دارایی تقویت کننده رشد گیاه و ضد قارچ ریزوباکتری‌های بومی جدا شده از ریزوسفر زعفران

زعفران (Crocus sativus L.) یک گیاه مهم در طب است. دره کشمیر (J&K، هند) یکی از بزرگترین و بهترین مناطق تولید زعفران در جهان است. با این حال، در دهه گذشته، روند تولید زعفران در این منطقه به شدت کاهش یافته است. باکتری‌های ریزوسفر ارتقا دهنده رشد گیاه (PGPR) باکتری‌های آزاد موجود در خاک هستند که قابلیت کلنی‌سازی روی سطح ریشه‌ها و افزایش رشد و توسعه گیاه به‌صورت مستقیم یا غیرمستقیم را دارند.

استفاده از PGPR کارآمد به عنوان یک بیو‌میکروارگانیسم، یکی دیگر از روش‌های کشاورزی پایدار برای بهبود سلامت خاک، کیفیت عملکرد دانه و حفاظت از تنوع زیستی است.در مطالعه حاضر، در مجموع ۱۳ سویه باکتریایی از خاک ریزوسفری زعفران در مرحله گلدهی پیازچه‌ها جدا شدند و برای ویژگی‌های مختلف ترویج رشد گیاه در شرایط آزمایشگاهی، مانند حل‌پذیری فسفات، تولید اسید ایندول استیک، سایدروفور، اسید هیدروسیانیک و تولید آمونیاک و مقابله با آن‌ها از طریق آزمایش کشت دوگانه علیه Sclerotium rolfsii و Fusarium oxysporum ارزیابی شدند.

همچنین تمامی ایزوله‌ها برای تولید آنزیم‌های هیدرولیتیک مانند پروتئاز، لیپاز، آمیلاز، سلولاز و کیتیناز مورد آزمایش قرار گرفتند. بیشترین نسبت ایزوله‌های باکتریایی، باسیل‌های گرم‌منفی بودند. حدود ۷۷٪ از ایزوله‌های باکتریایی تولید IAA را نشان دادند، ۴۶٪ حل‌پذیری فسفات، ۴۶٪ سایدروفور، ۶۱٪ HCN، ۱۰۰٪ تولید آمونیاک، ۶۹٪ فعالیت پروتئاز، ۶۲٪ لیپاز، ۴۶٪ آمیلاز، ۸۵٪ سلولاز و ۳۹٪ فعالیت کیتیناز را نشان دادند.سه ایزوله، به‌صورت AIS-3، AIS-8 و AIS-10، بیشترین ویژگی‌های رشد گیاه را دارا بوده و به‌طور مؤثر رشد قارچ‌های Sclerotium rolfsii و Fusarium oxysporum را کنترل می‌کنند.

ایزوله‌های باکتریایی به ترتیب از طریق تحلیل توالی 16S rRNA شناسایی شدند: Brevibacterium frigoritolerans (AIS-3)، Alcaligenes faecalis subsp. Phenolicus (AIS-8) و Bacillus aryabhattai (AIS-10). بنابراین، این ایزوله‌های ریزوباکتریایی می‌توانند منبع امیدوارکننده‌ای از محرک‌های رشد گیاه برای افزایش رشد کرم‌لیت‌ها و افزایش تولید زعفران باشند.

Saffron (Crocus sativus L.) is an important plant in medicine. The Kashmir Valley (J&K, India) is one of the world’s largest and finest saffron producing regions. However, over the past decade, there has been a strong declining trend in saffron production in this area. Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) are free living soil bacteria that have ability to colonize the surfaces of the roots and ability to boost plant growth and development either directly or indirectly. Using the efficient PGPR as a bio-inoculant is another sustainable agricultural practice to improve soil health, grain yield quality, and biodiversity conservation.

In the present study, a total of 13 bacterial strains were isolated from rhizospheric soil of saffron during the flowering stage of the tubers and were evaluated for various plant growth promoting characteristics under in vitro conditions such as the solubilization of phosphate, production of indole acetic acid, siderophore, hydrocyanic acid, and ammonia production and antagonism by dual culture test against Sclerotium rolfsii and Fusarium oxysporum. All the isolates were further tested for the production of hydrolytic enzymes such as protease, lipase, amylase, cellulase, and chitinase.

The maximum proportions of bacterial isolates were gram-negative bacilli. About 77% of the bacterial isolates showed IAA production, 46% exhibited phosphate solubilization, 46% siderophore, 61% HCN, 100% ammonia production, 69% isolates showed protease activity, 62% lipase, 46% amylase, 85% cellulase, and 39% showed chitinase activity. Three isolates viz., AIS-3, AIS-8 and AIS-10 were found to have the most plant growth properties and effectively control the growth of Sclerotium rolfsii and Fusarium oxysporum.

The bacterial isolates were identified as Brevibacterium frigoritolerans (AIS-3), Alcaligenes faecalis subsp. Phenolicus (AIS-8) and Bacillus aryabhattai (AIS-10) respectively by 16S rRNA sequence analysis. Therefore, these isolated rhizobacterial strains could be a promising source of plant growth stimulants to increase cormlets growth and increase saffron production.