جداسازي ازتوباكترهاي بومي از خاك مناطق مختلف تهران و بررسي اثرتلقيح آنها بر رشد گياه گوجه‌فرنگي (.Solanum lycopersicum L)

Isolation of Indigenous Azotobacter from the Soil of Different Regions of Tehran and Investigating the Effect of Their Inoculation on Tomato (Solanum lycopersicum L.) Plant Growth

ازتوباكتر، باكتري هوازي، گرم منفي، شيميوارگانوتروف است كه قادر به تثبيت نيتروژن مولكولي به صورت غير‌همزيست مي‌باشد. نقش ازتوباكتر در رشد گياه به ­واسطه توليد هورمون‌هاي محرك رشد، توان حل كنندگي فسفات‌هاي نامحلول، تثبيت نيتروژن، افزايش تحمل به تنش‌ها و بيوكنترل عوامل بيماري­زاي گياهي مي‌باشد. اين پژوهش با هدف جداسازي و شناسايي ازتوباكتر بومي تثبيت­ كننده نيتروژن از خاك مناطق مختلف شهر تهران صورت گرفت. همچنين، تاثير تلقيح جدايه ها بر تقويت رشد گياه گوجه ­فرنگي نيز بررسي و در نهايت شرايط رشد جدايه برتر بهينه ­سازي شد. در اين پژوهش، از شش منطقه تهران نمونه­‌برداري انجام و جدايه ­هاي ازتوباكتر با استفاده از روش تهيه رقت متوالي از نمونه‌هاي خاك، جداسازي و با كمك تست‌هاي بيوشيميايي متداول تعيين هويت شدند. سپس، ژن nif H، كد كننده آنزيم نيتروژناز، در جدايه­ ها با استفاده از تكنيك واكنش زنجيره پليمراز ريل تايم شناسايي و سپس بذرهاي گوجه فرنگي با ايزوله­ ها تلقيح و ميزان رشد گياهچه، شامل طول ساقه و ريشه در طي 34 روز سنجيده شدند. پارامتر‌هاي دما، pH، ميزان هوادهي، منبع كربن و نيتروژن براي جدايه برتر بهينه‌سازي شدند. در اين مطالعه 27 جدايه ازتوباكتر تثبيت­ كننده نيتروژن به­ دست آمد. تمامي جدايه ­ها افزايش بارزي ( p<0.05 ) در طول ساقه و ريشه گياه گوجه ­فرنگي نسبت به سويه استاندارد و كنترل منفي ايجاد كردند. جدايه شماره 21 بيشترين تاثير را بر رشد گياه نشان داد و بهترين شرايط رشد آن، در حضور منبع كربن مانيتول، منبع نيتروژن پپتون، دور گردشي rpm200، دماي 30 درجه سلسيوس و 7 =pH به­ دست آمد. با توجه به نتايج اين مطالعه، جدايه­هاي بومي به ­دست آمده به ­ويژه جدايه شماره 21 پس از بررسي­ هاي بيشتر داراي قابليت استفاده به عنوان كود بيولوژيكي هستند.

Azotobacter is an aerobic, gram negative and chemoorganotrophic bacterium, that is able to stabilize molecular nitrogen nonsymbiotically. The role of Azotobacter in plant growth is due to the production of growth-promoting hormones, the ability to dissolve insoluble phosphates, nitrogen fixation, increase stress resistance and biocontrol of plant pathogens. The aim of this study was to isolate and identify the indigenous Azotobacter from the soil of different areas of Tehran. The effect of tomato plant inoculation with isolates on growth promoting was also investigated. Finally, the growth conditions of the superior isolate were optimized. Azotobacter isolates were obtained from soil samples using serial dilution method and identified by conventional biochemical tests. The nif H gene, encoding nitrogenase enzyme, was identified in isolates using real-time PCR technique. Then the tomato seeds were inoculated with isolates and seedling growth rate including stem and root length were measured during 34 days. The parameters of temperature, pH, aeration rate, and carbon and nitrogen sources were optimized for superior isolate. In this study, 27 isolates were identified as nitrogen fixing Azotobacter. Considering the results, all isolates showed a significant increase (p <0.05) in stem and root length of tomato plants compared to standard strain and negative control. Among them, isolate No. 21 had the greatest effect during 34 days of study and its best growth conditions in the presence of mannitol carbon source, peptone nitrogen source, 200 rpm rotation, 30°C and pH 7were acquired. According to the results of this study, the obtained indigenous isolates particularly isolate No.21 have the potential to be used as biological fertilizer after further investigations.