بررسی برخی واکنش‌های فیزیولوژیک سیانوباکتریوم Nostoc sp. JAH 109 به شرایط توام نور محدود، تغییر pH و DIC

فیزیولوژی محیطی گیاهی

دوره 1، شماره 3، آذر 1385، صفحه 54-61   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

شادمان شکروی¹؛ فریبا امیرلطیفی²؛ مریم صفایی³؛ ن قاسمی²؛ ندا سلطانی⁴

¹Dep. Biology, Islamic Azad Univ., Gorgan Branch, Gorgan, Iran

²گروه بیوتکنولوژی دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران

³گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان، گرگان، ایران

⁴گروه زیست شناسی، پژوهشکده علوم پایه کاربردی، جهاد دانشگاهی دانشگاه شهید بهشتی، اوین، تهران، ایران

چکیده

رشد، وضعیت رنگیزه‌ای، فعالیت تیتروژنازی، تغییرات هتروسیست و فتوسنتز سیانوباکتریوم غالب شالیزار Nostoc sp. JAH 109 در شرایط توام نور محدود (2 میکرومول کوانتا در مترمربع در ثانیه)، تغییرات اسیدیته (5،7،9 pHs) و تفاوت در شرایط محدودیت کربن معدنی محلول مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که Nostoc sp. JAH 109 سویه‌ای قلیا دوست می‌باشد. بیشینه نرخ رشد ویژه در شرایط pH معادل 9 بدست می‌آید. اندازه فیکوبیلی زوم‌ها و نسبت PSII به PSI در شرایط 9 pH و عدم محدودیت DIC مشاهده می‌گردد. سویه در شرایط اسیدی قادر به رشد مطلوب نیست، اما شرایط خنثی همانند شرایط قلیایی احتمالاً سبب فعال شدن سیستم مربوط به مکانیسم تراکمی دی اکسید کربن می‌گردد. الگوی فعالیت نیتروژنازی کمابیش در روزهای نخست پس از تلقیح منظم و خطی است. بیشترین میزان تثبیت نیتروژن در شرایط 9 pH و عدم محدودیت DIC مشاهده می گردد. این امر در مورد الگوی نوسان فرکانس هتروسیست نیز صدق می‌نماید. بیشینه ظرفیت فتوسنتزی (Pmax) در واحد کلروفیل در شرایط DIC بدون محدودیت و به طور مشخص در شرایط قلیایی مشاهد گردیده است.

کلیدواژه‌ها

سیانوباکتریوم؛ غلظت کربن معدنی؛ فتوسنتز؛ فیکوبیلی پروتیین؛ نیتروژناز؛ اسیدیته

مراجع

 Anagnostidis, K, and J. Komarek (1988) Modern approaches to the classification of cyanobacteria.. Nostocales. Archieves for hydrobiology supl2. PP102-184

Anand N, Radha L, Shanthakumar Hopper RS, Revathi G, Subramanian TD. (1990 ) Blue-green algae as biofertilizers: certain view points on the choice of suitable isolates. In: Rajarao VN, editor. Perspective in phycology. New Delhi: Today and Tomorrow’s Printer & Publisher PP. 383-391

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

Castenholz, RW. (2001) General characteristics of the cyanobacteri. In: Boone D, Castenholz WR, editors. Bergey’s manual of systematic bacteriology, 2^nd edn, Vol 1, Newyork: Springer pp. 474-487.

Fernández-Valiente, E., Leganés, F., (1989) Regulatory effect of pH and incident irradiance on the levels of nitrogenase activity in the cyanobacterium Nostoc UAM 205. J Plant Physiol. 135:623-627.

Shokravi Sh. et al …

 

Kaushik BD. (1988) Laboratory methods for blue-green algae. Associated Publishing Company

 Khavarinejad R., H. Riahi and S. Shokravi (2001) The effect of salinity, acidity and air Co₂ on growth, heterocyst frequency and pigment composition of cyanobacterium Nostoc sp. PTCC 1635, Sci. J. of Research and Planning 14: 66-71

Leganés F, Fernández-Valiente E. (1991) The relationship between the availability of external CO₂ and nitrogenase activity in the cyanobacterium Nostoc UAM205. J Plant Physiol 139:135-139

Marker AFH. (1972) The use of acetone and methanol in the estimation of chlorophyll in the presence of phaeophytin. Freshwater Biol.2:361-385.

Marsac NT, Houmard J.(1993) Adaptation of cyanobacteria to environmental stimuli: new steps towards molecular mechanisms. FMS Microbiology Reviews: 104:119-190. Mimuro M, Lipschultz C, Gantt E. (1986) Energy flow in the phycobilisome core of Nostoc sp. (MAC): two independent terminal pigments. Biochemica et Biophysica Acta: 852:126-132.

Muller C,Reuter W, Wehrmeyer W, Dau H, Senger H (1993) Adaptation of the photosynthetic apparatus of Anacystis nidulans to irradiance and carbon dioxide concentration. Bot Acta 106:480-487

Olvera-Ramirez, R.M., Coria-Cedillo, R.O., Canizares-Villanueva, F.M., Jeronimo, T., Ponce-Noyola, E., Rios-Leal (2000) Growth evaluation and bioproducts characterization of Calothrix sp. Bioresource Technology 72 121-124

Poza-Carrión C, Fernández-Valiente E, Piñas FF, Leganés F. (2001) Acclimation to photosynthetic pigments and photosynthesis of the cyanobacterium Nostoc sp. strain UAM206 to combined fluctuations of irradiance, pH, and inorganic carbon availability. J Plant Physiol. 158:1455-1461.

Raps S, Wyman K, Siegelman H.W, Fakowski PG. (1983) Adaptation of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa to light intensity. Plant Physiol: 72: 829-832.

Roger PA, Kulasooriya SA.(1981). Blue-green algae and rice. International rice Research Institute, Los Banos, laguna, Philippines

Reuter W, Müller C. (1993) Adaptation of the photosynthetic apparatus of cyanobacteria to light and CO₂. J Photochem Photobiol B: Biol 1993; 21:3-27.

 Shokravi. Sh.; F.fallahian and R.Khavarinejad (2002) Nostoc sp. PTCC 1635 as biofertilizer in paddy fields:growth, heterocyst frequency and pigmentation adaptation-an ecophysiological approach Proceeding of the Congress on Applied Biology, Dept. Biology, Azad university, Mashhad, Iran.

Soltani N, Khavar-Nejad RA, Tabatabaei Yazdi M, Shokravi Sh, and Fernández-Valiente E (2005) Screening of soil cyanobacteria for antifungal and antibacterial activity. Pharmaceutical Biology 43: 455-459.

 Soltani N., Khavari-Nejad R., Tabatabaie M., Shokravi Sh and Fernández-Valiente E (2006) Variation of Nitrogenase Activity, photosynthesis and pigmentation of cyanobacterium Fischerella sp. FS18 under different irradiance and pH. World Microbiol. Biotechnol. 22 (6): 571-576

Tabatabaei Yazdi M, Arabi H, Faramarzi MA, Ghasemi Y, Amini M, Shokravi Sh and Aziz mohseni F. (2004) Biotransformation of hydrocortisone by a natural isolate of Nostoc muscorum. Phytochemistry 65: 2205-2209.

Vierling E, Alberte RS. )1980( Functional organization and plasticity of the photosynthetic unit of the cyanobacterium Anacystis nidulans. Physiol Plant. 50:93-98.

Whitton BA, Rother J, Paul A.(1988) Ecology of deepwater rice fields in Bangladesh. 2. Chemistry of sites at Manikganj and Sonargaon. Hydrobiologia 169:23-30.

Wyman M, Fay P. (1986) Underwater light climate and the growth and pigmentation of planktonic blue-green algae (cyanobacteria). I. The influence of light quantity. Proc R Soc Lond 227: 367-380.

Yu JW, Price GD, Badger MR. (1994) Characterization of CO₂ and HCO₃- uptake during steady-state photosynthesid in the cyanobacterium Synechococcus PCC7942. Aust J Plant Physiol. 21: 185-195.