جداسازی و ارزیابی ریزوباکتر‌های متحمل به سربِ محرک رشد گیاه از یک خاک حاوی سرب با سابقه بلند مدت

آب و خاک

مقاله 9، دوره 28، شماره 6، بهمن 1394، صفحه 1238-1249   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.32309

نویسندگان

محمدرضا نادری^{* 1}؛ عبدالرزاق دانش شهرکی²؛ فایز رئیسی²؛ فرزانه نیکوخواه²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه شهرکرد

چکیده

مطالعه‌ی حاضر به منظور جداسازی و ارزیابی ریزوباکتر‌های متحمل به سرب که قادر به تولید مواد محرک رشد گیاه تحت شرایط تنش فلزات سنگین بوده و توانایی افزایش زیست‌فراهمی فلز سنگین سرب را نیز دارند، به اجرا در آمد. ریزوباکتر‌های متحمل به سرب جدا شده از خاک آلوده به صورت Rhodococcus sp.، Bacillus stearothermophilus strain A، Corynebacterium sp.، Bacillus pumilus، Mycobacterium sp.، Bacillus stearothermophilus strain B، Bacillus licheniformis و Bacillus sp. جدا و شناسایی گردیدند. نتایج نشان داد که تمامی باکتری‌های جدا شده قادر به تحمل غلظت‌های بالای فلز سنگین سرب بودند. حداقل غلظت بازدارندگی سرب (MIC) این باکتری‌ها در دامنه‌ی 1100 تا 1720 میلی‌گرم بر لیتر (3/3 تا 19/5 میلی‌مولار) متغیر بود. به علاوه، تمامی سویه‌های باکتریایی جدا شده، از توانایی تولید ایندول استیک اسید (IAA) (از 5/3 تا 6/43 میلی‌گرم بر لیتر) و سیدروفور (از 7/57 تا 2/86 درصد) برخوردار بودند. با این وجود، تنها دو باکتری Mycobacterium sp. و Bacillus licheniformis توانایی تولید آنزیم ACC-دی‌آمیناز را داشتند. تلقیح محیط کشت حاوی کربنات سرب کم‌محلول با سویه‌ی باکتریایی Corynebacterium sp. به دلیل کاهش محسوس اسیدیته نیز سبب افزایش معنی‌دار غلظت سرب قابل‌جذب گردید.

کلیدواژه‌ها

ریزوباکتر‌های متحمل به سرب؛ حداقل غلظت بازدارندگی (MIC)؛ ایندول استیک اسید (IAA)؛ سیدروفور، ACC-دی‌آمیناز؛ انحلال کربنات سرب

مراجع

1- جلیلی ف.، خاوازی ک.، پذیرا ا.، نجاتی ع. و اسدی رحمانی ه. 1388. تأثیر سودوموناس‌های فلورسنت دارای فعالیت آنزیم ACC-دی‌آمیناز در تعدیل اثرات مضر شوری بر کلزا در مرحله جوانه‌زنی، مجله‌ی پژوهش‌های خاک 23: 40-25.

2- Ahmad F., Ahmad I., and Khan M.S. 2008. Screening of free-living rhizospheric bacteria for their multiple plant growth promoting activities. Microbiology Research, 163: 173-181.

3- Aloni R., Aloni E., Langhans M., and Ullrich C.I. 2006. Role of cytokinin and auxin in shaping root architecture: regulating vascular differentiation, lateral root initiation, root apical dominance and root gravitropism. Annals of Botany, 97: 883-893.

4- Bahig A.E., Aly E.A., Khaled A.A., and Amel K.A. 2008. Isolation, characterization and application of bacterial population from agricultural soil at Sohag Province, Egypt. Malaysian Journal of Microbiology, 4: 42-50.

5- Belimov A.A., Hontzeas N., Safronova V.I., Demchinskaya S.V., Piluzza G., Bullitta S. and Glick B.R. 2005. Cadmium-tolerant plant growth-promoting bacteria associated with the roots of Indian mustard (Brassica juncea L. Czern.). Soil Biology and Biochemistry, 37: 241-250.

6- Burd G.I., George Dixon D., and Glick B.R. 1998. A plant growth-promoting bacterium that decreases nickel toxicity in seedlings. Journal of Applied and Environmental Microbiology. 64: 3663-3668.

7- Cakmakci R., Donmez F., Aydm A. and Sahin F. 2006. Growth promotion of plants by plant growth promoting rhizobacteria under greenhouse and two different field soil conditions. Soil Biology and Biochemistry, 38: 1482-1487.

8- Chen Y.X., Shi J.Y., Zhang W.D., Lin Q., and Tian G.M. 2004. EDTA and industrial waste water improving the bioavailability of different Cu forms in contaminated soil. Plant Soil, 261: 117-125.

9- Dell’Amico E., Cavalca L., and Andreoni V. 2005. Analysis of rhizobacterial communities in perennial Graminaceae from polluted water meadow soil, and screening of metal-resistant, potentially plant growth-promoting bacteria. FEMS Microbiol Ecology, 52: 153-162.

10- Dell’Amico E., Cavalca L., and Andreoni V. 2008. Improvement of Brassica napus growth under cadmium stress by cadmium-resistant rhizobacteria. Soil Biology and Biochemistry, 40: 74-84.

11- Esitken A., Pirlak L., Ipek M., Donmez M.F., Cakmakci R., and Sahin F. 2009. Fruit bio-thinning by plant growth promoting bacteria (PGPB) in apple cvs. Golden Delicious Braeburn. Biological Agricultur and Horticulture, 26: 379-390.

12- Glick B.R. 2003. Phytoremediation: synergistic use of plants and bacteria to clean up the environment. Biotechnology Advances, 21: 383-393.

13- Glickmann E., and 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: 793-796.

14- Hartmann A., Schmid M., Van Tuinen D., and Berg G. 2009. Plant-driven selection of microbes. Plant Soil, 321: 235-257.

15- Idris R., Trifonova R., Puschenreiter M., Wenzel W.W. and Sessitsch A. 2004. Bacterial communities associated with flowering plants of the Ni hyperaccumulator Thaspi goesingense, Applied and Environmental Microbiology, 70: 2667-2677.

16- Kasra Kermanshahi R., Ghazifard A., and Tavakoli A. 2007. Identification of bacteria resistant to heavy Metals in the soils of Isfahan province. Iranian Journal of Science and Technology, 31: 7-16.

17- Khan A.G. 2005. Role of soil microbes in the rhizospheres of plants growing on trace metal contaminated soils in phytoremediation. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 18: 355-364.

18- Khan M.S. and Zaidi A. 2007. Synergistic effects of the inoculation with plant growth promoting rhizobacteria and arbuscular mycorrhizal fungus on the performance of wheat. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 31: 355-362.

19- Lone M.I., Li H., Zhen P.J., Stoffella E., and Yang, X. 2008. Phytoremediation of heavy metal polluted soils and water: Progresses and perspectives. Journal of Zhejiang University Science B, 9: 210-220.

20- Ma Y., Rajkumar M., and Freitas H. 2009. Inoculation of plant growth promoting bacterium Achromobacter xylosoxidans strain Ax10 for the improvement of copper phytoextraction by Brassica juncea. Journal of Environmental Management, 90: 871-877.

21- Neilands J.B., and Nakamura K. 1991. Detection, determination, isolation, characterization and regulation of microbial iron chelates. In: G. Winkelmann (ed.) CRC handbook of microbial iron chelates. CRC Press, London, pp. 1-14.

22- Pal A., Dutta S., Mukherjee P.K., and Paul A.K. 2005. Occurrence of heavy metal resistance in microflora from serpentine soil of Andaman. Journal of Basic Microbiology, 45: 207-218.

23- Roane T.M., and Kellogg S.T. 1995. Characterization of bacterial communities in heavy metal contaminated soils. Canadian Journal of Microbiology, 42: 593-603.

24- Rubio M.G.T., Plata S.A., Castillo J.B., and Nieto P.M. 2000. Isolation of Enterobacteria, Azotobacter sp. and Pseudomonas sp. producers of Indole-3-Acetic Acid and Siderphores from Colombian rice rhizospher. Revista Latinoamrican de Microbioloia, 5: 171-176.

25- Sabry S.A., Ghozlan H.A., and Abou-zeid D.M. 1997. Metal tolerance and antibiotic resistance patterns of a bacterial population isolated from sea water. Journal of Applied Microbiology, 82: 245-252.

26- Sayyed R.Z., Badgujar M.D., Sonawane M.M., and Chincholkar S.B. 2005. Production of microbial iron chelators (siderphores) by fluorescent pseudomonas. Indian journal of biotechnology, 4: 484-490.

27- Schwyn B., Neilands J.B. 1987. Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores. Analytical Biochemistry, 160: 47-56.

28- Sheng X.F., and Xia J.J. 2006. Improvement of rape (Brassica napus) plant growth and cadmium uptake by cadmium-resistant bacteria. Chemosphere, 64: 1036-1042.

29- Silva-stenico M.E., Pacheco F.T.H., Rodrigues J.L.M., Carrilho E. and Tsai S.M. 2005. Growth and siderophore production of Xylella fastidiosa under iron-limited conditions. Microbiological Research, 160: 429-436.

30- Singh V., Chauhan P.K., Kanta R., Dhewa T., and Kumar V. 2010. Isolation and characterization of Pseudomonas resistant to heavy metals contaminants. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 3: 164-167.

31- Wang Y., Brown H.N., Crowley D.E., and Szaniszlo P.J. 1993. Evidence for direct utilization of a siderophore, ferrioxamine B, in axenically grown cucumber. Plant Cell and Environment, 16: 579-585.

32- Wani P.A., Khan M.S. and Zaidi A. 2008. Chromium reducing and plant growth promoting Mesorhizobium improves chickpea growth in chromium amended soil. Biotechnology Letters, 30: 159-163.