نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

• سید حسن تفرجی ¹
• سید علی ابطحی ²
• مجتبی جعفری نیا ³
• مهدی عبادی ⁴

¹ دانشجوی دکتری خاکشناسی ، گروه خاکشناسی ، دانشکده کشاورزی ، واحد مرودشت ، دانشگاه آزاد اسلامی ، مرودشت ، ایران

² دکترای تخصصی خاکشناسی، عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، ایران

³ عضو هیئت علمی رشته زیست شناسی دانشگاه آزاد اسلامی مرودشت، ایران

⁴ عضو هیئت علمی گروه میکروبیولوژی دانشگاه آزاد مرودشت، ایران

چکیده

باکتری های محرک رشد گیاهی (PGPR) گروه وسیعی از باکتری ها را شامل می شود که می توانند به طور مستقیم و یا غیرمستقیم، کمیت و کیفیت رشد گیاه را بهبود بخشند. این پژوهش به منظور غربالگری سویه های PGPR با صفات مختلف محرک رشد در خاک های آهکی و استفاده از این سویه های PGPR به عنوان تلقیح بیولوژیکی یونجه انجام شد. در این راستا در پاییز 1399 در مجموع 45 نمونه خاک آهکی از ناحیه ریزوسفری گیاهان مختلف در جنوب استان فارس برداشت شد. تعداد 181 جدایه، جداسازی شدند. در غربالگری اولیه تعدادی از آنها دارای خصوصیت انحلال فسفات، تولید سیدروفور و تولید ایندول استیک اسید (IAA) بودند. در غربالگری ثانویه ، جدایه های برتر در این سه خصوصیت محرک رشدی انتخاب شدند و جدایه SF1038 در انحلال فسفر، جدایه SF1092 در تولید سیدروفور و جدایه SF1050 در تولید IAA بعنوان جدایه برتر انتخاب گردیدند. در آزمون تولید ACC - دآمیناز ، هر سه جدایه برتر توانستند این آنزیم را تولید کنند. شناسایی مولکولی جدایه ها، از طریق تکنیک توالی یابی ژن 16S rRNA صورت گرفت و جدایه های SF1038 ، SF1050 و SF1092 به ترتیب متعلق به گونه های Bacillus Cereus ، Pseudomonas Syringae و Pseudomonas Alcaliphila بودند که در پایگاه NCBI ثبت گردیدند. در آزمایشات گلخانه ای مشخص گردید، تلقیح باکتری Pseudomonas Alcaliphila بهترین عملکرد را در طول اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، تولید کلروفیل، تولید پروتئین خام یونجه (medicago sativa L.) و کمترین تولید پرولین را تحت تنش شوری نشان داد، در حالیکه تلقیح باکتری Pseudomonas Syringae عملکرد بهتری را در طول و وزن خشک ریشه داشت. گرچه تلقیح باکتری Bacillus Cereus باعث افزایش در شاخصهای رشد و پارامترهای بیوشیمیایی نسبت به شاهد گردید، اما از دو جدایه برتر دیگر عملکرد ضعیفتری داشت. تلقیح با Pseudomonas Alcaliphila میزان کلروفیل کل معادل 23/10 میلیگرم بر گرم را به ثبت رساند که افزایش 13 درصدی را نسبت به شاهد در شوری 2 dS m-1 داشته است. در مورد تولید پرولین تیمار شاهد در شوری 7 dS m-1 با میانگین 177/1 میکرومول بر گرم بیشترین، و تیمار تلقیح شده با Pseudomonas Alcaliphila در شوری 2 dS m-1 با تولید 173/0 میکرومول بر گرم کمترین پرولین را تولید نموده است. همچنین تولید پروتئین خام در تیمارهای تلقیح شده با Pseudomonas Alcaliphila و Pseudomonas Syringae در شوری 2 dS m-1 به ترتیب با 94/13 و 87/13 میلی گرم بر گرم بهترین عملکرد را داشته اند و اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد ندارند. در همه تیمارهای باکتریایی، با افزایش شوری از 2 به 7 دسی زیمنس بر متر، در همه شاخصهای رشد کاهش معنی دار رخ داده است، اما تلقیح با باکتریهای PGPR سبب افزایش شاخصهای رشد و پارامترهای بیوشیمیایی نسبت به شاهد در شرایط شوری بیشتر شده است. به این ترتیب، می توان نتیجه گرفت، سویه Pseudomonas Alcaliphila می تواند برای بهره برداری به عنوان یک تلقیح زیستی یا کود زیستی در خاکهای آهکی و تحت تنش شوری استفاده شود تا بهره وری بهتر و پویایی اکولوژیکی را فراهم نماید.

کلیدواژه‌ها

• خصوصیات محرک رشد
• شوری
• یونجه
• ACC- دآمیناز
• PGPR

موضوعات

• A: تنش محیطی یا زیستی

عنوان مقاله [English]

The effect of plant growth-promoting rhizobacteria producing ACC-deaminase, IAA, siderophore and phosphate solubilization on growth indices, chlorophyll, proline and protein in alfalfa at different levels of salinity

نویسندگان [English]

• Seyed Hassan Tafaroji ¹
• Seyed Ali Abtahi ²
• mojtaba jafarinia ³
• mehdi ebadi ⁴

¹ PhD student

² Department of Soil Science, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, Iran.

³ 3- Assistant Professor, Department of Biology, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, Iran

⁴ 4- Assistant Professor, Department of Microbiology, Larestan Branch, Islamic Azad University, Larestan, Iran

چکیده [English]

Agriculture practices involve the extensive utilization of chemical fertilizers that lead to several impacts, namely groundwater pollution, eutrophication, and production of greenhouse gases. These ultimately lead to environmental pollution and pose several health risks. Plant growth-promoting bacteria (PGPR) are a large group of bacteria that can directly or indirectly improve the quantity and quality of plant growth. They also increase plant growth through various mechanisms such as biological fixation of nitrogen, biosynthesis of phytohormones, solubilization of mineral nutrients and increase of host plant resistance to stressors. Additionally, several reports indicate the application of ACC-deaminase-producing PGPR in facilitating plant growth and inducing tolerance in various abiotic stresses, namely (1) salt stress, (2) drought stress, (3) heat stress, (4) chilling stress, etc. In this regard, a total of 45 samples of calcareous soil were collected from the rhizosphere of different plants. 181 isolates were isolated. In the initial screening, some of them were characterized by phosphate solubilization, siderophore production and indole acetic acid (IAA) production. In the secondary screening, superior isolates were selected in these three growth stimulant traits and SF1038 isolate in phosphorus solubilization, SF1092 isolate in siderophore production and SF1050 isolate in IAA production were selected as superior isolates. In the ACC-deaminase production test, all three superior isolates were able to produce this enzyme. Molecular identification of isolates was performed by 16S rRNA gene sequencing technique and isolates SF1038, SF1050 and SF1092 belonged to Bacillus Cereus, Pseudomonas Syringae and Pseudomonas Alcaliphila, respectively, which were registered in the NCBI database. In greenhouse experiments, Pseudomonas Alcaliphila inoculation showed the best performance shoot length, shoot dry weight, chlorophyll content, alfalfa (medicago sativa L.) crude protein production and lowest proline production under salinity stress, while Inoculation of Pseudomonas Syringae yielded better root length and root dry weight. Although inoculation of Bacillus cereus increased growth indices and biochemical parameters compared to the control, but it had poorer performance than the other two superior isolates. Inoculation with Pseudomonas Alcaliphila recorded a total chlorophyll content of 10.23 mg / g, which was 13 % higher than the control at 2 dS m-1 salinity. Regarding proline production, the control treatment at 7 dS m-1 salinity with an average of 1.177 μmol / g was the highest, and the treatment inoculated with Pseudomonas Alcaliphila at 2 dS m-1 salinity with a production of 0.173 μmol / g produced the lowest proline Is. Also, crude protein production in treatments inoculated with Pseudomonas Alcaliphila and Pseudomonas Syringae at 2 dS m-1 salinity with 13.94 and 13.87 mg / g, respectively, had the best performance and there was no significant difference at the level of 5%. In all bacterial treatments, with increasing salinity from 2 to 7 dS m-1, there was a significant decrease in all growth indices, but inoculation with PGPR bacteria increased growth indices and biochemical parameters more than the control in salinity conditions. Thus, it can be concluded that Pseudomonas Alcaliphila strain can be used for bio-inoculation or biofertilizer in calcareous soils under salinity stress to provide better productivity and ecological dynamics.

کلیدواژه‌ها [English]

• ACC-deaminase
• Alfalfa
• PGP-trait
• PGPR
• Salinity