جداسازی و شناسایی باکتری‌های فیلوسفر ذرت و تعیین ویژگی های محرک رشدی گیاه آنها

سابقه و هدف: باکتری‌های افزایش دهنده رشد گیاه ساکن در فیلوسفر گیاهان مختلف ابزاری برای استفاده کارآمدتر از باکتری‌ها به عنوان منبعی برای تولید کودهای زیستی را فراهم می‌کند. استفاده از فن‌آوری‌های مولکولی منجر به پژوهش عمیق در مورد ریزجانداران فیلوسفری می‌شود و ممکن است راه‌های جدیدی را برای توسعه و اعتباردهی عملیات کشاورزی مدرن فراهم نموده و سبب افزایش چشمگیر بهره‌وری شود. هدف از این پژوهش بررسی ویژگی‌های محرک رشد باکتری‌های جدا شده از فیلوسفر ذرت (Zea mays L.) رشد یافته در مناطق مختلف جغرافیایی کشور (ایران) و شناسایی مولکولی آنها با روش توالی‌یابی ژن 16Sr RNA بود. مواد و روش‌ها: در شهریور سال 1395، 116 نمونه‌ برگ سالم بالغ از مزارع ذرت واقع در 6 استان ایران (البرز، تهران، خراسان رضوی، خوزستان، فارس و قزوین) جمع‌آوری و سپس باکتری‌های فیلوسفری از آنها جداسازی شدند. ویژگی‌های محرک رشد باکتری‌ها از جمله، تولید ایندول استیک اسید (Indole-3 Acetic acid, IAA)، انحلال فسفات آلی نامحلول، تولید سیدروفور، تولید پلی‌ساکاریدهای برون‌سلولی (Exopolysaccharides, EPS) و نیز فعالیت آنزیم نیتروژناز با استفاده از روش‌های استاندارد اندازه گیری شدند. سویه‌های برتر بر اساس روش توالی‌یابی ژن 16Sr RNA در حد گونه شناسایی شدند. یافته‌ها: 10 سویه از 242 باکتری‌ جداسازی شده از فیلوسفر ذرت براساس ویژگی‌های محرک رشد آنها انتخاب شدند. همه سویه‌های انتخابی دارای فعالیت آنزیم نیتروژناز، انحلال فسفات آلی و قابلیت تولید IAA و EPS بودند. بیشترین فعالیت آنزیم نیتروژناز (31/70nM ml-1 h-1 ) و انحلال فسفات آلی (05/75 g l-1) در سویه THE15 مشاهده شد، اگرچه کمترین مقدار این ویژگی‌ها به ترتیب متعلق به سویه‌های KHO57 (55/5 nM ml-1 h-1) و KHO51 (90/15 g l-1) بودند. سویه‌های QAZ26 و TEH15 دارای بیشترین مقدار IAA (به ترتیب 56/31 و 00/30 μg ml-1) بودند و سویه ALB32 کمترین مقدار IAA (50/4 μg ml-1) را تولید کرد. تولید EPS به‌وسیله سویه‌ها بین 805/1-120/0 g l-1 متغیر بود. در میان سویه‌های بررسی شده، تنها KUU32، KHU53، ALB32 و QAZ26 توانستند سیدروفور تولید کنند. توالی‌یابی 16S rRNA نشان داد که 10 سویه متعلق به جنس‌های Bacillus، Microbacterium، Pseudarthrobacter، Pseudomonas، Stenotrophomonas، Enterobacter و Kocuria هستند. Bacillus با 4 گونه مختلف (شامل Bacillus subtilis، Bacillus megaterium، Bacillus paralicheniformis و Bacillus pumilus) غالب‌ترین جنس بود. نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج این پژوهش باسیلوس‌ غالب‌ترین جنس باکتری‌های افزایش دهنده رشد در فیلوسفر ذرت بود. از میان باکتری‌های جداسازی شده، TEH15 Enterobacter hormaechei توانایی بالایی در فعالیت آنزیم نیتروژناز، تولید ایندول استیک اسید و انحلال فسفات آلی داشت. بنابراین این سویه شایسته پژوهش بیشتر در بررسی‌های میدانی (مطالعات گلخانه‌ای و مزرعه‌ای) کشت ذرت و گیاهان هم‌خانواده ذرت است.

Keywords:

میکروبیوم فیلوسفر , ویژگی‌های افزایش دهنده رشد گیاه , 16S rRNATEH15 Enterobacter hormaechei