عنوان مقاله :
Multifunctional Biofertilizer from Pseudomonas Putida PT: A Potential Approach for Simultaneous Improving Maize Growth and Bioremediation of Cadmium-polluted Soils
عنوان به زبان ديگر :
كود زيستي چند منظوره از Pseudomonas putida PT: رويكردي براي تحريك همزمان رشد ذرت و زيستپالايي خاكهاي آلوده به كادميوم
پديد آورندگان :
Biology Department - University of Isfahan Khashei, Sanaz , Biology Department - University of Isfahan Etemadifar, Zahra , Educating and Extension Organization - AREEO - Isfahan Rahmani, Hamid Reza
كليدواژه :
Biofertilizer , Bioremediation , Biofilm , Cadmium , Cell Immobilization , Chemotaxis , Plant Growth Promoting , Seed Immersion
چكيده فارسي :
Introduction: Pollution of agricultural soils with heavy metals is a serious problem in the world. The aim of this study was to produce a multipurpose biofertilizer which can remove cadmium from polluted soils as well as enhancing plant growth.
Materials and methods: To study the ability of Pseudomonas putida strain PT for establishing an effective relationship with plants, the effects of some compounds present in plant root exudates were examined on chemotaxis, growth, and biofilm formation of bacteria. Pot experiments were performed by using biofertilizers prepared from P. putida PT by two different methods including seed immersion and immobilization of the bacterial cells on rice bran as carrier. After measuring the fresh weight and dry weight of each plant, cadmium concentrations in plant aerial tissues and soil in the presence and absence of biofertilizers was measured by atomic absorption spectrometry.
Results: Results showed positive chemotactic responses of P. putida PT to sucrose, mannitol, glucose, alanine, histidine, tryptophan, succinic acid, malic acid, and citric acid. Succinic acid, mannitol, and sucrose promoted both biofilm formation and growth of P. putida PT. Malic acid enhanced only the bacterial growth, whereas histidine, tryptophan and glucose promoted biofilm formation. Both biofertilizers enhanced the fresh and dry weight of maize plants about 2-fold. The maximum reduction of cadmium concentration in the soil was observed in the presence of immobilized cells (97.57%), followed by the inoculation of bacterial cells by seed immersion method (68.67%). Cadmium concentration in plants was decreased from 6310 ppb in control experiment to 885 ppb and 2917.5 ppb in the presence of biofertilizers produced by cell immobilization and seed immersion techniques, respectively.
Discussion and conclusion: Using these fertilizers is an approach to promote maize growth in cadmium contaminated soils along with decreasing metal concentrations in soil and plant.
چكيده به ساير زبانها :
مقدمه: آلودگي خاكهاي كشاورزي با فلزات سنگين يك معضل جهاني است. هدف پژوهش تهيه كود زيستي چند منظوره با قابليت حذف كادميوم از خاكهاي آلوده و افزايش رشد گياه است.
مواد و روشها: جهت ارزيابي توانايي سويه Pseudomonas putida PT در برقراري رابطهاي موثر با گياهان، تاثير برخي تركيبات موجود در ريشه گياهان بر كموتاكسي، رشد و تشكيل بيوفيلم بررسي شد. آزمايشهاي گلداني با كودهاي زيستي تهيه شده از P. putida PT با دو روش متفاوت شامل غوطهوري بذر و تثبيت باكتري بر سبوس برنج به عنوان حامل، انجام شد. پس از محاسبه وزن تر و خشك گياهان، غلظتهاي كادميوم در بخشهاي هوايي گياه و خاك در حضور و عدم حضور كودهاي زيستي به وسيله طيف سنجي جذب اتمي اندازهگيري شد.
نتايج: پاسخهاي كموتاكتيك مثبت P. putida PT به ساكارز، مانيتول، گلوكز، آلانين، هيستيدين، تريپتوفان، سوكسينيك اسيد، ماليك اسيد و سيتريك اسيد مشاهده شد. مانيتول، ساكارز و سوكسينيك اسيد رشد و تشكيل بيوفيلم را افزايش دادند. ماليك اسيد تنها رشد باكتري و هيستيدين، تريپتوفان و گلوكز تشكيل بيوفيلم را بهبود بخشيدند. هر دو نوع كودهاي زيستي وزن تر و خشك ذرت را حدود دو برابر افزايش دادند. حداكثر كاهش كادميوم در خاك به ترتيب در حضور كودهاي زيستي تهيه شده با روشهاي تثبيت سلولي (97.57%) و غوطهوري بذر (68.67%) مشاهده شد. غلظت كادميوم در گياهان از 6310 پيپيبي در آزمايش شاهد به 884 و 5. 2917 پيپيبي به ترتيب در حضور كودهاي زيستي تهيه شده با تكنيكهاي تثبيت سلولي و غوطهوري بذر، كاهش يافت.
بحث و نتيجه گيري: استفاده از اين كودها رويكردي جهت بهبود رشد ذرت در خاكهاي آلوده به كادميوم توام با كاهش غلظت فلز در خاك و گياه است.
عنوان نشريه :
زيست شناسي ميكروارگانيسم ها