش ،گرب دادعت و هشیر مجح ،هشیر و ییاوه ما

فرعم زا هدافتسا اب بیترت هب گرب نیلورپ و لولحم یاهدنق ریداقم لیبق زا ییامیشویب و کیژولویزیف تافص یخرب یاه

زا یخرب کیرتموتف ورتکپسا تیلاعف ،نیردیه نین و نورتنآ میزنآ

.دومن هراشا زلااتاک و زادیسکارپ ریظن نادیسکا یتنآ یاه

تاملک یدیلک موینیمولآ ،سم ،گنیمیارپویاب ،دشر كرحم یاه یرتکاب ،امردوکیرت ،ترذ :

1 . همدقم جنرتب و مدتنگ زا دتعب تتشک حطس رظن زا .دشاب یم هیذغت رد تیمها یاراد و لوصحم رپ و مهم تلاغ زا یکی ترذ

هب هلغ نیموس زا شیب و دیا یم باسح

55 دوش یم دیلوت اکیرما رد ایند ترذ دصرد [

1

؛ 3 .]

مهم ترذ تتشک قطاتنم نیرتت

ناتسا ،ناریا رد لاتس راما هب انب .دشاب یم نارهت فارطا و ناگرگ ،ناردنزام ،)ناغم تشد هژیو هب( لیبدرا یاه

1392 حطتس

دودح ناریا رد یا هناد ترذ تشک 212

ن هک هدوب راتکه رازه هب کیدز

2 نیرتتشیب تتسا هتتشاد هتناد درکلمع نت نویلیم

دودح رد سراف ناتسا هب طوبرم تشک ریز حطس 122

یا هتناد ترذ نتت رازته شتش زا شیب نآ دیلوت هک هدوب راتکه رازه

(2)

دودح هک هدش هتخانش دیدج یایند هایگ ناونع هب ترذ .دراد ار یروشک لوا ماقم هک هدوب 3

دلایتم زا لتبق لاتس رازته رد

رد ینعی بمولک فتسیرک رفس زا دعب و هتشاد دوجو یبونج یاکیرما 1595

لتقتنم ایسا هب اجنا زا و اپورا هب ابوک زا یدلایم

دش [ 2 ؛ 12 ؛ 15 .]

یروط هب هک یقطانم رد ار لوصحم نیا تشک ریز حطس ،یعارز عونت هب زاین و ترذ یارب اضاقت نوزفازور شیازفا هک

نس تازلف رظن زا اهنآ كاخ رد ترذ تتعارز نیارباتنب .داد دتهاوخ شیازتفا ندتش هب ار دنربیم رس هب ینارحب طیارش رد نیگ

كاخ دزاتس یتم رثاتتم ار یدیلوت تلاوصحم یلگ تملاس نینچمه و لیسناتپ ،هدولآ یاه بآ نینچمه و هدولآ یاه [

9 .]

اتب

هئارا قیقحت نیا ماجنا زا فده ،هدش رکذ لئاسم نتفرگ رظنرد ج رد یتلح هار ی

بیتسآ شهاتک تته تازتلف زا یتشان یاته

هناوج رب نیگنس یم ترذ هچهایگ رارقتسا و ینز

وتیب رتیظن رذب رامیت شیپ یاه شور عاونا شرتسگ هب هجوتاب هزورما .دشاب -

مسیناگراورکیم اب گنیمیارپ شنتت قطاتنم رد دتشر یارتب روذب تردق شیازفا هب هجوت موزل زین اه

تازتلف شنتت هتلمج زا از

ک رد نیگنس شهوژپ عوضوم هب نتخادرپ ،نامزیزع روش

یرورض رضاح یم رظن هب

هتعلاطم یتط ،اتتسار نیتمه رد اذتل .دسر

امردوکیرت چراق تارثا و رذب تردق تارثا یهاگشیامزآ و ینادلگ هداتم کتیژولویب لتماع ود بیکرت ودشر كرحم یرتکاب ،

رتب

هچهایگ نیگنس تازلف هب لمحت تیلباق یبایزرا دروم ترذ یاه

تفرگ دهاوخ رارق شجنس و [

11 ].

2

شور و داوم .

اه كولب حرط بلاق رد لیروتکاف تروص هب شیامزآ نیا لماوع .دمآ دهاوخ رد ارجا هب رارکت هس اب یفداصت لماک یاه

گنیمیارپویاب حطس جنپ لماش یشیامزآ یرتکاب ،امردوکیرت اب رامیت شیپ ،دهاش(

ویلیرپسوزآ ،رتکاب وتزا دشر كرحم یاه و م

موینیمولآ و سم یرامیت بیکرت راهچ و )سانومودوس ( دهاش]

5 / 6

= ،رلاوم یلیم کی تظلغ( موینیمولآ ،)pH 5

= ،)pH

تظلغ( سم 292

،رلاوم ورکیم 5

= ( سم + موینیمولآ و )pH 5

= )pH .[ کی ،یلصا شیامزآ عورش زا شیپ اتسار نیا رد

شیامزآ یرس رذب هیلوا تبوطر نییعت لماش یتامدقم یاه

هنیهب ، ویاب ماجنا شور یزاس -

یرتکاب و امردوکیرت اب گنیمیارپ -

رد .تفرگ دهاوخ ماجنا هناخلگ و هاگشیامزآ رد موینیمولآ و سم نیگنس تازلف شنت حوطس یزاس یمک و دشر كرحم یاه شور لامعا لابند هب ،یلصا شیامزآ یط نادلگ رد ترذ روذب تشک هب مادقا ،گنیمیارپویاب فلتخم یاه

اه تیلرپ یواح(

هناد - نوی زا یراع و طسوتم لولحم اب یرایبآ ماجنا و )یندعم یاه

.دش دهاوخ هطوبرم ییاذغ یاه اب یدعب زاین دروم یرایبآ

هب تشک طیحم تبوطر تفا ساسا رب یلومعم بآ 02

دصرد ،یذغم رصانع هیلخت ناربج تهج یدعب تاعفد رد و هدوبFC

( نونرآ و دنلگوه ییاذغ لولحم 5

/ 6

= .تفرگ دهاوخ رارق لامعتسا دروم اددجم )pH

3 . ثحب و جیاتن

زادیسکارپ گرب

هشیر زادیسکارپ و جیاتن هداد سنایراو هیزجت زا لصاح اه

تارثا هک داد ناشن شیپ

موینیمولآ و سم شنت و رذب رامیت تیلاعف رب

ینعم هشیر و گرب زادیسکارپ میزنآ هب راد

دمآ تسد (

لودج 1 ) ینیمولآ شنت . میزنآ تیلاعف شیازفا بجوم سم و مو

لکش قباطم .دش زادیسکارپ 1

هچهایگ زادیسکارپ میزنآ تیلاعف شیپ روذب زا لصاح یاه

چراق اب هدش رامیت

دهاش روذب رد شنت نودب طیارشرد زادیسکارپ میزنآ تیلاعف نازیم نیرتمک .دوب دهاش روذب زا رتشیب ،امردوکیرت

(3)

دش هدهاشم راصنا جیاتن اب هک

( ناراکمه و ی 2212

.دراد تقباطم یهوک رادواچ رد ) ریراو

و ( ناراکمه 2212

)

دندرک شرازگ هک

شیپ ثعاب رامیت شیازفا

تیلاعف میزنآ زادیسکارپ رد

هبنپ هدش .تسا

لودج 1 یرتکاب و امردوکیرت اب رذب گنیمیارپویاب رثا سنایراو هیزجت : ( دشر کرحم یاه

ییایمیشویب تافص رب )PGPR

ایم ( تاعبرم نیگن ) MS

یدازآ هجرد تارییغت عبانم

هشیر زلااتاک گرب زلااتاک هشیر زادیسکارپ گرب زادیسکارپ 35

/

2 ** 2/55** 5/21** 1/25** 3 شنت یاهتظلغ

25 /

0 ** 5/95** 2/56** 2/88** 5 مسیناگراورکیم رامیت

122 /

2 ** 2/152** 2/32** 2/1** 12 شنت تظلغ و مسیناگراورکیم لباقتم رثا

2/221* 2/153* 2/22223^ns 2/221^ns 2 كولب

2 2/255 2/22222 2/221 38 اطخ

ینعم**

لامتحا حطس رد راد 1

*دصرد ینعم لامتحا حطس رد یراد 5

nsدصرد یراد ینعم ریغ

لکش 1 گرب و هشیر زادیسکارپ میزنآ یور رب فلتخم یاهرامیت شیپ ریثات:

زلااتاک و گرب زلااتاک هشیر

جیاتتتن قتتبط رتتب هداد سناتتیراو هتتیزجت زا لتتصاح

اتته لودتتج(

1 ) میزنآ تتتیلاعف ، و گرتتب زلااتتتاک یاتته

هشیر یتنعم روتط هب ریثاتت تتحت یراد

شیتپ شیتپ لتباقتم تارتثا زتین و شنتت و رذتب راتمیت راتمیت

× شنتت رارتق

.تفرگ هتچهایگ هتشیر زلااتاک میزنآ تیلاعف شیتپ روذتب زا لتصاح یاته

هتب ،اتمردوکیرت چراتق اتب هدتش راتمیت روتط

یتتنعم هتتچهایگ رد میزتتنآ نتتیا تتتیلاعف نیرتتتشیب .دوتتب دهاتتش روذتتب زا رتتتشیب یراد شیتتپ روذتتب زا لتتصاح یاتته

-

هتتب موتتینیمولآ شنتتت طیارتتش رد اتتمردوکیرت چراتتق اتتب هدتتش راتتمیت هتتب هتتک دتتمآ تتتسد

یتتنعم روتتط زا رتتتشیب یراد

هچهایگ شیتپ ریاتس و دهاتش روذتب زا لتصاح یاته لکتش( دوتب اتهرامیت

2 ،ستم و موتینیمولآ شنتت طیارتش رد .)

(4)

شیتپ روذتب رد گرتب زلااتتاک میزنآ تیلاعف نیرتشیب هتب اتمردوکیرت چراتق اتب هدتش راتمیت

فلاتتخا اتما دتمآ تتسد

یتتنعم شیتتپ روذتتب اتتب یراد شیتتپ روذتتب و طیارتتش نیتتمه رد مویلیرپتتسوزآ اتتب هدتتش راتتمیت

اتتب هدتتش راتتمیت

شنتت طیارتتش رد مویلیرپتسوزآ شیتتپ روذتب و ستتم

موتتینیمولآ شنتت طیارتتش رد اتمردوکیرت چراتتق اتب هدتتش راتمیت

.تتتشادن ( ناراتتکمه و حتاتتف 1398

( ناراتتکمه و یتتسنوی ،دوتتخن رد ) 1391

دتتندرک شرازتتگ یدتتیراورم نزرا رد )

هک شیتپ ثتعاب راتمیت شیازتفا

تتیلاعف زلااتتاک میزتنآ هدتش

.تتسا (ناراتکمه و یراتصتنا اتتسار نتیا رد 1391

،)

یسررب اب هتفلوم رتب گتنیمیارپ ویب ریثات

،یتنز هتناوج یاته ویزیف تافتص

وتل و تنادیتسکا یتتنآ یاته میزتنآ ،یکیژ

دندیتسر هتجیتن نتیا هتب اتیبول ییاینوتکوزیار یرامیب لرتنک اتب و هدتش میارتپ یور تافلوتس اتب هتک ییاهرذتب هتک

بتتیکرت هتتیقب هتتب تبتتسن ،دتتندوب هدتتش راتتمیت اتتمردوکیرت چراتتق تتشر تایتتصوصخ یراتتمیت یاتته

نزو هتتلمج زا ید

دنتشاد یرتشیب نژورتین دصرد نینچمه و هچهایگ کشخ .

لکش 1 گرب و هشیر زلااتاک میزنآ یور رب فلتخم یاهرامیت شیپ ریثات:

عبانم

1 . راشفا .ر.غ ،شنم 1386 یج رد هراهب ماگنه دوز تشک رد ترذ ماقرا هناد درکلمع یور رب تشاک خیرات ریثات یسررب . عارز .تفر

ینابغاب و ت

2 . مرکا .ا ،یناطلس ،.ب ،راکماک ،.ف ،یرداق 1380

،لوا پاچ ،دهشم یهاگشناد داهج تاراشتنا .رذب یژولونکت و مولع . 512

.ص

3 . .ت.ا ،یرذیچ ،.س ،یرومیتریما 1380

هناد ترذ دیلوت رد ایوپ ییافکدوخ یسررب . هرهب هبساحم تفایهر :ناریا رد یا

عارز .دیلوت لماوع لک یرو ت

،.ع ،یرافغ دلاوا ،.ه ،تسودربمغیپ .ینابغاب و 1388

.یدیمع تاراشتنا.ینوراکام یاه هدروآرف یژولونکت رب یا همدقم . 362

.ص

5 . هلادبع ،.د ،یرفظ ،.ج ،ینیما ،.م ،ناینغور اتسدرک ناتسا زا تیفودنا یامردوکیرت یاهنوگ زا یشرازگ .ج، هداز

لاس.یکشزپ هایگ همانلصف .ن 1392

5 حتاف .

،ح یس و هس و ع هدرم ( م روپمیرک 1389

تارثا) گنیمیارپ رذب و خیرات تشاک رب تیلاعف میزنآ یاه یتنآ تنادیسکا و درکلمع دوخن طیارشرد

یروآنف ،مید تادیلوت

.یهایگ 12 ( 2 :) 1 - 16 .

6

،ا یسنوی .

،ع یراهب ( ا یراصنا ،م یدازآ 1392

رثا ) گنیمیارپوردیه و

یریپ عیرست هدش رب یور خاش ص یاه هناوج ینز و زلااتاک میزنآ رد

رذب نزرا

یدیراورم Panucum Miliaceum (

) هیرشن ، تاقیقحت .رذب 5 ( 3 :) 01 - 02 .

7. Ansari, O., and Sharif-Zadeh, F)2012( Osmo and hydro priming improvement germination characteristics and enzyme activity of Mountain Rye (Secale montanum) seeds under drought stress. Journal of Stress Physiology and Biochemistry.

8 (4): 253-261.

8. Varier, A., Kuriakose, A. and Dadlani, M )2010( The subcellular basis of seed priming. Current Science.

9. Rehman, F., F.A. Khan, D. Varshney, F. Naushin, and J. Rastogi. 2011. Effect of cadmium on the growth of tomato. J.

Biol. Med. 3 (2): 187-190.

10. Sprague, G.F., Dudley, J.W. 1988. Corn and Corn Improvement, 3rd edition. Agronomy Monograph no. 18. Wl, U.S.A. 986 pp.

(5)

11. Sossé, B. A., Genet, P., Dunand, F. V., Toussaint, M. L., Epron, D. and Badot, P. M. (2004) Effect of copper on growth in cucumber plants (Cucumis sativus L.) and its relationships with carbohydrate accumulation and changes in ion contents. Plant Science 166: 1213–1218

12. Sheldon, A. and Menzies, N. W. (2004) The effect of copper toxicity on the growth and morphology of Rhodes grass (Chloris gayana L.) in solution culture. Journal of American Science 8: 1-8.

13. Shukla KP, Singh NK, Sharma S. 2009. Bioremediation: Developments, Current Practices and Perspectives. Genet.

Eng. Biotechnol. J. 2: 9-90.

14. Saberi M., A. Tavili, M. Jafari, and M. Heydari. 2010. Effect of different levels of heavymetals on seed germination and seedling growth of Atriplex lentiformis. J. Range. 1: 112-120.

(6)

Evaluating the effect of seed biopriming with Trichoderma and plant growth promoting rhizobacteria (PGPRs) on biochemical aspects of corn

seedling growth under copper and aluminum stress

Mehdi Afrooz^a,*, Saeid Khomarib^b, Raouf Seyed Sharifi^c

a: Master of Science in Technology and Seed Certification at the University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran; b: Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture,

University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran; c:Professor of Agriculture and Plant Breeding Department, Faculty of Agriculture, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

*Corresponding author: [email protected]

ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate the tolerance of Zea mays in soil under heavy contamination of copper and aluminum and the threshold of tolerance of this crop in different levels of contamination, as well as investigate the interaction of corn species and different microorganisms in soil clearing of heavy metal. In this research, the effects of corn seed biomass with Trichoderma fungus and growth stimulating bacteria on zea mays seedling tolerance to heavy metals of copper and aluminum were evaluated in research greenhouse and laboratory complex of Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardebili.

This experiment was conducted as a factorial based on a randomized complete block design with three replications. Experimental factors were five levels of bio-priming (control, pre-treatment with Trichoderma, bacteria-stimulating bacteria, Azospirillium and Pseudomonas) and four copper and aluminum treatments (control) (pH = 5.6), aluminum (concentration of 1 mM, 5 = pH), copper (290 μmol., PH = 5) and aluminum + copper (pH = 5) in hydroponic culture medium. Among the evaluated parameters, seedling establishment, such as percentage and rate of emergence, length and dry weight of shoot and root, root volume and leaf number, membrane stability index (amount of leakage from cell membranes) and some physiological traits And biochemicals such as soluble sugars and proline leaf, respectively, using anthron and ninhydrin indications, spectrophotometric activity of some antioxidant enzymes such as peroxidase and catalase.

Keywords: Corn, Trichoderma, Growth Stimulating Bacteria, Biopriming, Copper, Aluminum