การศึกษากิจกรรมการส่งเสริมการเจริญเติบโตพืชโดยแบคทีเรีย Pseudomonas putida ในข้าว (Oryza sativa L. cv. KDML 105) ภายใต้สภาวะความเค็ม

Main Article Content

๋Jirawan SitisuanjiK

บทคัดย่อ

ดินเค็มเป็นปัญหาสำคัญในการทำการเกษตร ความเค็มของดินส่งผลให้พืชชะงักการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืชลดลง กลยุทธ์หนึ่งที่ช่วยพืชให้สามารถทนทานต่อสภาวะความเค็มของดินได้คือ การใช้แบคทีเรียที่มีคุณสมบัติส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช (PGPR) การศึกษาครั้งนี้ จึงนำแบคทีเรีย P. putida ATCC 17484 มาทดสอบความสามารถสร้างสารไซเดอโรฟอร์ ฮอร์โมนพืช IAA และเอนไซม์ ACC deaminase (ACCD) ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 200-1,000 มิลลิโมลาร์ และศึกษาความสามารถในการส่งเสริมการเจริญเติบเติบโตของต้นข้าว (Oryza sativa L. cv. KDML105) ผลทดสอบคุณสมบัติในการสร้างสารไซเดอโรฟอร์ ฮอร์โมนพืช IAA และเอนไซม์ ACCD ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีสารละลายโซเดียมคลอไรด์ได้ สามารถทนเกลือโซเดียมคลอไรด์ได้ที่ความเข้มข้น 5% (w/v) และพบว่าแบคทีเรีย P. putida ATCC 17484 สามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นข้าวได้ โดยมีความยาวราก ความยาวลำต้น น้ำหนักสดลำต้น และน้ำหนักแห้งลำต้นเพิ่มขึ้นดีกว่าต้นข้าวที่ไม่ได้รับเชื้อ ผลแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียสายพันธุ์นี้มีคุณสมบัติเป็น PGPR ที่สามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของข้าวในสภาวะดินเค็มได้

Article Details

บท
Original Articles

References

1. Yan K, Shao H, Shao C, Chen P, Zhao S, Brestic M, Chen X. Physiological adaptive mechanisms of plants grown in saline soil and implications for sustainable saline agriculture in coastal zone. Acta Physiologiae Plantarum 2013;35:2867-2878.
2. Paul D, Lade H. Plant-growth-promoting rhizobacteria to improve crop growth in saline soils: a review. Agronomy for Sustainable Development 2014;34(4):737-752.
3. Patil AD. Alleviating salt stress in crop plants through salt tolerant microbes. International Journal of Science and Research 2015;4(1):1297-1302.
4. Rütting T, Aronsson H, Delin S. Efficient use of nitrogen in agriculture. Nutrient Cycling in Agroecosystems 2018;110:1-5.
5. Honma M, Shimomura T. Metabolism of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid. Agricultural and Biological Chemistry 1978; 42(10):1825-1831.
6. Vaishnav A, Ajit V, Narendra T, Devendra K. PGPR-mediated amelioration of crops under salt stress. ln: Choudhary DK, Varma A, Tuteja N, editors. Plant-microbe interaction: an approach to sustainable agriculture; 2017; Singapore: Springe; 2017. p. 281-295.
7. Grover A, Aggarwal PK, Kapoor A, Katiyar-Agarwal S, Agarwal M, Chandramouli A. Addressing abiotic stresses in agriculture through transgenic technology. Current Science 2003;84(3):355-367.
8. Kloepper JW. Plant-growth-promoting rhizobacteria as biological control agents. In: Metting, EB, editors. Soil Microbial Ecology: applications in agricultural and environmental management; 1993; New York: Marcel Dekker; 1993. p. 255-273.
9. Kloepper JW, Schroth M. Plant growth-promoting rhizobacteria on radishes. In: Proceedings of the 4th International Conference on Plant Pathogenic Bacteria; 1978. France: Gilbert-Clarey; 1987. p. 879-882.
10. Ahemad M, Kibret M. Mechanisms and applications of plant growth promoting rhizobacteria: Current perspective. Journal of King Saud University Science 2014;26(1):1-20.
11. Goswami D, Thakker JN, Dhandhukia PC. Portraying mechanics of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR): A review. Cogent Food & Agriculture 2016;2(1):1127500.
12. Patten CL, Glick BR. Role of Pseudomonas putida indole acetic acid in development of the host plant root system. Applied and Environmental Microbiology 2002;68(8): 3795-3801.
13. Kang SM, Radhakrishnan R, Khan AL, Kim MJ, Park JM, Kim BR, Lee IJ. Gibberellin secreting rhizobacterium, Pseudomonas putida H-2-3 modulates the hormonal and stress physiology of soybean to improve the plant growth under saline and drought conditions. Plant Physiology and Biochemistry 2014;84:15-124.
14. Han Y, Wang R, Yang Z, Zhan Y, Ma Y, Ping S, Yan Y. 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase from Pseudomonas stutzeri A1501 facilitates the growth of rice in the presence of salt or heavy metals. Journal of Microbiology and Biotechnology 2015;25(7):1119-1128.
15. Wang L, Fu B, Chen X, Wang W. Isolation and identification of Pseudomonas putida from Medicago sativa rhizosphere soil. Bangladesh Journal of Botany 2018;47(3):779-784.
16. Srivastava S, Srivastava S. Prescience of endogenous regulation in Arabidopsis thaliana by Pseudomonas putida MTCC 5279 under phosphate starved salinity stress condition. Scientific Reports 2020;10(1):5855.
17. Richardson AE, Barea JM, McNeill AM,Combaret CP. Acquisition of phosphorus and nitrogen in the rhizosphere and plant growth promotion by microorganisms. Plant and Soil 2009;321;305-339.
18. Haas D, Défago G. Biological control of soil-borne pathogens by fluorescent pseudomonads. Nature Reviews Microbiology 2005;3(4):307-319.
19. Neal AL, Ton J. Systemic defense priming by Pseudomonas putida KT2440 in maize depends on benzoxazinoid exudation from the roots. Plant Signaling & Behavior 2013;8(1):e22655.
20. Bakker PAHM, Doornbos RF, Zamioudis C, Berendsen RL,Pieterse CMJ. Induced systemic resistance and the rhizosphere microbiome. The Plant Pathology Journal 2013;29(2):136-143.
21. Kamou NN, Karasali H, Menexes G, Kasiotis KM, Bon MC, Papadakis EN, Tzelepis GD, Lotos L, Lagopodi AL. Isolation screening and characterization of local beneficial rhizobacteria based upon their ability to suppress the growth of Fusarium oxysporum f. sp. radicislycopersici and tomato foot and root rot. Biocontrol Science and Technology 2015;25(8):928-949.
22. Glick BR. The enhancement of plant growth by free-living bacteria. Canadian Journal of Microbiology 1995;41(2):109-117.
23. Jones KM, Kobayashi H, Davies BW, Taga ME, Walker GC. How rhizobial symbionts invade plants: the Sinorhizobium-Medicago model. Nature Reviews Microbiology 2007;5(8):619-633.
24. Barea JM. Future challenges and perspectives for applying microbial biotechnology in sustainable agriculture based on a better understanding of plant-microbiome interactions. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 2015;15(2):261-282.
25. Hassan MN, Afghan S, Hafeez FY. Biological control of red rot in sugarcane by native pyoluteorin-producing Pseudomonas putida strain NH-50 under field conditions and its potential modes of action. Pest Management Science 2011;67(9):1147-1154.
26. Hernández-Montiel LG, Chiquito Contreras, CJ, Murillo Amador B, Vidal Hernández L, Quiñones Aguilar EE, Chiquito Contreras RG. Efficiency of two inoculation methods of Pseudomonas putida on growth and yield of tomato plants. Journal of soil science and plant nutrition 2017;17(4):1003-1012.
27. Egamberdieva D. Alleviation of salt stress by plant growth regulators and IAA producing bacteria in wheat. Acta Physiologiae Plantarum 2009;31(4):861-864.
28. Rungin S, Indananda C, Suttiviriya P, Kruasuwan W, Jaemsaeng R, Thamchaipenet A. Plant growth enhancing effects by a siderophore-producing endophytic streptomycete isolated from a Thai jasmine rice plant (Oryza sativa L. cv. KDML105). Antonie Van Leeuwenhoek 2012;102(3):463-472.
29. Schwyn B, Neilands JB.Universal chemical assay for the detection and determination of siderophore. Analytical Biochemistry 1987;160(1):47-56.
30. Sadeghi A, Karimi E, Dahaji PA, Javid MG, Dalvand Y, Askari H. Plant growth promoting activity of an auxin and siderophore producing isolate of Streptomyces under saline soil conditions. World Journal of Microbiology and Biotechnology 2012;28(4):1503-1509.
31. Ahmad F, Ahmad I, Khan MS. Screening of free-living rhizospheric bacteria for their multiple plant growth promoting activities. Microbiological Research.2008;163(2):173-181.
32. Honma M, Shimomura T. Metabolism of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid. Agricultural and Biological Chemistry 1978;42(10):1825-1831.
33. Hopwood DA. Genetic analysis and genome structure in Streptomyces coelicolor. Bacteriological Reviews 1967;31(4):373-403.
34. El-Tarabily KA. Promotion of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) plant growth by rhizosphere competent 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase-producing streptomycete actinomycetes. Plant and Soil. 2008;308(1):161-174.
35. Jaemsaeng R, Jantasuriyarat C,Thamchaipenet A. Molecular interaction of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase(ACCD)-producing endophytic Streptomyces sp. GMKU 336 towards salt-stress resistance of Oryza sativa L.cv.KDML105. Scientific Reports 2018;8:1950.
36. Ramadoss D, Lakkineni VK, Bose P, Ali S, Annapurna K. Mitigation of salt stress in wheat seedlings by halotolerant bacteria isolated from saline habitats. SpringerPlus 2013;2(1):6.
37. Deshwal VK, Kumar P. Effect of salinity on growth and PGPR activity of Pseudomonads. Journal of Academia and Industrial Research 2013;2(6):353-356.
38. Egamberdieva D, Jabborova D, Hashem A. Pseudomonas induces salinity tolerance in cotton (Gossypium hirsutum) and resistance to Fusarium root rot through the modulation of indole-3-acetic acid. Saudi Journal of Biological Sciences 2015;22(6):773-779.
39. Pastor N, Masciarelli O, Fischer S, Luna V, Rovera M. Potential of Pseudomonas putida PCI2 for the protection of tomato plants against fungal pathogens. Current Microbiology 2016;73(3):346-353.
40. Nadeem S, Zahir Z, Naveed M, z Naeem Asghar H, Arshad M. Rhizobacteria capable of producing ACC deaminase may mitigate salt stress in wheat. Soil Science Society of America Journal 2010;74(2):533-542.
41. He Y, Wu Z, Wang W, Ye BC, Zhang F, Liu X. Different responses of Capsicum annuum L. root and shoot to salt stress with Pseudomonas putida Rs-198 inoculation. Journal of Plant Growth Regulation 2018;38:799-811.
42. Yan J, Smith M, Glick B, Liang Y. Effects of ACC deaminase containing rhizobacteria on plant growth and expression of Toc GTPases in tomato (Solanum lycopersicum) under salt stress. Botany 2014;92(11):775-781.