پایان نامه درمورد محصولات کشاورزی و مواد بیولوژیک

دانلود پایان نامه

کاربرد مواد شیمیایی از قبیل سموم و کودهای شیمیایی یکی از اساسی‌ترین چالش‌‌های قرن حاضر است به طوری که در بسیاری از نقاط جهان بدلیل بهره برداری نادرست و کاربرد بی‌رویه انواع نهاده‌های کشاورزی، وسعت قابل توجهی از زمین‌های کشاورزی تخریب شده‌اند (Glimour, 2001).
بعلاوه مشکلاتی از قبیل از بین رفتن میکروارگانیسم‌‎های مفید، مسمومیت کارگران و … استفاده از مواد شیمیایی را محدود می‌کند. دلایل فوق دستیابی به روش‌‌‌های سالم و ارزانتر را بعنوان یک چالش جدی فراوری محققان قرار داده است. در این حرکت استفاده از مواد بیولوژیک در کنترل بیماری‌های گیاهی مورد توجه قرار گرفته است که در این بین باکتری‌های آنتاگونیست از جایگاه ویژه‌ایی برخوردار هستند. عوامل کنترل زیستی، رشد گیاه را زیاد کرده و مکانیزم مقاومت را در میزبان فعال می‌کند. باکتری‌های آنتاگونیست خصوصاً سودموناس‌های فلورسنت با تولید یکسری متابولیت‌های ضدمیکروبی و آنتی‌بیوتیک، سیانید هیدروژن، سیدروفور، پروتئاز و پدیده رقابت و … نقش موثری در کنترل بیماری‌های خاکزی دارند (Lopper, 2006).
از جمله بیمارگرهای مهم خاکزی میتوان Rhizoctonia solani Kuehnعامل مرگ گیاهچه، پوسیدگی بذر، پوسیدگی ریشه و طوقه لوبیا را نام برد. این قارچ ممکن است عامل بیماری بسیاری از گیاهان باشد و یا بصورت ساپروفیت در خاک زندگی کند. گونه R. Solani دارای دامنه وسیع از نژادهای بیماریزا است که برخی فقط محدود به یک گونه میزبان می‌‌‌باشند و برخی دامنه وسیعی از میزبان‌ها را دارا هستند. انتشار وسیع جغرافیایی، بالا بودن قدرت بیماریزایی، دوام و قدرت ساپروفیتی بالا، این قارچ را از نظر بیماریزایی با اهمیت نموده است و از طرفی پیچیدگی محیط خاک و عدم کارایی روش های متداول کنترل شیمیایی، مدیریت بیماری های خاکزاد را دشوار می‌سازد. از این رو استفاده از ارقام مقاوم در ترکیب با تناوب زراعی و سایر روش‌ها در کنترل تلفیقی توصیه می‌شود (Agrios, 2005).
در پاسخ به شرایط محیطی سالم و جایگزینی آفت کش‌ها، لازم است روشی برای کنترل آفات و بیماری‌ها در مدیریت تلفیقی بسنجیم. با این حال به نظر می‌رسد که برخی آفت‌کش‌ها در آینده استفاده شوند و اعتماد بیشتری به آن‌ها نسبت به عوامل کنترل بیولوژیک باشد اما عوامل کنترل بیولوژیک دامنه عمل کمتری نسبت به سموم دارند و نمایش ناسازگاری در مزرعه دارند و این دلایل اصلی محدودیت استفاده از آن‌ها برای کنترل بیماری‌هاست.
پیچیدگی اکوسیستم خاک، موفقیت عوامل بیوکنترل را در خاک به چالش کشانده است و بنابراین تأثیر عوامل زنده و غیرزنده باید به خوبی مطالعه شوند (Saravanan et al., 2004).
یک علم کامل در مورد مکانیسم و طریقه عمل مربوط به کنترل بیماری به انتخاب گزینه مطمئن کمک خواهد کرد که جهت تولید محصول تجاری قابل اطمینان برای صنایع باشد .(Collins et al.,2005)
تاکنون افراد زیادی پتانسیل استفاده از باکتری‌های همراه گیاهان در تحریک رشد گیاهان، مدیریت خاک و مدیریت سلامت گیاهان شرح داده‌‌‌اند. در سالهای اخیر امکان کنترل بیولوژیکی عوامل بیماری‌زای گیاهی با استفاده از میکروارگانیسم‌های آنتاگونیست بخصوص جنس سودوموناس و باسیلوس مطرح شده است (2001 ,Dekkers & Lugtenberg).
این دو جنس در ریزوسفر به فراوانی وجود دارند و در مقایسه با کل خاک ریزوسفر سرشار از مواد غذایی است و زمینه را برای گسترش جمعیت میکروبی در اطراف ریشه فراهم می‌کند و این حالت بعنوان اثر ریزوسفر شناخته می شود. بنابراین میکروارگانیسم‌های که در ناحیه ریزوسفر زندگی می‌کنند خط مقدم دفاعی ریشه علیه بیماری‌های خاکزی می‌باشند (.(Oberhansli,1991
سودوموناس‌های فلورسنت بخش قابل توجهی از جمعیت بومی را در خاک‌هایی که به طور طبیعی بازدارنده از برخی بیماری‌ها هستند و نیز سایر خاک‌ها می‌باشند را تشکیل می‌دهند (Hass & Heal, 2003).
همچنین باکتری‌های سودوموناس دارای ویژگی‌های متعددی‌اند که آن‌ها را شایسته ریزوسفر کرده است از جمله: سرعت رشد، سرعت کلونیزاسیون بالا و تولید آنتی‌بیوتیک، HCN و … . تحقیقات متعددی گزارش کردند استفاده از PGPRها برای کنترل برخی از بیماری‌ها از کنترل شیمیایی این بیماری‌ها جلوگیری کرده است. اگر چه کنترل بیولوژیک توسط ریزوباکتری‌های افزایش دهنده رشد گیاهان (PGPB) دستاورد قابل قبولی است اما متاسفانه عملکرد متفاوت استرین‌های بیوکنترل در شرایط مختلف، فصلی بودن محصولات کشاورزی و همچنین ناکافی بودن اطلاعات اکولوژیکی در مورد آنتاگونیست‌ها و مشکل استقرار آن‌ها در محیط مانع پیشرفت تجاری این موضوع شده است ((Hass & Defago, 2005.
تکنولوژی زمانی پویا می‌شود که یافته‌های آزمایشگاهی به مزرعه منتقل شوند(Nakkeeran, 2005) . استفاده از باکتری‌های آنتاگونیست ممکن است تحت شرایط مزرعه در کنترل بیماری تأثیر متوسط داشته و یا بدون اثر باشد ((Raupach & Kloepper, 1998. قبل از کنترل بیولوژیک، باید مراحل خاصی تکمیل شود که برای بنا نمودن و اثر بیو‌کنترل در شرایط مختلف جوی لازم است. یکی از مهمترین مشکلات در بیوکنترل زنده نگه‌داشتن عامل کنترل در طول دوره انبارداری است. کاربرد آسان، سهولت حمل و نقل، نگهداری طولانی مدت، حفظ قدرت حیات و افزایش کارایی در مزرعه و تجاری‌سازی باید مورد توجه قرارگیرند Nakkeeran, 2005)). تولید فرمولاسیون‌هایی با عمر انبارداری بیشتر و طیف گسترده‌تر، به همراه تأثیر طولانی مدت در شرایط مزرعه، زمینه را برای سرعت بخشیدن در تجاری‌سازی این تکنولوژی فراهم می کند. در واقع توسعه فرمولاسیون و کاربرد آن‌ها برای توسعه و پایداری عامل بیوکنترل لازم است (.(Osburn et al., 1995
اهداف تحقیق:
جدا کردن باکتری از مناطق مختلف آب و هوایی ایران
برسی کنترل قارچ Rhizoctonia solani AG-4 توسط باکتری‌های جدا شده در شرایط آزمایشگاه و انتخاب جدایه‌های آنتاگونیست
برسی کنترل قارچ R. solani توسط جدایه‌های آنتاگونیست در شرایط گلخانه و انتخاب جدایه‌های برتر
فرمولاسیون جدایه‌های برتر در شرایط آزمایشگاه در حامل‌‎های ارزان قیمت و تاثیر فرمولاسیون‌ها بر روی قارچ R. solani درگلخانه

مطلب مرتبط :   پایان نامه درمورد رویکردهای ارزیابی عملکرد و ارزیابی عملکرد سازمان

فصل دوم
مروری بر پژوهش‌های پیشین
1-2- مفاهیم کنترل بیولوژیک:
بحث‌های زیادی در تعریف و حدود کنترل بیولوژیک وجود دارد. از میان تعاریف قدیمی بیکر و کوک (1983) کنترل بیولوژیک را به عنوان کاهش در تراکم جمعیت یا فعالیت بیماریزایی بیمارگر در حالت فعال یا غیرفعال با یک یا چند موجود زنده، انجام شده به صورت طبیعی یا از طریق دستکاری شرایط طبیعی، میزبان یا آنتاگونیست یا از طریق وارد کردن توده یا چند آنتاگونیست به مزرعه معرفی کردند. این تعریف بعدا ساده شد و بصورت کاهش در میزان اینوکلوم یا فعالیت بیماری‌زایی بیمارگر انجام شده از طریق یک یا چند موجود بغیر از انسان بیان شد .(Gnanamanickam et al., 2002)
2-2- ریزوسفر
Rhizo (ریشه) و Sphere (محیط تحت تأثیر)
ریزوسفر در حدود یک قرن پیش توسط هیلتنر توصیف شد. (منطقه‌ایی که مجاور ریشه گلوم‌هاست و از فعالیت بالای باکتری‌ها حمایت می‌کند). اما امروزه معنی گسترده‌تری دارد و به معنی مقدار خاک تحت تأثیر ریشه و بافت‌هایی از ریشه است که توسط میکروارگانیزم‌ها کلونیزه می‌شوند (Morgan et al., 2005). میکروارگانیسم‌ها و تولیدات آن‌ها با گیاهان رابطه مفید، مضر با خنثی دارند. این رابطه می‌‌تواند سبب رشد گیاهان، تغییر در مواد غذایی جذبی و تغییر در حساسیت گیاه به بیماری‌ها و استرس‌های غیرطبیعی شود ((Hammer et al., 1997. علی‌رغم اثر مضر برخی از میکروارگانیسم‌ها اثر مفید، معمولاً بیشتر است و باعث رشد بهترگیاه می‌شود (Jeon et al., 2005).
مطالعات بعدی نشان داد که ریزوسفر از 3 منطقه متفاوت شکل گرفته است که شامل: