بررسي توان توليد آنزيم ACC-دآميناز در باكتري‌هاي جداسازي شده از خاك‌هاي خشك، شور و شور-سديمي و انتخاب باكتري كارآمد در توليد آنزيم

The ability of ACC deaminase production in isolated bacteria from drought, saline and salinesodic soils and selection of the most efficient bacteria

مقدمه: تنش‌هاي خشكي، شوري و شور سديمي، از راه‌هاي گوناگوني مانند ساخت زيستي اتيلن تنشي مايۀ كاهش رشد گياهان مي‌شوند. به‌دليل توانابودن برخي از باكتري‌هاي خاك در كاهش تنش و مصرف پيشنياز توليد اتيلن (ACC)، اين پژوهش براي دستيابي به باكتري برتر سازندۀ آنزيم ACCدآميناز در تنش‌هاي خشكي، شوري و شور سديمي خاك‌ها انجام شد. مواد و روش‏‏ها: در اين پژوهش، با جداسازي 400 باكتري از خاك‌هاي با قابليت هدايت الكتريكي و نسبت جذب سديمي گوناگون، توان تجزيۀ ACC و ساخت آلفاكتوبوتيرات به‌عنوان معيار ساخت آنزيم ACC دآميناز در باكتري‌هاي سازندۀ اين آنزيم و اثر تنش‌هاي خشكي و شوري بر روند رشد باكتري‌ها و توان مصرف ACC بررسي شد. ‏‏ نتايج: پردازش و آزمون داده‌ها نشان داد كه نه تنها توانايي ساخت آنزيم ACC دآميناز در ميان جدايه‌ها با هم ناهمانند بود، بلكه اندازۀ مصرف ACC در آنها بسيار وابسته به تنش‌هاي خشكي و شوري بود. در بيشتر جدايه‌هاي باكتري، با افزايش تنش، روند كاهشي معني‌داري در مصرف ACC ديده شد؛ اما گونۀ باكتري باسيلوس‌سيمپلكس كه از خاك‌هاي شور سديمي جداسازي شد، افزون بر توانايي ساخت 901 نانو مول آلفاكتوبوتيرات بر ميلي‌گرم پروتئين در ساعت در شرايط بدون تنش، داراي بيشترين پايداري مصرف ACC در تنش‌هاي خشكي و شوري بود. اين باكتري، در برابر ديگر جدايه‌ها، بردباري نسبي بيشتري به تنش‌هاي خشكي و شوري دارد و تا شوري 40 دسي‌زيمنس بر متر و پتانسيل اسمزي 25­ بار، همچنان ACC را مصرف كرد. بحث و نتيجه‏گيري: بابررسي باكتري‌هاي جداسازي‌شده آشكار شد كه باكتري باسيلوس‌سيمپلكس، كارايي بيشتري در ساخت آنزيم ACCدآميناز در تنش‌هاي خشكي و شوري داشت و بردبار به تنش‌هاي يادشده بود؛ بنابراين،­ كاربرد اين باكتري براي كاهش تنش‌ها در خاك‌هاي شور و شورسديمي و مناطق خشك و نيمه‌خشك در شرايط مزرعه پيشنهاد شد.‏‏

Introduction:Drought, salinity and salinitysodicity conditions reduce plant growth, due to stress ethylene biosynthesis. Because of capability of some soil bacteria for stress alleviation, and ACC consumption, this investigation was carried out to select the best ACC deaminase producer bacteria in conditions of drought, salinity and salinitysodicity affected soils. Materials and methods: In this investigation, 400 bacteria were isolated from soils with different levels of electrical conductivity (EC) and sodium adsorption ratio (SAR) and analyzed the variability of their ability in ACC consumption and α ketobutyrate as indices of ACC deaminase production. Also, the effects of different drought and salinity stress on bacteria growth trend and ACC consumption ability were analyzed. Results: Data analysis indicated that, not only the ability of ACC production was different among isolates, but also amounts of ACC consumption were affected by drought and salinity tensions. In the most isolates, there was a significant decrease in trend of ACC deaminase production as affected by tensions. But, one of bacterial species as Bacillus simplex that was isolated from salinesodic soils, in addition to ability of production of 901 nmole α ketobutyrate per milligram protein per hours in normal conditions, has the highest production stability in drought and salinity tensions. Also, this bacterium was continued to ACC deaminase production up to EC of 40 dS.m1 and OP (Osmosis pressure) of 25 bar. Discussion and conclusion: According to comparison among isolates, B. simplex has the highest efficiency of ACC deaminase production, in drought and salinity conditions, and was tolerant to these tensions. Therefore, B. simplex was proposed for field experiments in drought, salinity and salinitysodicity affected soils.