افزايش كارائي زيستي نيتروژن گياه سويا با جهش در باكتري بردي‌ريزوبيوم ژاپنيكوم‌ همزيست آن

Increasing symbiotic nitrogen fixation in soybean by using mutation in microsymbiont Bradyrhizobium japonicum

براي افزايش كارائي زيستي نيتروژن گياه سويا، از 4 سويه باكتري بردي­ريزوبيوم ژاپنيكوم‌ همزيست آن، سويه بومي RS117 بر اساس آزمايشات ميكروسكوپي، تلقيح با گياه و تعيين توالي ژن16S rRNA انتخاب شدند. سپس اين سويه به شكل محلول در محيط YMB با دزهاي 0 تا 5000 گري با فاصله­ 500 گري (Gray) اشعه گاما پرتوتابي شدند و حدود 800 جدايه موتانت آن، از دزهاي 100 تا 2500 گري جمع­آوري شد. جدايه­ هاي مذكور بر اساس تغيير رنگ محيط GMGT، ارزيابي و 11 جدايه برتر انتخاب شد. در آزمون كارايي همزيستي، 11 جدايه منتخب با گياه سويا در شرايط گلخانه در قالب بلوك ­هاي كامل تصادفي در سه تكرار، 3 جدايه برتر موتانت شماره 3، 8 و 9 مقدار قابل­توجه 56 تا 81 درصد، افزايش توان تثبيت زيستي نسبت به سويه مادري RS 117 نشان دادند. ارزيابي بيان نسبي ژن ­هاي nodA وnifK2 در ريشه گياهان تلقيح ­شده با جدايه موتانت شماره 9 و سويه وحشي به ­روش Real Time PCR بيانگر افزايش و كاهش آنها در جدايه موتانت نسبت به سويه مادري است. نتايج حاصل بيانگر آن است كه سويه هاي موتاسيون يافته در اثر تابش پرتوهاي گاما، توانسته اند به مقدار قابل توجهي تثبيت زيستي نيتروژن را در گياه سويا افزايش دهند.

To increase the symbioticnitrogen fixation in soybean, a native Bradyrhizobium japonicum strain RS 117 was selected from four strains via infectiveness, symbiotic effectiveness and sequancing 16S rRNA gene. Then, mentioned strain in the form of YMB inoculum wasirradiated by gamma rays dosages 0-5000 Gray with a 500 Gray interval dosage. About 800 mutant isolates were collected on YMA from different doses. 11 isolates in efficiency point of view changing the GMGT media colour were selected as the best isolates for further study. These isolates were tested for their symbiotic effectiveness (SE) under proper greenhouse condition with a randomized complete block design in 3 replications; and 3 more efficient isolates No. 3, 8 and 9 increased 56- 81 percent SE more than wild strain. At last, relative gene expersion nodA, nifK2 in mutant and wild strain bacteria approved mollacular differences between both of them by indicating Increase and decrease in amount, in mutant isolate number 9 in comparison with the wild Bradyrhizobium japonicum strain RS 117. The results indicate that gamma-irradiated mutations in Bradyrhizobium japonicum strains have significantly increased the biological fixation of nitrogen in soybean plants.