مقایسه کمی تولید آمونیاک و تری‌ایندول استیک اسید در جدایه‌های باکتریایی شور، قلیا و شور و قلیاپسند خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد و نویسنده مسنول

2 دانشجوی دکتری علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشیار، گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

4 دانشیار، مؤسسه تحقیقات خاک وآب کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

جداسازی و شناسایی جدایه‌هایی با خصوصیت PGPR می­تواند برای بهبود رشد گیاهان در مناطق شور مورد استفاده قرار گیرد. به منظور اندازه‌گیری کمی برخی خصوصیات PGPR در جدایه‌های باکتریایی شور، قلیا و شورو قلیاپسند بومی خاک های استان خراسان رضوی، از شش منطقه مختلف، جدایه‌ها جداسازی و خالص‌سازی شدند تا غلظت آمونیاک به روش نسلر اصلاح شده و تری ایندول استیک اسید به روش سالکووسکی در آنها اندازه گیری گردد. جدایه‌های قلیاپسند بیشترین تولید آمونیاک (055/0%) را در بین هر سه گروه باکتری نشان دادند که 5/9 برابر متوسط آن در جدایه‌های شوروقلیاپسند (0058/0 %) و 13 برابر متوسط آن در شورپسندها (004/0 %) بود. اکثر جدایه‌های شور، قلیا و شور و قلیاپسند به ترتیب با میانگین 0003/0، 0001/0 و 0021/0% تولیدکننده IAA بودند که مقدار تولیدی در گروه شور و قلیا حدود 6 برابر شورپسندها و 5/14 برابر قلیاپسندها بود. بررسی معادلات پیش­بینی غلظت آمونیاک و IAA تولیدی به­ترتیب فقط در جدایه‌های شوروقلیاپسند برای تولید آمونیاک (046/0=P) و در جدایه‌های شورپسند برای تولید IAA (015/0=P) تحت تأثیر EC و pH محیط کشت معنی‌دار شد (05/0P≤). معادلات رگرسیون چند متغیره جهت پیش بینی غلظت­های آمونیاک و IAA تولیدی جدایه‌ها تحت تأثیر EC وpH  محیط در غلظت­های بالا و پایین از آمونیاک و IAA از کارایی چندانی برخوردار نبود. استفاده از روش­های نسلر و سالکووسکی پس از کمی تغییرات به دلیل سهولت اجرا و نتایج نسبتاً دقیق آن، قابل توصیه و پیشنهاد در تحقیقات بعدی می­باشد.

کلیدواژه‌ها


Alikhani, H.; Saghafi Marakhanlo, D.; Ebadi Nahari, A.; (2011). Evaluation of production hormone auxin, indole acetic acid (IAA) by Rhizobium bacteria and Pseudomonas fluorescens. The first National Conference on Modern Agricultural Sciences & Technologies; Zanjan, University of Zanjan.

Arora, S.; Patel, P.N.;  Vandez,  M.J.; Rao, G.G.; (2014). Isolation and characterization of endophytic bacteria colonizing halophyte and other salt tolerant plant species from coastal Gujarat. African Journal of Microbiology Journal; 8(17): 1779-1788.

Banerjee, M.; Yesmin, R.L.; Vessey, J.K.; (2006). Plant-growth promoting rhizobacteria as biofertilizers and biopesticides., pp.137-181. in: Handbook of microbial biofertilizers. Ed.,Rai, M., K., Food Production Press, U.S.A

Brenner, D. J.; Krieg, N.R.; Staley, J.T.; (2005) Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Sec ed. Vol 2. Part B. Springer.

Bertrand, J.C.; Caumette,  P.; Lebaron, P.; Matheron, R.; Normand, P.; Sime-Ngando, T.; (2014). Environmental Microbiology: Fundamentals and Applications: Microbial Ecology, Germany, Springer.

Butale, S.V.; Raut, A.A.; Sawant, T.B.; (2010). Application of moderately haloalkaliphilic nonsymbiotic diazotrophs of Lonar lake to saline soils. International Journal of Microbiology Research; 2(2): 1-4.

Detkova, E.N.; Boltyanskaya, Yu. V.; (2007). Osmoadaptation of Haloalkaliphilic Bacteria: Role of Osmoregulators and Their Possible Practical Application. Microbiology; 76(5): 511-522.

Feng, J.P.; Zhou, Y.; Zhou, S.; Liu Rhodes, K.W.; (2005). Halorubrum alkaliphilum sp. nov., a novel haloalkaliphile isolated from a soda lake in Xinjiang, China. International Journal of Systematic Evolutionary Microbiology; 55: 149-152.

Glickmann, E.; Dessaux, Y.; (1995). A Critical Examination of the Specificity of the Salkowski Reagent for Indolic Compounds Produced by Phytopathogenic Bacteria. Applied and Environmental Microbiology; 61(2): 793-796.

Gutierrez, C.K.; Matsui; G.Y.; Lincoln, D. E.; Lovell, C.R.; (2009). Production of the Phytohormone Indole-3-Acetic Acid by Estuarine Species of the Genus Vibrio. American Society for Microbiology; 75(8): 2253-2258.

Hartman, A.; (1988). Ecophysiological aspects of growth and nitrogen fixation in Azospirillum Spp. Plant and Soil; 110: 225-238.

Heonsang, J.; Jongtaek, P.; Hyunook, K.; (2013). Determination of NH4+ in Environmental Water with Interfering Substances Using the Modified Nessler Method. Hindawi Publishing Corporation Journal of Chemistry; 1-9.

Hojjat Noughi, F.; Akhgar, A.R.; Esfandiarpour, I.; Khavazi, K.; (2013).  Evaluation of Population and Properties of PGPB of Endorhizosphere, Rhizosphere and Nonrhizosphere in Pistachio Seedlings. Water and Soil Science; 23(4): 215-234.

Holt, J.G.; Krieg, N.R.; Sneath, P.H.A.; Staley, J.T.; Williams, S.T.; (1994) Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. 9th ed. Williams and Wilrins. Maryland.

Horikoshi, K.; (1999). Alkaliphiles. Kodansha: Hardwood Academy Publisher, Germany, Springer.

Horikoshi, K.; (2006). Alkaliphiles-Genetic Properties and Applications of Enzymes, Japan, Springer.

Horikoshi, K.; (1999). Alkaliphiles: Some Applications of Their Products for Biotechnology. Microbiology and Molecular Biology Reviews; 735-750.

Jeong, H.; Park, J.; Kim, H.; (2013). Determination of NH4+ in environmental water with interfering substances using the modified Nessler method. Journal of Chemistry, Hindawi Publishing Corporation; 1-10.

Jones, B.; Brian, E.; Gravin, J.; Stolberglaan, V.; (1992). European patent application.  Bulletin 93/18, Publication number:  EP 0 540 127 A1, Rank Xerox (UK) Business Services (3. 10/3.6/3.3. 1).

Joshi, R.; (2006). Extracellular Enzymes from halophilic and haloalkaliphilic bacteria isolated from seawater along the coastal Gujarat. Rajkot, India: Saurashtra University.

Kafi, M.; Mahdavi Damghani, A.; (2000). Mechanisms of environmental stress resistance in plants. Ferdowsi University Press.

Khakipour, N.; Khavazi,  K.; Akhgar, A.; (2012).  Identification of Indole compounds produced by a selection of fluorescent Pseudomonas and their inoculation effect on the growth of rape. Iranian Journal of soil Research; (A) 26(4): 415-423.

Kitada, M.; Horikoshi, K.; (1997). Sodium ion-stimulated a-(l-C)-aminoisobutyric acid uptake in alkalophilic Bacillus species. Journal of Bacteriology; 131: 784-788.

Kudo, T.; Horikoshi, K.; (1983b). RNA-polymerase of alkalophilic Bacillus sp. No.2b-2. The Third International Symposium Ribosomes and Nucleic Acid Mitabolism; Czechoslovakia; 247-256.

Kudo, T.; Horikoshi, K.; (1983a). RNA Polymerase from vegetative cells and spores of an alkalophilic Bacillus sp. Spores VII, 220. The Third International Symposium Ribosomes and Nucleic Acid Mitabolism; Czechoslovakia.

Mishra, S.; Singh, R.P.; Raghuvanshi, S.; Gupta, S.; (2015). Deducing the Bio-Perspective Capabilities of Fe(II) Oxidizing Bacterium Isolated from Extreme Environment. Biochemistry & Analytical Biochemistry; 4(2):1-5.

Moradi, A.; Tahmourespour, A.; Hoodaji, M.; Khorsandi, F.; (2011). Effect of salinity on free living - diazotroph and total bacterial populations of two saline soils. African Journal of Microbiology Research; 5(2): 144-148.

Nabti, E.H.; Mokrane, N.; Ghoul, M.; Manyani, H.; Dary, M.; Megias, M.G.; (2013). Isolation and Characterization of Two Halophilic Bacillus (B. licheniformis and Bacillus sp.) with Antifungal Activity. Journal of Ecology of Health & Environment; 1(1): 13-17.

Oren, A.; Gurevich, P.; Henis, Y.; (2001). Reduction of nitro substituted aromatic compounds by the halophilic anaerobic eu-bacteriua Haloanaerobium praevalens and Sporohalobacfer marismortui. Applied and Environmental Microbiology; 57: 3367-3370.

Rohban, R.; Amoozegar, M.A.; Ventosa, A.; (2009). Screening and isolation of halophilic bacteria producing extracellular hydrolyses from Howz Soltan Lake, Iran. Journal Industerial Microbiology and Biotechnology; 36: 333-340.

Rontein, D.; Basset, G.; Hanson, A.D.; (2002). Metabolic Engineering of Osmoprotectant Accumulation in Plants. Metabolic Engineering; 4: 49-56.

Saatovich, S.Z.; (2006). Azospirilli of Uzbekistan soil and their influence on growth and development of wheat plants. Plant and Soil; 283: 137-145.

Sahay,  H.; Mahfooz, S.; Singh, A.K.; Singh, S.; Kaushik, R.; Saxena, A.K.; Arora, D.K.; (2012) Exploration and characterization of agriculturally and industrially important haloalkaliphilic bacteria from environmental samples of hypersaline Sambhar lake, India. World Journal of Microbiology and Biotechnology; 28: 3207-3217.

Singh, S.P.; Purohit, M.K.; Raval, V.H.; Pandey, S.; Akbari, V.G.; Rawal, C.M.; (2010). Capturing the potential of Haloalkaliphilic bacteria from the saline habitats through culture dependent and metagenomic approaches. Curent Reasearch, Technology and Education Topics in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology; 81-87.

Sorokin, D.Y.; Berben, T.; Denise Melton, E.; Overmars,  L.; Vavourakis,  C.H.D.; Muyzer, G.; (2014). Microbial diversity and biogeochemical cycling in soda lakes. Extremophiles; 18(5): 791-809.

Sorokin, D.Y.; (2003). Oxidation of inorganic sulfur compounds by obligatory organotrophic bacteria. Microbiology (Moscow, English Translation); 72: 641-653.

Sturr, M.G.; Guffanti, A.A.; Krulwich, T.A.; (1994). Growth and bioenergetics of alkaliphilic Bacillus firmus OF4 in continuous culture at high pH. Journal of Bacteriology; 176: 3111-3116.

Swain, M.R.; Naskar, S.K.; Ray, R.C.; (2007).  Indole-3-acetic acid production and effect on sprouting of yam (Dioscorea rotundata L.) minisetts by Bacillus subtilis isolated from culture able cowdung micro flora. Polish Journal of Microbiology; 56(2): 103-110.

Ventosa, A.; Quesada, E.; Rodriguez-Valera, F.; Ruiz-Berraquero, F.; Ramos-Cormenzana, A.; (1982). Numerical taxonomy of moderately halophilic Gram-negative rods. Journal of general microbiology; 128: 1959-1968.

Vessey, J.K.; (2003). Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant and Soil; 255: 571-586.

Yuen, S.H.; Pollard, A.G.; (1952). The determination of nitrogen in agricultural materials by the Nessler regent. I. Prepration of the regent. Journal of the Science of Food and Agriculture; 441-447.