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原始研究的文章

前面。维持。食品系统。,08March 2023
秒。作物生物学和可持续性
卷7 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.1126621

利用多功能rhizobacterial财团的功效促进的发展Anethum graveolensl

Nishra Joshi1、2,Meenu Saraf 1,Chaitanya Kumar Jha 2 *,答:Sudha3,Sulaiman阿里Alharbi4,萨利赫Alfarraj5拉胡尔达塔6
  • 1微生物学与生物技术、科学大学,古吉拉特邦大学Navrangpura,艾哈迈达巴德,印度
  • 2微生物学系,古吉拉特邦艺术与科学学院,Ellisbridge,艾哈迈达巴德,印度
  • 3泰米尔纳德邦农业大学植物病理学系,印度哥印拜陀
  • 4植物和微生物学,理学院,沙特国王大学,利雅得,沙特阿拉伯
  • 5动物学,理学院,沙特国王大学,利雅得,沙特阿拉伯
  • 6大学地质系,儿科学,孟德尔在布尔诺,布尔诺,Czechia

培养的细菌新陈代谢更灵活和更宽容比单一的文化环境的变化。为了测试植物生长促进草药Anethum graveolensL,强有力的phosphate-solubilizing rhizobacteria选择、特征和评估他们的互相兼容。分子识别的分离是由16 s rRNA序列,他们确定为铜绿假单胞菌NJC4 (OP289324)、粘质沙雷氏菌NJC21 (OP289323)和芽孢杆菌spp。双重物种财团,即芽孢杆菌spp。+粘质沙雷氏菌NJC21 (T1)、和铜绿假单胞菌NJC4 +粘质沙雷氏菌NJC21 (T2),测试他们的能力产生多个植物有益的活动,如磷酸溶解、氨和吲哚乙酸的生产。植物生长的最佳分离和财团进行评估促销活动。植物对财团2似乎最有效的种子出现在84.66%,这是四倍优于对照组。生长和产量性状以及不同rhizobacterial治疗,通过主成分分析(PCA),检查PC1可以解释总方差的51.37%,PC2可以解释26.75%。PC1与湿生物量、叶绿素b,和总叶绿素含量,反映了强大的财团t - 1的影响。同时,PC2被发现与干重和叶绿素a含量。这项研究让人们相信理论,微生物组成的财团不止一个高效菌株可能比单一文化更有效的以可持续的方式提高农业产量的增加。

介绍

植物已经形成了复杂的传统医学体系的基石几百年来人类和继续提供革命性的治疗(Jabborova et al ., 2021 b)。印度的不同地形和气候使它成为名副其实的药用植物宝库(Sharma et al ., 2015)。每个组件的药用植物,包括根、茎、叶、种子,有治疗潜力,可以治疗各种感染(沙赫扎德et al ., 2015)。药用植物的次生代谢产物或标记化合物分泌也很重要,因为他们有药用价值,杀虫的属性和可用于治疗和预防人类疾病(沙赫扎德et al ., 2015;Arora et al ., 2022)。除了帮助治疗疾病,药用植物可以制造化妆品和其他保健产品,满足消费者的要求(Rustamova et al ., 2022)。因此,世界各地的药用植物生长满足国内产业的要求以及用于治疗目的。近60到80%的世界人口目前使用的传统草药的某些方面基本医疗(Sharma et al ., 2015)。因为各自不同的治疗潜力,存在各种植物化学物质和药物抵制在近代时期飙升导致需求增加的药用资源(保护好et al ., 2020)。因此,全球市场药用植物栽培是稳步增长。因此,重点是转向培养各种治疗有用的药用植物。

在所有的栽培技术,microbial-based生物肥料是廉价的自然资源和基本基础,增加作物产量,影响可持续农业(Basu et al ., 2021;汗et al ., 2021)。关于可持续农业,促进植物生长rhizobacteria (PGPR)被广泛认为是关键球员在积极影响植物生长林奇,1990;沙et al ., 1998;·赛义德·et al ., 2019;阿里et al ., 2022)。PGPR的增强的活动和更多的长期生存,创建一个plant-growth-promoting财团(PGPC)提出了一个可行的策略(Jabborova et al ., 2021 a)。中的每个菌株接种物财团与别人竞争的根际的建立和提供了一个互补函数在促进植物生长(谢诺Kalagudi, 2003)。个别菌株在一系列的财团可以一起工作来提高植物的生长和养分有效性通过含铁细胞生产等流程铁螯合、矿物溶解(磷酸盐),固氮作用,合成植物激素(生长素),氧化,降低酶的生产(辛格和辛格2017;帕特尔et al ., 2018;Jabborova et al ., 2020 b;Kalam et al ., 2020)。通常,兼容支持相互物理和微生物生化活动增强彼此的性能,导致增强的积极方面。许多研究表明财团改善营养吸收和植物生长在不同植物物种在有压力和环境(般若和Min-Ho, 2013;Sagar et al ., 2022)。Co-inoculation PGPR已成为常见的在最近几十年里,它已被证明比单一张力接种更有效促进植物生长在一个统一的方式(Guetsky et al ., 2002;纳杰菲et al ., 2021)。因此,使用联盟是最环保和实用方法,使作物产量高和污染低。

承认药用植物和rhizobacteria的价值,本研究计划和执行评估多功能rhizobacterial两个物种的影响联盟的传统医学,Anethum graveolensl .称为“shatapushpa”阿育吠陀也公认莳萝或索。Anethum graveolensl .超过56阿育吠陀药物,如Dasmoolarishtam Dhanwanthararishtam, Mrithasanjeevani, Saraswatharishtam, Gugguluthiktaquatham, Maharasnadikashayam Dhanwantharamquatham等等(Jana Shekhawat, 2010)。不同地区的植物和植物精油抗真菌、抗菌、抗氧化和抗炎作用。这种植物也是一种调味剂,但主要用于刺激奶流在哺乳期的母亲(Jana Shekhawat, 2010)。利用这些药用植物的特点,本研究关注的是经济增长促进植物莳萝即Anethum graveolensl的隔离铜绿假单胞菌NJC4 (OP289324)、粘质沙雷氏菌NJC21 (OP289323)和芽孢杆菌spp。和两个财团由检查隔离以及财团的生长促进效果及其对植物生长的影响晋升。

材料和方法

样品和隔离rhizobacteria集合

根际的土壤根际的样本收集Anethum graveolensl,from the Amrapur village, situated near Gandhinagar, Gujarat. The pH (determined using a pH meter) and electrical conductivity (determined using a conductometer) were 7.48 and 160 μsiemens/cm, respectively, at the time of collection. The plant was carefully pulled up to collect rhizospheric soil, and the soil adhering to the plant roots was collected for isolation. The samples were placed in plastic bags and stored at 4°C in the laboratory, and further analysis was done within 24 h. These soil samples were used to isolate the potent phosphate solubilizers using the serial dilution (10−1到10−3)技术在Pikovskaya琼脂媒体,0.1毫升的每个稀释接种Pikovskaya媒体扩散板的方法。所有的盘子都在28°C±3°C孵化24至48 h。殖民地清晰的光环包围区被认为是磷酸盐增溶剂。这些磷酸盐增溶剂进一步纯化re-streaking板。殖民地与不同形态在营养琼脂板被选为进一步研究和保存在营养琼脂斜面4°C。

兼容性测试

隔离的兼容性NJC 1、NJC 4和NJC 21是检查。在这个测试中,一个单一的分离是有营养琼脂板上一条直线,当测试文化有垂直地在最初的文化和孵化24至48 h在28°C (纳娑et al ., 2021)。没有微生物生长或抑制区域的存在证明了相互拮抗细菌悬液的性质。

交互的微生物(增长概况评估)

研究微生物之间的相互作用在液体培养条件下,营养肉汤准备接种100毫升每个隔离剂1%的活跃的文化水平。分离株的生长曲线测定。两个物种的生长资料财团由接种活跃的文化中每个隔离等量1×104CFU /毫升给定组合指数阶段的早期。为每个组合,等于卷(0.5毫升)早期的对数生长期的无菌加入了每种文化。样本提取每30分钟间隔和吸光度是指出在535海里。公式计算平均增长速率常数:K= 3.322 (o (log N)t- - - - - - o (log N)0)/ Dt,其中Nt和N0表示最后的细胞数量和初始细胞数量,分别和Dt表达的差异文化时间(Jha Saraf, 2012)。

隔离的组合准备rhizobacterial财团治疗如下

t - 1:芽孢杆菌spp.-NJC1 +粘质沙雷氏菌,NJC 21

2:铜绿假单胞菌,NJC 4 +粘质沙雷氏菌,NJC 21。

识别和隔离的生化特征

隔离等不同的形态学特征进行菌落颜色、大小和形状后24 h营养琼脂板上的增长。克和生化反应评估每个隔离化验像MRVP测试(甲基红,Voges-Proskauer),淀粉水解、硝酸盐还原试验、酪蛋白水解,脲酶试验和明胶液化也执行。

分子识别的分离是由Sanger测序方法。放大的16 s rRNA首次使用27 f (-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG)和1492 r (-TACGGTTACCTTGTTACGACTT)底漆。ncbi blast服务器是用来确定基因序列同源性。爆炸输出确认查询序列覆盖比例和他们的身份到查询序列。10.0使用大型软件,获得基因序列被ClustalW对齐,和neighbor-joining (NJ)树创建引导价值1000。基因序列上传到基因库,加入数量为每个孤立了。

促进植物生长特征的描述

磷酸溶解

定性磷酸溶解试验使用Pikovoskya媒体包含tri-calcium磷酸(Ca3(PO4)2]。磷酸溶解了,包括定性和定量,财团和单独的隔离。细菌培养被发现在中、孵化27°C±2°C 6到7天。明确晕区现场文化表示文化的磷酸盐增溶能力,溶解指数计算后7天(Pandey et al ., 2008)。定性磷酸溶解只做隔离。

ψ = 菌落直径 + 光环带直径 菌落直径 × One hundred.

每个隔离的定量磷酸盐的溶解能力和开发财团测试使用不溶性磷酸tri-calcium [Ca3(PO4)2)为唯一P源Pikovskya液体媒体(Khumairah et al ., 2022)。Pikovskya液体媒体与单一菌株和混合菌株接种27°±2.0°C长达7天。在孵化过程中,1毫升的示例3被撤回理查德·道金斯,5th和7th的一天。估计可溶性磷酸盐的上层清液由氯化亚锡(SnCl决定2.2H2O)方法(白肢野牛(1990))。pH值下降引起的有机酸生成从糖消耗的测试隔离。磷酸的数量随着计算从标准图像。

过氧化氢酶生产试验

过氧化氢酶试验根据执行克拉克和考恩(1952)方法。定性分析,分离出的细菌菌落营养琼脂6% H2O2和O的冒泡2从殖民地表现出一个积极的结果。

HCN生产试验

隔离测试氰化氢(HCN)生产用苦味酸盐试验(Castric 1975)。在这个试验,分离接种glycine-supplemented (0.44 g %)营养琼脂板绘画纸和使用滤纸。1是浸泡在2%碳酸钠溶解在0.5%苦味酸溶液放置在培养皿的基地。盘子用保鲜膜包裹和培养4天27°C±2.0°C。黄色的变换滤纸在孵化黄褐色的建议由细菌隔离(HCN的释放Nithyapriya et al ., 2021)。

IAA生产试验

Salkowsky IAA生产化验分析的方法。短暂,厄伦美厄烧瓶内包含25毫升的营养肉汤修改与IAA的前身,即。,tryptophan 50 μg/mL were inoculated with freshly prepared single bacterial culture and developed consortia. Uninoculated sterile media served as control. All the cultures were incubated at 28°C for 24 h on a rotary shaker. Each broth was centrifuged at 10,000 rpm for 15 min. The 2 mL supernatant was taken from each broth, and 4 mL Salkowsky reagent was added and incubated for 30 min in the dark at room temperature. The IAA production was confirmed by the development of pink color and absorbance was taken at 530 nm (Chaiharn Lumyong, 2011)。IAA生产隔离和财团的估计是计算从标准图像。

氨生产试验

氨生产提出的分析方法卡布其诺和谢尔曼(1992)完成单一孤立的细菌和发达的财团。刚种植文化被接种蛋白胨肉汤和孵化28°C±2°C 48 h。布朗的发展添加奈斯勒试剂之后黄色表示氨的存在。

盆栽试验

所有设计财团和单一的影响隔离在药用植物Anethum graveolensl在盆栽试验进行了研究。所有种子都浸泡2 - 3分钟在0.0.2%次氯酸钠和洗五次蒸馏水消毒。作为粘合剂,1%羧甲基纤维素被用来覆盖种子。种子被治疗30分钟的财团与单一文化的细菌和细菌。每个财团放入250毫升瓶100毫升的营养肉汤和保持在28°48 h C±2°C。得到一个统一的细胞密度为108-10年9CFU / mL,光学密度0.5是观察到535海里。锅里满是无菌土壤和定期浇水。在每个壶,10对种子嵌入式,锅与未经处理的种子被用作控制。对于每一个治疗,三个锅,重要的是和一个复制由三个随机选择的植物的意思。这些实验进行了三次。21天的实验中,每日收集数据来评估种子脱离土壤。21天之后,测量植物的高度、根长度、拍摄长度,每个分支的拍摄数量,等等,出现比例,幼苗活力指数计算使用以下公式(Abdul-Baki和安德森,1973年)。

出现的比例 = 的种子数量出现 总不 种子的出现 × One hundred. ( 一个 ) 幼苗活力指数 = 出现 ( % ) × 幼苗长度 ( 厘米 ) ( B )

估计从叶组织叶绿素含量的差异

描述的方法HISCOX及ISRAELSTAM (HISCOX ISRAELSTAM, 1979)使用,但改变以适应需要。然后用杵和臼的帮助下,100毫克的叶组织被打破了。他们补充说15毫升的丙酮,让它坐在水浴60°C 3 h。OD是在645 nm估算叶绿素a和663海里估算叶绿素b。使用以下公式算出叶绿素a, b,和叶绿素的总量。

叶绿素a = 12 7 x O D ( 663年 ) - - - - - - 2 69年 x OD ( 645年 ) x体积 ( 15 毫升 ) 1000年 × 样品的重量 ( One hundred. 毫克 ) 叶绿素b = 22 9 x OD ( 645年 ) - - - - - - 4 68年 x OD ( 663年 ) x体积 ( 15 毫升 ) 1000年 × 样品的重量 ( One hundred. 毫克 ) 总叶绿素 = 20. 2 x OD ( 645年 ) + 8 02 x OD ( 663年 ) x体积 ( 15 毫升 ) 1000年 × 样品的重量 ( One hundred. 毫克 )

在土壤和植物微量元素分析

在实验的开始和结束,三个土壤样本取自实验。二乙三胺五醋酸(diethylenetriaminepentaacetic酸)提取方法被用来发现浓度的微量元素,如锌、铁、锰和铜在土壤(林赛和Norwell, 1969年)。总之,0.005二乙三胺五醋酸提取液制备和10克的风干土壤被放置在一个锥形瓶250毫升20毫升的提取液。后立即动摇了覆盖瓶2 h,绘画纸。42滤纸过滤暂停使用。使用原子吸收分光光度法和适当的标准,滤液中微量元素测定。

9毫升刚做好的酸的混合物65%硝酸和37%盐酸加入0.5克的控制和治疗植物部分里生根发芽。5 - 6 h(或者直到样品完全溶解),混合物被轻轻煮水洗澡。内部的烧杯和2毫升的去离子水冲洗在消化过程中避免损失样品。样本与绘画纸42滤纸过滤的消化和50毫升使用去离子水。因此,准备样本分析了原子吸收光谱(Uddin et al ., 2016)。

统计分析

每个细菌治疗和生物特征的观察Anethum graveolensL,建立每个治疗的使用三个复制,重复三次。进行统计分析,以确定bioformulation处理对幼苗生长的影响。这在一式三份值进行方差分析发现重大差异为每个产量贡献参数处理和未经处理的种子。图基的测试比较了一式三份的平均值P≤0.05显著性水平。主成分分析用于比较的方法治疗,导致了产量的参数。

结果

对细菌的分离筛选

的土壤细菌分离的pH值7.34和导电性160μS /厘米。大约30根据土样中分离的细菌菌落特征。五的磷酸盐增溶的隔离的选择在体外促进植物生长特征。其中,最高的磷酸溶解被隔离了NJC 4后跟NJC 1。

兼容性和增长的研究

联盟的形成,五隔离测试兼容性。所有PGPR菌株生长垂直地在营养琼脂具有不同的组合。

联盟的形成是基于压力的兼容性。显示兼容性组合如下:

1)NJC 1 + NJC 21

2)NJC 4 + NJC 21

Co-inoculation是由混合同等体积的细菌培养获得1×108CFU /毫升的人口密度。隔离都快速发展,单一的文化,k值NJC 1日NJC 4和NJC 21分别为1.86±0.01,0.92±0.01,1.15±0.09 /小时,分别。在混合物种文化中,平均增长速率常数NJC 1 + NJC 21和NJC 4 + NJC 21分别为0.61±0.03,0.63±0.01 /小时,分别。成长档案研究证明,每个孤立的财团形成有利于他人的增长,反映了它们之间的共生关系(图1)。

图1
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图1。增长分析的隔离和财团。

生化和分子特性的隔离

生化特性的强有力的磷酸盐增溶的隔离透露脱氢酶活性和能动性的存在。所有的隔离脂肪酶,硫化氢负面的。应变NJC 1显示淀粉酶和蛋白酶活动(表1)。根据Bergey限定的细菌学手册,可以得出结论,NJC 1菌株属于芽孢杆菌属是一个积极、catalase-positive endospore-forming有机体。

表1
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表1。隔离的形态学和生物化学分析。

所有细菌分离鉴定在分子水平上受到16 s rRNA测序。获得的序列使用爆炸在NCBI的基因库被上传到数据库(基本的局部比对工具)。基于序列数据序列的系统发育树构建使用大型10.0。显示NJC4被确认为相似度测试铜绿假单胞菌,NJC21被确认为粘质沙雷氏菌铜绿假单胞菌NJC4 (图2),粘质沙雷氏菌NJC21 (图3)加入数字OP289324 OP289323,分别对这些菌株的序列。

图2
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图2。系统发育树铜绿假单胞菌,NJC 4 (OP289324)。

图3
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图3。系统发育树Serretia marscences -NJC 21 (OP 283923)。

PGP特征对隔离和财团

磷酸溶解

经过3天的孵化Pikovskyaya的媒介,所有细菌分离与殖民地明确晕区确认所有选择隔离磷酸盐增溶剂。重要的区域隔离观察。最大溶解指数2.79和2.5 NJC 4和NJC 1中观察,分别。最高的溶解效率被隔离NJC 4 (表2)。

表2
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表2。从根际土壤的磷酸溶解一些隔离Anethum graveolensl

图4显示最高的定量估计的磷酸盐溶解co-inoculated财团NJC 4 + NJC 21经过7天的培养,即。,49.6μg /毫升。在我们的在体外定量分析磷酸溶解,发现最高的隔离被发现中增溶NJC 21日即,47.4μg /毫升。之间的区别的平均磷酸盐溶解分离和财团是26.54%。但大多数潜在的隔离和财团之间的差异不显著。所有液体文化被发现pH值降低,这表明酸的生产,可以视为磷酸溶解(1999年怀特劳)。

图4
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图4。磷酸溶解分离和财团。

IAA和氨生产产量

IAA(吲哚乙酸)的生产变化从36到48μg /毫升(图5)。选择单一菌株和发展生态文化引发了国际生产和青睐氨生产。IAA的最高数量生产的开发文化生态NJC 4 + NJC 21日,建议co-inoculated促进植物生长菌株有更大的生产能力比单一菌株IAA。在目前的研究中,IAA生产者联盟之间即最低。,NJC 1+NJC 21 generates 12% higher IAA than the highest generator among isolates i.e., NJC 21, while the other i.e., NJC 4+NJC 21 produced 17% higher IAA than the same while on average, consortia generated 65% higher IAA than the isolates.

图5
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图5。IAA生产隔离和财团。

氨生产的隔离和财团决心在蛋白胨水在24、48、72 h。隔离产生的氨的最高金额是22.3μg /毫升由NJC 21 72 h后孵化,而联盟NJC 4 + NJC 21生产33.6μg /毫升氨后同样的潜伏期,高于50%的最大最有可能产生的氨分离(图6)。甚至其他财团生成氨比隔离多37%。

图6
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图6。氨生产隔离和财团。

HCN生产和过氧化氢酶测试

27岁的±2°C, NJC 1和生成HCN NJC 4被发现。滤纸条浸满0.5%苦味酸和2.0%碳酸钠把橙色72 h后,指示HCN的生产,而NJC 21不会产生HCN。

过氧化氢酶生产中看到所有的隔离。当一个6% H2O2解决方案是淹没在营养琼脂殖民地,大量的泡沫的O2有人看见,表明过氧化氢酶生产有利的定性结果。

评估刺激属性Anethem graveolensl

盆栽实验进行观察的影响结合rhizobacterial应变和单个rhizobacterial文化的影响Anethem graveolens。的Anethem graveolens植物被选为年度寿命和简单维护。3周后,所有的锅都收获和单个和多个rhizobacteria处理种子显示放大在根长度等各种生理参数,拍摄长度,拍摄分支等。治疗(单和财团)显示提高叶绿素含量比控制。这种差异已经变得更加明显的总叶绿素含量、财团显示了显著的差异在哪里p< 0.05,这几乎是3倍增加叶绿素含量比控制和隔离(表3)。

表3
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表3。收益率的贡献参数接受两个物种财团和单独的隔离与控制相比。

这次调查显示,结合PGPR菌株比mono-species文化被证明是更好的增长助推器和控制。统计显著(p< 0.05)最密集的根系生长刺激被认为在治疗NJC 1 + NJC 21控制近6倍。虽然治疗NJC 4 + NJC 21似乎最有效的种子出现,84.66%是四倍比相比,控制和显示最大伸长。拍摄枝子被高T-2-treated植物,在湿拍摄重表现良好。注意到种子的程度出现在隔离范围从37.77到73.77%当控制只有20%,而在财团,范围从80%到86% (图7)。

图7
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图7。相对伸长生根,发芽后的植物研究。

幼苗活力指数,其中包括所有的种子,影响其潜在的特点和性能水平的活动,是最至关重要的定量的因素之一。五个分离菌株治疗中种子,PGPR菌株,应用NJC 4日显示了最大程度的幼苗活力指数比其他任何monospecies文化应用程序(图8)。然而,我们目前的研究的观察展品幼苗活力指数更明显当PGPR菌株混合两种文化和应用于种子。的组合NJC 1 + NJC 21给最大增长改进的幼苗vigorindex歧管高于控制和个人的治疗方法。

图8
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图8。出现比例和活力指数Anethum graveolens处理隔离和财团。

微量元素在植物吸收

明确相关证明治疗细菌和植物之间的金属含量微量营养素的植物进行分析(表4)。隔离倾向于给更好的结果比控制。相比之下,财团甚至比隔离执行的。的铜含量最高的增量被NJC 1 + NJC 21对待植物,和拍摄NJC 4 + NJC 21导致双重增加铜比控制内容。隔离,增加范围从5到69%。结果还重要的锰和锌。隔离显示增长3 - 38%;财团显示增加69%根在拍摄锰含量浓度增加了一倍。对锌、财团可能产生根微量元素锌的浓度高出79%。铁含量的观察轻微的差异。 Isolate-treated plants showed a maximum increase of 9%, while it is 18% for consortia. Hence, the copper content is most influenced by the bacteria, while manganese and zinc are moderately influenced in comparison, and the treatment of bacteria least influences iron content.

表4
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表4。微量元素分析盆栽试验后的“根与芽”从每个治疗。

土壤分析

土壤分析显示了一个基本了解的PGPR植物的影响。土壤处理隔离显示金属浓度比控制,而consortia-treated土壤通常显示微量营养物质浓度高于土壤处理隔离。显著降低土壤pH值在PGPR-treated土壤。相反,我们发现治疗后的微量营养物质浓度的增加。增加微量元素含量从17%到56%在isolate-treated土壤比控制(表5)。

表5
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表5。土壤分析之前,后来每个处理的盆栽试验。

在所有的土壤处理财团,在微量元素含量有显著差异的控制。consortia-treated土壤中,锌的生物利用度大大增加NJC 1 + NJC 21对土壤锌含量增加了175%。相比之下,微量元素含量增加30 - 175%的consortia-treated土壤。不过,铜含量NJC 1 + NJC 21仍异常为铜内容仍然是一样的控制。

利用主成分分析法(PCA)的评估结果

增长和收益特征进行主成分分析(PCA)。根据PCA, PC1 PC2累计解释的总方差的78.12%。PC1可以解释一个重要总方差的51.37%,而26.75%可以解释PC2 (图9)。

图9
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图9。主成分分析(PCA)的增长和收益的特点Anethum graveolensl . NJC 1 -芽孢杆菌spNJC 21 -粘质沙雷氏菌NJC 4——绿脓假单胞菌

湿重的根和射击,总叶绿素含量,叶绿素b PC1都相关的内容。根干重和射击和叶绿素a的增加都与PC2相关。

湿生物量、总叶绿素含量,叶绿素b内容与PC1呈正相关治疗。相比之下,叶绿素b与治疗相关内容PC2和干重与单一文化接种。

讨论

在目前的研究中,生物种植两种文化基于他们的兼容性。配置文件数据增长显示了兼容co-inoculation之间的行为。这里,我们报道,隔离属于不同的属尽管他们可以建立交互共生或合作,指定其共同的生态位。每个有机体能够提高测试的生长植物的生理生化水平。这鼓励我们评估的影响我们两个物种的财团Anethum graveolensl

由于营养物质从根系统的高可用性,根际作为生物体的健康的利基。财团,与不同的生物,比隔离更有效地促进植物生长。建议使用共同的文化PGPRs制备的生物肥料可能希望使用一个细菌的协同效应实现营养动员、改进的有效性、稳定性和一致性,当应用于各领域(斯托克韦尔et al ., 2011)。据研究,接种与财团促进植物发展比个人更极好接种因为每个应变补充了别人的有利特性(Panwar et al ., 2014;辛格et al ., 2014)。在目前的研究中,两个rhizobacterial财团选择基于PGP特征,从而受益Anethum graveolans。的财团之一包含NJC 1 + NJC 21岁,另一个包括NJC 4 + NJC 21。

财团已经检查了各种PGP特征像磷酸盐溶解、IAA生产、氨生产、HCN生产、脲酶活性、过氧化氢酶试验表现出促进增长Anethum graveolansl

磷酸溶解是一个限定词特性促进植物生长的微生物帮助植物利用不溶性磷酸通过使它能在寄主植物(Jabborova et al ., 2020 a;Bhat et al ., 2022)。Rhizobacteria磷酸磷酸,磷酸溶解是必要的积累和转换在植物根部。绝大多数磷酸盐吸收营养生长和存在于种子和水果re-trans磷(Allahdadi et al ., 2010)。根据一些调查,不同的土壤细菌通常产生低分子量有机酸、援助的溶解无机磷(扎伊迪et al ., 2009;哈米德et al ., 2021)。相信磷酸盐增溶的主要机制是pH值下降附近的有机微生物制造酸性物质(Sperber 1958)。Abd El-Azeem et al。(2007)发现隔离,溶解磷酸三钙(TCP)介质的pH值降低生产有机酸。隔离从当前的研究也证明中酸性pH值表现。这减少各种有机酸的pH值是由使用糖存在于媒体(Abd El-Azeem et al ., 2007)。磷酸盐增溶剂产生明确P溶解区(即。,Tricalcium Phosphate – TCP) on Pikovaskya's agar and consortia have a better solubilization proficiency than isolates, which is a clear evidence of their improved ability to solubilize phosphate when compared to isolates.

IAA PGPR的生产是另一个重要属性,因为这植物激素有助于营养的吸收通过允许植物开发制定彻底根系统(Tsavkelova et al ., 2007;Gowtham et al ., 2022)。Raut 2017年报道,联盟产生更多的IAA比孤立的同行,也适用于目前的研究(Raut et al ., 2017)。

氨生产和HCN PGPR生产重要的特性。由累积氮氨间接影响植物生长促进植物生长(Geetha et al ., 2014)。HCN的相互作用产生的根际细菌似乎控制土传病害的一个重要因素。它有助于植物病原体感染的有效抑制剂增长根(Geetha et al ., 2014)。在体外实验的研究显示高氨的生产比孤立的财团,而每个隔离了HCN生产积极的结果。

PGPR联合治疗显著影响土壤金属含量。细菌的应用显著地改变了土壤营养元素。后的金属含量明显增加细菌治疗表明接种PGPR的矿化能力。除此之外,土壤的pH值也能减少PGPR的处理后,显示了有机酸生产,进而可能会增加的矿化能力PGPR (学到及白肢野牛(1989;Orhan et al ., 2006)。的重要观察金属含量的变化是,即使NJC 4土壤锌含量低于对照组,治疗NJC 4包含财团(即。NJC 1 + NJC 4)发现,数量的锌含量最高,这是远远超过每个隔离治疗土壤。同样的情况发生在铜含量。土壤处理NJC 1铜浓度低于控制,但土壤处理包含NJC 1(即财团。,NJC 1 + NJC 21)被发现有最高数量的铜。尽管在铜、锌的差异不是那么重要的内容,这可以财团的组件隔离泄露”的协同效应。财团可以增加土壤中微量元素的生物利用度通过矿化。

个人的积极影响和结合对经济增长的影响,种子发芽、根长度、拍摄长度、根分支,分支,根鲜质量和干质量,鲜质量和干质量的拍摄反映生物电势的财团。结果表明,更高比例的种子可以使用财团作为PGPR获得出现。除此之外,植物接种财团表现出更大程度的发展几乎每一个特性被认为是在这里作为一个指标,即。长度、根长度、射击等。

微量元素对植物生长至关重要,因为他们有助于有机结构。与有机配体,每个微量元素形成稳定的复合物。他们操作时生物催化剂复合物蛋白(近年)(Ipek et al ., 2017;Jabborova et al ., 2021 b)。他们也基本酶组件或活化剂。他们也作为电子转运蛋白和Osmo-regulators。微量营养物质在代谢控制扮演重要角色、复制、抗非生物和生物因素。在我们的研究中,接种精通rhizobacteria提高植物的营养生长和微量营养物质浓度的影响Anethum graveolensl .增强的增长Anethum graveolensl可以阐明改善营养浓度在当前的研究中获得的。的接种粘质沙雷氏菌芽孢杆菌spp。一起对微量元素的浓度影响最大,它增加5 - 69%相比,在盆栽条件下未经变质处理的控制。在盆栽条件下,所有治疗显示增加微量元素浓度高于控制。然而,consortia-treated植物表现出优越的微量元素和在可持续农业更有效率。

发现所有的隔离和设计联盟来提高植物的产量贡献参数和植物的微量营养素吸收始终比控制。

结论

财团的形成可以稍占优势PGPR的性能。结果表明,联盟执行每PGP特征比控制和隔离。应用隔离PGPR菌株两个物种财团的种子能促进幼苗的属性,有利于早期幼苗建立,随后,高效作物的发展。初步结果呈现在这里履行预后PGP的财团拥有大量的适应性特征可以帮助得到更多的作物有更好的营养可用性和能力开放的小说方面未来的研究范围。这也打开了就业的可能性增长促进联盟的药用植物,以满足全球需求。这项研究提供了一个强大的洞察力,联盟可以是一个工具来利用rhizobacteria的最大刺激经济增长的潜力。不仅对药用植物,利用农业联盟可以进一步一步可持续农业,因为它有可能减少化肥的应用以及有害的杀虫剂。如果PGPR是通向可持续农业,联盟可以是一个路径。

数据可用性声明

在这项研究中提出的数据集可以在网上找到存储库。库的名称/存储库和加入数量(s)可以在文章中找到补充材料

作者的贡献

新泽西和CJ设计研究。新泽西进行实验和解释数据,并写了手稿。SAlh SAlf, RD执行分析和writing-review和编辑。CJ女士和修订后的手稿。SAlh和SAlf基金收购。所有作者的文章和批准提交的版本。

确认

这个项目是由研究人员支持项目数量(RSP2023R5),沙特国王大学,利雅得,沙特阿拉伯和开发高质量的研究计划(SHODH)计划的古吉拉特邦政府,印度。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2023.1126621/full补充材料

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关键词:Anethum graveolensl,medicinal plants, microbial consortia, plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), two species consortia

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收到:2022年12月18日;接受:2023年2月13日;
发表:08年3月2023年。

编辑:

Dilfuza Egamberdieva莱布尼兹农业景观研究中心(ZALF),德国

审核:

Sowmyalakshmi萨勃拉曼尼亚加拿大麦吉尔大学
Humaira娅斯敏通讯卫星大学伊斯兰堡,巴基斯坦

版权©2023 Joshi Saraf, Jha、Sudha Alharbi Alfarraj,达塔。这是一个开放分布式根据文章知识共享归属许可(CC)。使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。

*通信:Chaitanya Kumar Jhachaitanyakjha@gmail.com

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