شواهد ژنتیکی نشان داده است که باکتری های ریزوبیوم بدلیل داشتن ژنهای nod گیاهان لگوم را گره دار می کنند. تقریبا تمام خانواده باکتری های ریزوبیاسه دارای پلاسمیدهای بزرگ هستند که از لحاظ اندازه و تعداد بسیار متغیر می باشند. معمولا ژن های nif و nod بر روی پلاسمیدهای هم زیست (Psym) قرار دارند. مطالعه تعداد و اندازه پلاسمیدها از طریق تکنیک پروفیل های پلاسمیدی می تواند به عنوان شاخصی از تنوع باکتری های ریزوبیوم در مطالعات اکولوژی استفاده شود. در این مطالعه تنوع پلاسمیدی 196 جدایه سینوریزوبیوم ((انسیفر)) جدا شده از خاک های استان همدان با استفاده از تکنیک پروفیل پلاسمیدی مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که تعداد پلاسمیدها در بین جدایه ها بین 1 تا 4 پلاسمید تغییر می کند. به طور کلی 13 نوع پلاسمید مختلف در بین جدایه ها شناسایی شدند که اندازه آن ها از 50 تا 200 کیلو جفت باز آلی متغیر بود. جدایه هایی با 1، 2، 3 و 4 پلاسمید به ترتیب 63، 21، 13 و 2 درصد کل جدایه ها را تشکیل می دادند. جدایه های حاوی 2 و 3 پلاسمید به ترتیب 8 و 15 گروه مختلف پلاسمیدی گروه بندی شدند. چهار جدایه سینورزیوبیوم که دارای 4 پلاسمید بودند و در 4 گروه پلاسمیدی متفاوت قرار گرفتند. کل جدایه ها جمعا در 28 گروه پلاسمیدی گروه بندی شدند.

این آزمایش به منظور بررسی تاثیر شوری بر جذب برخی عناصر غذایی و همزیستی سینوریزوبیوم ملیلوتی با سه رقم یونجه (Medicago sativa) به صورت فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا شد تا اثرات شوری های مختلف نمک های کلرید سدیم، کلرید منیزیم و کلرید کلسیم (0، 6 و 12 دسی زیمنس بر متر) بر شاخص های رشد و جذب برخی عناصر غذایی سه رقم یونجه (همدانی، قره یونجه و قارقالوق) در سه سطح تلقیح (بدون باکتری، باکتری مقاوم به شوری و باکتری حساس به شوری) مورد تحقیق قرار گیرد. سطوح باکتری پس از جداسازی و خالص سازی باکتری های همزیست یونجه از مزارع زیرکشت ارقام یونجه در استان تهران دو جدایه مقاوم و حساس به شوری که جزء باکتری های خیلی موثر از لحاظ همزیستی بودند، انتخاب شد. تجزیه و تحلیل داده های بدست آمده نشان داد که با افزایش شوری، وزن خشک ریشه و اندام هوایی، تعداد گره های فعال، غلظت نیتروژن، فسفر، پتاسیم به طور معنی داری (در سطح 1%) کاهش یافت درحالی که مقدار سدیم گیاه افزایش معنی دار (در سطح 1%) را نشان داد. تلقیح با باکتری سینوریزوبیوم ملیلوتی مقاوم به شوری باعث افزایش معنی دار وزن خشک ریشه و اندام هوایی، تعداد گره های فعال، غلظت نیتروژن، پتاسیم، فسفر و کاهش معنی دار سدیم در گیاه یونجه شد. بین ارقام مختلف از لحاظ عملکرد و سایر شاخص ها در شرایط شور تفاوت معنی داری وجود نداشت.

سابقه و هدف: کنجد با نام علمی Sesamum indicum L. گیاهی یکساله، از رده دولپه ای های پیوسته گلبرگ، از خانواده Pedaliaceae می باشد. کنجد دانه روغنی با ارزشی است که بسته به شرایط و نوع رقم دارای 45 تا 62 درصد روغن بوده و روغن آن به دلیل وجود یک ترکیب فنلی آنتی اکسیدان به نام سزامول از دوام خوبی برخوردار است. باکتری های ریزوبیومی مانند باکتری های محرک رشد گیاه قادرند از طریق مکانیسم های محرک رشد مانند تولید هورمون ایندول- 3- استیک اسید (LAA)، سیدروفور و نیز افزایش حلالیت و قابلیت جذب عناصر غذایی به ویژه فسفر باعث بهبود و افزایش رشد و عملکرد گیاهان غیرلگوم شوند. از این رو این پژوهش به منظور بررسی برخی صفات محرک رشد باکتری های سینوریزوبیومملیلوتی و ارزیابی توانایی آن ها در افزایش رشد و بهبود شرایط تغذیه ای کنجد به عنوان یک گیاه غیرلگوم شکل گرفت.مواد و روش ها: به منظور بررسی اثر برخی جدایه های سینوریزوبیوم ملیلوتی بر رشد و جذب برخی عناصر غذایی کنجد، آزمایشی در شرایط گلخانه انجام شد. ابتدا جدایه ها از نظر تولید IAA، سیدروفور و توانایی انحلال فسفات های معدنی مورد بررسی قرار گرفتند. بر مبنای نتایج حاصل، پنج جدایه برتر از نظر تولید IAA، سیدروفور و توانایی انحلال فسفات های معدنی کم محلول انتخاب و در آزمون گلخانه ای در قالب طرح کاملا تصادفی با یک تیمار بدون باکتری به عنوان شاهد در 4 تکرار مورد استفاده قرار گرفتند. برای اجرای آزمون گلخانه ای، ابتدا بذرهای هم اندازه گیاه کنجد انتخاب و سپس ضد عفونی سطحی شدند. گلدان های پلاستیکی 5 کیلو گرمی از یک خاک غیراستریل با بافت شنی لومی، شوری پایین (EC=1.4 dS/m) و فسفر قابل استفاده کم (5 میلی گرم در کیلوگرم) پر شدند. در هر گلدان تعداد 15 بذر کنجد کشت شد. هنگام کاشت، هر بذر با 500 میکرولیتر از سوسپانسیون باکتری مورد نظر با جمعیت 108 cfu/g تلقیح گردید. در مرحله گلدهی، گیاهان از محل طوقه قطع و طول ساقه، وزن خشک اندام هوایی و ریشه اندازه گیری گردید. همچنین غلظت فسفر، آهن، روی و مس در اندام هوایی تعیین گردیدند.یافته ها: نتایج مربوط به انحلال فسفر معدنی بیانگر توانایی تمام جدایه ها در حل تری کلسیم فسفات در محیط اسپربر بود به طوری که بیش ترین توانایی حل فسفر مربوط به جدایه SR18 با مقدار 139 میکروگرم بر میلی لیتر به دست آمد. همچنین جدایه های SR32 و SR3 بالاترین توان تولید سیدروفور را داشتند. نتایج آزمون گلخانه ای نشان داد که جدایه های مورد آزمایش وزن خشک اندام هوایی کنجد را نسبت به شاهد افزایش دادند. به طوری که این افزایش در مورد جدایه های SR18، SR3 و SR16 معنی دار بود. بیش تر جدایه های مورد آزمایش جذب عناصر غذایی اندام هوایی کنجد را افزایش دادند. ولی تنها کاربرد جدایه SR18 باعث افزایش معنی دار جذب عناصر غذایی شامل فسفر، روی، مس و آهن اندام هوایی نسبت به شاهد شد.نتیجه گیری: در مجموع جدایه های منتخب دارای توانایی تولید IAA، سیدروفور و حل فسفات های معدنی کم محلول توانستند شاخص های رشد (اندام هوایی و ریشه) گیاه کنجد را افزایش دهند. در بین جدایه ها، جدایه SR18 بیش ترین تاثیر را بر پارامترهای رشد و جذب عناصر غذایی کنجد داشت.

زمینه و هدف: ریزوبیوم ها گروهی از باکتری ها هستند که ازت را به صورت همزیست با ریشه گیاهان بقولات تثبیت می کنند. هدف از انجام این تحقیق استفاده از سویه های بومی سینوریزوبیوم در افزایش رشد گیاه یونجه و تعیین بهترین جدایه بود.روش بررسی: گیاهان یونجه پس از جمع آوری، توسط کارشناس تایید شدند. سوسپانسیون حاصل از هموژنیزاسیون گره به محیط Yeast extract manitol agar تلقیح شد. باکتری های جدا شده با آزمون تلقیح بذر در جار لئونارد تایید شدند. سپس برای مقایسه چهار جدایه از باکتری های جدا شده، بذرهای ضدعفونی شده یونجه رقم همدانی،در گلدان های بزرگ 90×30 با ارتفاع 25 سانتی متر در شرایط یکسان از نظر دما، آبیاری، نور و رطوبت کشت شدند. در روز سوم چهار گلدان با 200 میلی لیتر سوسپانسیون باکتریایی آبیاری شدند. دو گلدان نیز به عنوان شاهد استفاده شدند. بعد از 6 هفته آبیاری با محلول غذایی عاری از نیتروژن، گیاهان از خاک درآورده شدند و از نظر رشد و مقدار نیتروژن مقایسه شدند. تایید مولکولی چهار جدایه با بررسی وجود ژن اختصاصی mucR با تکنیک PCR انجام گرفت.یافته ها: گیاهان گلدان های شاهد فاقد گره و گیاهان در 4 گلدان تیمار دارای گره بودند. از هر گلدان 10 گیاه به طور تصادفی از خاک جدا شدند که طول کل گیاه، طول ساقه و یا تعداد برگ در گیاهان همزیست با یونجه به طور معنی داری بیشتر از گیاهان شاهد بود. وزن خشک 100 عدد از گیاهان شاهد، 0.35 گرم و گیاهان همزیست با جدایه ها به ترتیب 1.12، 1.07، 0.79 و 0.78 بود. مقدار نیتروژن در گیاهان شاهد کمتر از گیاهان همزیست با سینوریزوبیوم بود.نتیجه گیری: یافته ها نشان می دهند که هر چهار جدایه سینوریزوبیوم بومی به طور موثری باعث افزایش رشد گیاه یونجه می شوند و قابلیت استفاده به عنوان کود بیولوژیک را دارند. به نظر می رسد جدایه o2 از نظر تقویت رشد گیاهان یونجه سویه موثرتری باشد.

به منظور شناسایی و جداسازی باکتری های سینوریزوبیوم ملیلوتی متحمل به شوری، نمونه های مختلف خاک و گره های ریشه از مناطق مختلف استان خراسان بزرگ به همراه جدایه هایی از موسسه تحقیقات خاک واب و یک جدایه استاندارد مورد مطالعه قرار گرفت. تیمارهای شوری با افزودن غلظت های مختلف کلرید سدیم (صفر، 150، 300، 450، 600 و 750 میلی مولار) به محیط کشت اختصاصی اعمال گردید و سپس جدایه های موفق در تست گره زایی، در حرارت 28 درجه سانتی گراد به تیمارهای فوق تلقیح شدند. تیرگی رشد باکتریها در محیط کشت مایع پس از 72 ساعت در طول موج 420 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد کلیه جدایه ها در تیمار شاهد به خوبی رشد نموده و تحت این شرایط شش جدایه دارای تیرگی رشد بیشتر از یک بودند. اختلاف معنی داری در تیرگی رشد 44 جدایه تحت شرایط شوری مشاهده گردید به طوریکه در غلظت های بالای 600 میلی مولار، رشد باکتریها به شدت تحت تاثیر قرار گرفت و تیرگی رشد تنها هشت جدایه در محیط کشت از 0.1 بیشتر شد. این جدایه ها به عنوان متحمل به شوری در نظر گرفته شدند. از بین جدایه های متحمل، جدایه M32 با اختلاف معنی داری در سطح 5% برتری نشان داد. هیچ یک از جدایه ها در غلظت 750 میلی مولارکلرید سدیم رشد نکردند.

در سالهای اخیر تحقیقات زیادی پیرامون استفاده از پلی ساکاریدها و بیومس میکروبی به جای رزینها در حذف یا تعدیل غلظت عناصر سنگین در محیطهای آبی صورت گرفته است. این امر باعث شده که توجه زیادی به انواع ریز جانداران بویژه باکتریهای تولید کننده پلی ساکارید معطوف گردد. در این تحقیق قابلیت جذب عناصر سنگین سرب (Pb)، نیکل (Ni) و روی (Zn) توسط سلول و پلی ساکاریدهای برون سلولی خشک شده باکتری سینوریزوبیومی همزیست گیاه یونجه مطالعه شد. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که سلولهای مرده باکتری توانایی جذب بسیار کمی در مقایسه با پلی ساکاریدهای برون سلولی دارند. پلی ساکارید خارج سلولی به ترتیب 89، 85 و 66 درصد از عناصر سرب، نیکل و روی را از محلول 50 میلی گرم در لیتر عناصر جذب کرد. بیشترین مقدار جذب عناصر سرب، نیکل و روی توسط پلی ساکارید باکتری سینوریزوبیوم جدایه 125-MS با استفاده از مدل لانگ مویر به ترتیب 110، 54 و 94 میلی گرم بر گرم برآورد شد.

مطالعه تنوع ژنتیک باکتری های ریزوبیومی و ارزیابی کارآیی همزیستی آنها در جمعیت های بومی خاک به منظور شناخت پاسخ آنها به سویه های تلقیح شده به خاک و هم چنین نقش مدیریت های متفاوت بر تنوع این باکتری ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مطالعات بسیار اندکی پیرامون تنوع ژنتیکی باکتری های ریزوبیومی بومی ایران انجام شده و گزارشی راجع به باکتری های بومی ریزوبیومی از لحاظ ژنتیکی ارایه نشده است. به همین منظور تنوع ژنتیکی 150 جدایه باکتری سینوریزوبیومی جدا شده از خاک های استان همدان با به کارگیری تکنیک RCR/RFLP 16S-23S rDNA مطالعه شدند. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که به طور کلی جدایه های مورد مطالعه در سه گروه کاملا متفاوت قرار گرفتند. گروه اول 122 (I) جدایه از 150 جدایه را شامل شد و این گروه خصوصیات ژنتیکی Sinorhizobium meliloti را نشان دادند. گروه دوم (II) شامل 25 جدایه بود و این گروه هم متعلق به Sinorhizobium medicae بود. گروه سوم (III) شامل دو جدایه بود که خصوصیات ژنتیکی کاملا متفاوت با دو گروه قبلی داشت. شاخص تنوع شانون جدایه های مورد مطالعه در بین یازده واحدهای فیزیوگرافی مختلف (تپه، اراضی نسبتا مسطح، فلات، کوهپایه، اراضی پست و اراضی متفرقه) متفاوت بوده و یا برخی از خصوصیات خاکی هم بستگی نشان داد. شاخص تشابه متفاوت در بین واحدهای فیزیوگرافی بیانگر تفاوت در گروه های موجود در هر واحد فیزیوگرافی بود.

کادمیوم یکی از مهمترین فلزات سنگین آلاینده خاک به شمار می آید که از منابع متعدد به ویژه کودهای شیمیایی فسفره وارد خاک می شود. این فلز با تاثیر بر ریزبیوم ها و گیاهان میزبان آنها دارای اثرات منفی بر برقراری و کارایی سیستم همزیستی تثبیت کننده نیتروژن است. این تحقیق با هدف ارزیابی دامنه تحمل سویه های بومی سینوریزوبیوم ملیلوتی (همزیست با گیاه یونجه) به سطوح مختلف کادمیوم و شناخت و معرفی سویه های مقاوم به منظور استفاده از آنها در زیست پالایی خاک های آلوده به این فلز انجام گرفته است. به منظور تهیه جدایه های بومی سینوریزوبیوم ملیلوتی نمونه هایی از گره های ریشه ای از مزارع یونجه استان های مهم زیر کشت این گیاه تهیه شد و پس از جداسازی و خالص کردن باکتری های موجود در گره های ریشه، کشت خالص هر جدایه تهیه گردید. آنگاه آزمون تلقیح گیاه با هر یک از جدایه ها صورت پذیرفت و پس از حذف جدایه های فاقد توان همزیستی، در مجموع 57 جدایه فعال و موثر سینوریزوبیوم ملیلوتی به صورت کشت خالص آماده شدند. بررسی توان تحمل سویه ها به سطوح مختلف کادمیوم با استفاده از محیط کشت اختصاصی H.M. حاوی مقادیر مختلف کادمیوم (0، 5، 10 و ... تا 70 میلی گرم بر لیتر) و مطالعه رشد کلنی های رویش یافته باکتری انجام گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که اختلاف معنی داری (p<0.05) از نظر میزان تحمل سویه های مختلف سینوریزوبیوم ملیلوتی نسبت به سطوح مختلف کادمیوم وجود داشت، بطوریکه سویه های مذکور بر مبنای دندروگرام مشابهت، به سه گروه حساس، نسبتا متحمل و متحمل قابل تفکیک بودند. درصد بالایی از سویه های مطالعه شده (حدود 70%) از گروه حساس به کادمیوم بودند که حداکثر تا غلظت 10 میلی گرم بر لیتر کادمیوم، رشد قابل مشاهده ای نشان دادند و تنها 3.8 درصد از سویه ها توانایی تحمل سطوح 60 تا 70 میلی گرم بر لیتر کادمیوم را دارا بودند که می توان آنها را به عنوان سویه های کاملا متحمل معرفی نمود.

بسیاری از جنبه های اثرات فلزات سنگین از جمله کادمیم بر باکتری های ریزوبیوم و همزیستی ریزوبیوم-لگومینوز هنوز کاملا شناخته شده نیست. در این تحقیق اثرات سطوح مختلف کادمیم بر رشد، توان همزیستی جدایه های سینوریزوبیوم ملیلوتی بومی خاک های استان زنجان و میزان تثبیت نیتروژن در سطوح مختلف آلودگی بررسی گردید. برای دستیابی به جدایه های بومی خاک های آلوده، نمونه هایی از غده های ریشه یونجه از مزارع استان زنجان که آلوده به فلزات سنگین از جمله کادمیم بودند، تهیه و پس از جداسازی باکتری های ریزوبیوم در محیط کشت اختصاصی این باکتری ها، کشت خالص هر جدایه تهیه گردید. بررسی مقاومت جدایه ها به سمیت کادمیم در محیط کشت HEPES-MES حاوی مقادیر مختلف کادمیم (150،...، 20، 10، 0 میلی گرم در لیتر) و بررسی وضعیت رشد کلنی ها در مقایسه با شاهد انجام شد. به منظور تعیین توان جدایه ها در تثبیت نیتروژن در شرایط آلودگی کادمیم، تعدادی از جدایه های بسیار موثر که مقاومت آنها به فلز سنگین متفاوت بود (نسبتا حساس و مقاوم)، انتخاب شدند. تیمارها در آزمون گلخانه ای شامل پنج تیمار تلقیح با جدایه های سینوریزوبیوم ملیلوتی (S6، S12، S17، S41 و S51)، و تیمار شاهد و نیز پنج سطح کادمیم (20، 10، 2، 0 میلی گرم در کیلوگرم)، بودند که در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج با نرم افزار آماری MSTATC مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. بر اساس نتایج، جدایه های سینوریزوبیوم ملیلوتی از لحاظ کارایی تثبیت نیتروژن در چهار گروه بسیار موثر (17.8 درصد از جدایه ها)، موثر (37.8 درصد از جدایه ها)، نسبتا موثر (17.8 درصد از جدایه ها) و بدون تاثیر (26.6 درصد از جدایه ها) قرار گرفتند. نتایج بیانگر وجود اختلاف معنی دار (P<0.05) در بین سویه ها از نظر میزان تحمل به کادمیم بود و سویه ها به سه گروه حساس، نسبتا حساس و مقاوم تفکیک شدند. نتایج آزمون تاثیر کادمیم بر رشد یونجه و توان تثبیت نیتروژن توسط جدایه ها نشان داد کمترین مقدار عملکرد مربوط به تیمار شاهد و بیشترین مقدار آن مربوط به سویه های مقاوم به فلز سنگین بود. سویه S51 از نظر توان تثبیت نیتروژن به عنوان برترین سویه ها شناخته شدند، درحالیکه سایر سویه ها تقریبا تاثیری مشابه یکدیگر داشتند. سویه های  S17 و  S3 به ترتیب به عنوان مقاوم ترین و حساس ترین سویه ها به کادمیم بودند.