ارزیابی توان سویه‌های بومی سودوموناس‌های فلورسنت ریزوسفر گندم برای تولید سیدروفور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه ارومیه

2 استادیار پژوهش موسسه تحقیفات خاک وآب

3 استاد دانشگاه مازندران

4 استاد دانشگاه تربیت مدرس

5 استادیار پژوهش موسسه تحقیقات خاک و آب

چکیده

در دهه‌های اخیر استفاده از توانایی باکتری‌های ریزوسفری برای تحریک و تقویت رشد گیاهان در سطح وسیعی گسترش یافته است. این تحقیق با هدف بررسی پتانسیل تولید سیدروفور سویه‌های بومی سودوموناس‌های فلورسنت درسال 1382 انجام گرفت. برای این منظور 201 جدایه از گونه‌های Pseudomonas putida، Pseudomonas fluorescens و Pseudomonas aeruginosa که از مزارع گندم مناطق مختلف ایران جداسازی و براساس روشهای استاندارد شناسایی شده ‌بودند، مورد آزمایش قرار گرفتند. همچنین از دو سویه PGPR خارجی متعلق به جنس سودوموناس بنامهای 7NSK2 و GRP3 بعنوان شاهد مثبت (sid+) و از سویه MPFM1 بعنوان شاهد منفی (sid-) استفاده شد. توان تولید سیدروفور توسط سویه‌ها با استفاده محیط جامد حاوی کرم آزورل اس (CAS-agar) مورد ارزیابی قرارگرفت. محیط‌های کشت آبی‌رنگ CAS-آگار با روش کشت قطره‌ای با 5 میکرولیتر از سوسپانسیون کشت تازه هر سویه با جمعیت تنظیم‌شده در حدودCFU/ml 108×5 در سه تکرار تلقیح شدند. در فواصل 24، 48، 72 و 96 ساعت انکوباسیون، قطر کلنی و قطر هاله نارنجی‌رنگ اطراف کلنی اندازه‌گیری و شاخص نسبت قطرهاله به قطر کلنی برای هر سویه محاسبه گردید. نتایج حاصل از ارزیابی توانایی تولید سیدروفور نشان داد که 100 درصد سویه‌های سودوموناس قادر به رشد و تولید سیدروفور در محیط CAS-آگار بودند. سرعت گسترش هاله در 25 درصد سویه‌ها کمتر از 15 میلی‌متر در روز، در 61 درصد بین 20-15 میلی‌متر در روز و در 14 درصد سویه‌ها بیش از 20 میلی‌متر در روز بود. در گروه با توان تولید بالای سیدروفور درصد زیادی (57 درصد) از جدایه‌ها را گونه Pseudomonas fluorescens تشکیل داد و درگروه با توان تولید متوسط گونه Pseudomonas putida با 56 درصد بیشترین فراوانی را داشت. بطورکلی در مورد هر سه گونه از نظر تولید سیدروفور، بالاترین فراوانی در محدوده متوسط (20-15 میلی‌متر در روز) قرار داشت. بهترین سویه‌ها، جدایه‌های FP136 و FP93 با توسعه هاله معادل 24 میلی‌متر در روز از گونه Pseudomonas fluorescens بودند. ضمناً سویه‌های FP45، FP165، FP159، FP120، FP190 و FP106 از گونه‌های مختلف توانایی بسیار بالایی نسبت به سویه‌های خارجی 7NSK2 و GRP3 در تولید سیدروفور نشان دادند. از میان جدایه‌های برتر FP93 و FP159 با توجه به توانایی تولید اکسین و انحلال فسفات نامحلول، برای تهیه مایه‌تلقیح PGPR پیشنهاد می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

An Evaluation of the Potentials of Indigenous Fluorescent Pseudomonads of Wheat Rhizosphere for Producing Siderophore

نویسندگان [English]

  • M. H. Rasouli Sadaghiani 1
  • K. Khavazi 2
  • H. Rahimian 3
  • M. J. Malakouti 4
  • H. Asadi rhamani 5
1 Scientific Staff Member of Urmia University
2 member of Scientific Staff at Soil and Water Research Institute
3 Prof. at Mazandaran Univ
4 Prof. at Tarbiat Modares Univ.
5 respectively.,Soil and Water Research Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]

The potentials of non-symbiotic rhizbacteria for stimulating plant growth have been extensively used during recent decades. The objective of this investigation was to determine the potentials of some indigenous fluorescent Pseudomondas for siderophore production. For this purpose, some 201 strains of Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens, and Pseudomonas aeruginosa were studied. Also two imported PGPR strains belonging to the Pseudomonas genus (7NSK2 and GRP3) were used as positive controls (sid+), and MPFMI strain was used as negative control (sid-). The potentials of these strains for siderophore production were evaluated by chrome azorel-S assay (CAS blue agar) through color change. The blue CAS-agar medium was inoculated in a drop plate method with 5 microliter of fresh culture suspensions having a controlled population density of 5 x108 CFU/ml in three replications. The diameter of colonies and orange halos around the colonies and their ratio were determined 24, 48, 72, and 96 hours after the inoculation. The results showed that 100% of the Pseudomonas strains were capable of growing on the CAS-agar medium and producing siderophore. The advance of color change was measured to be less than 15 mm/day for 25% of the strains, 15-20 mm/day for 61% of the strains, and more than 20 mm/day for 14% of the strains. A large percentage (75%) of the group with high potentials for siderophore production consisted of Pseudomonas fluorescens strains. Regarding the potential of these strains for siderophore production, the most abundant strain lay within the medium range (15-20 mm/day). The best strains FP136 and FP93 producing about 24 mm/day belonged to the Pseudomonas fluorescens strain. Furthermore, strains FP45, FP165, FP159, FP120, FP190, and FP106 from various species showed much greater potentials for siderophore production as compared with the strains 7NSK2 and GRP3. Considering the superior potentials of FP93, and FP159 strains for auxin production and for solubilizing insoluble phosphates, they are recommended for the production of PGPR inoculum.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Siderophore
  • Fluorescent Pseudomonads
  • Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) and CAS-agar

مراجع

  1. رسولی صدقیانی، م. ح.، ح. رحیمیان، ک. خاوازی, م. ج. ملکوتی و ه. اسدی رحمانی.1384. بررسی تراکم جمعیت، جداسازی و شناسایی سودوموناس‌های فلورسنت از ریزوسفر گندم مناطق مختلف ایران. مجله علوم خاک و آب. جلد 19 شماره 2: 224-234.تهران، ایران.
  2. Alexander, D. B., and D. A. Zuberer. 1991. Use of chrome azurol S reagents to evaluate siderophore production by rhizosphere bacteria. Biol. Fertil. Soils 12: 39-45.
  3. Asghar, H. N., Z. A. Zahir, M. Arshad and A. Khaliq. 2002. Relationship between in vitro production of auxins by rhizobacteria and their growth-promoting in Brassica juncea Biol. Fertil. Soils 35:231-237.
  4. Bar-Ness, E., Y. Chen, Y. Hadar, H. Marschner, and V. Romheld. 1991. Siderophores of Pseudomonas putida as an iron source for dicot and monocot plants. Plant and Soil 130: 231-241.
  5. Barton, L. L. and B. C. Hemming. 1993. Iron Chelation in Plants and Soil Microorganisms. Academic Press, USA.
  6. Benizri, E., A. Courtade, C. Picard, and A. Guckert. 1998. Role of maize root exudates in the production of auxines by Pseudomonas fluorescens3.1. Soil Biol. Biochem. 30: 1481-1484.
  7. Boven, G. D., and A. D. Rovira. 1999. The rhizosphere and its management to improve plant growth. Advances in Agronomy  66:1-102.
  8. Buysens, S., K. Heungens, J. Poppe, and M. Hofte.1996. Involvement of pyoverdin in suppresion of Pythium-induced damping –off of tomato by Pseudomonas aeruginosa 7NSK2. Environ. Microbiol. 3: 865-871.
  9. Cattelan, A. J., P. G. Hartel, and J. J. Fuhrmann. 1999. Screening for plant growth-promoting rhizobacteria to promote early soybean growth. Soil Sci. Soc. Am. J. 63: 1670-1680.
  10. Crowley, D. E., C. P. P. Reid, and P. J. Szaniszlo. 1988. Utilization of microbial siderophores in iron acquisition by oat. Plant Physiol. 87: 680-685.
  11. Crowley, D. E., Y. C. Wang, C, P. P. Reid, and P. J. Szaniszlo.1991. Mechanisms of iron acquisition from siderophores by microorganisms and plants. Plant and Soil. 130: 179-198.
  12. Hendricks, D., P. H. A. Sneath and J. G. Holt. 2001. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. 2nd Williams and Wilkins, Baltimore, MD.
  13. Hofte, M., K. Y. Seong, E. Jurkevitch, and W. Verstraete. 1991. Pyoverdin production by the plant growth beneficial Pseudomonas strain 7SNK2: Ecological significance in soil. Plant and Soil 130: 249-257.
  14. Iswandi, A., P. Bossier, J. Vandenabeele, and W. Verstraete.1987. Effects of seed inoculation with the rhizopseudomonas strain 7SNK2 on the root microbiota of maize and barley. Biol. Fertil. Soils 3; 153-158.
  15. Jurkevitch, E., Y. Hadar, and Y. Chen. 1988. Involvement of bacterial siderophores in the remedy of lime-induced chlorosis in peanut. Soil Sci. Soc. Am. J. 52:1032-1037.
  16. Katiyar, V., and R. Goel. 2004. Siderophore mediated plant growth promotion at low temperature by mutant of fluorescent pseudomonad. Plant Growth Regulation 42:239-244.
  17. Kloepper, J. W., and M. N. Schroth. 1978. Plant growth-promoting rhizobacteria on radishes. Proceeding of the International Conference on Plant Pathogenic Bacteria 2: 879-882.
  18. Laheurte, F., and J. Berthelin. 1988. Effect of a phosphate solubilizing bacteria on maize growth and root exudation over four levels of labile phosphorous. Plant and Soil 105:11-17.
  19. Leoni L., Ambrosi C., Petrucca A., and Visca P. 2002. Transcriptional regulation of pseudobactin synthesis in the plant growth-promoting Pseudomonas B10. FEMS Microbiol. Letters. 208: 219-225.
  20. Lifshitz, R., J. W. Kloepper, M. Kozlowksi, C. simson and I. Zaleska. 1987. Growth promotion of canola seedling by a strain of Pseudomonas putida under gnotobiotic condition. Can. J. Microbiol. 33: 390-395.
  21. Loper, J. E., and M. D. Henkels. 1999. Utilization of heterologous siderophores enhances level of iron available to Pseudomonas putida in the rhizosphere. Environ. Microbiol. 65: 5357-5363.
  22. Marschner, H., and V. Romheld. 1994. Strategies of plants for acquisition of iron. Plant and Soil 165:261-274.
  23. Meyer, J. M. 2000. Pyoverdins: pigments, siderophores and potential taxonomic markers of fluorescent Pseudomonas Arch. Microbiol. 174: 135-142.
  24. Milagres, A. M. F., A. Machuca, and D. Napoleao. 1999. Detection of siderophore production from several fungi and bacteria by a modificaction of chrome azurol S (CAS) agar plate assay. J. Microbiol. Methods 37: 1-6.
  25. Neilands, J. B. and S. A. Leong. 1986. Siderophores in relation to plant growth and disease. Ann. Rev. Plant Physiol. 37; 187-208.
  26. Schwyn, B. and J. B. Neilands. 1987. Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores. Anal. Biochem. 160: 47-56.
  27. Sharma, A., B. N. Johri, A. K. Sharma and B. R. Glick. 2003. Plant growth-promoting bacterium Pseudomonas Strain GRP3 influences iron acquisition in mung bean. Soil Biol. Biochem. 35: 887-894.
  28. Sperber, J. I. 1958. The incidence of apatite solubilizing organisms in the rhizosphere. Aust. J. Agr. Res. 9: 778-781.
  29. Teintze, M. M. B. Hossain, C. L. Barnes, J. Leong and D. vander Helm. 1981. Structure of ferric pseudobactin, a siderophore from a plant growth promoting Pseudomonas. Biochem. 20: 6446-6457.
  30. Yehuda, Z., M. Shenker, V. Romheld, H. Marschner, Y. Hadar, and Y. Chen. 1996. The role of ligand exchange in the uptake of iron from microbial siderophores by gramineous plants. Plant Physiol. 112: 1273-1280.

 

پژوهش های خاک
دوره 20، شماره 1
خرداد 1385
صفحه 127-136

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار