複数の植物の成長促進と加水分解酵素を産生する根粒菌の組み合わせとキクイモの成長改善に対する効果

Scientific Reports volume 13、記事番号: 5917 (2023) この記事を引用

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2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

根粒菌は、植物の発育の重要な促進剤、病原菌の抑制、土壌の健康状態の改善など、有益な多機能であることがよく知られています。この研究では、根粒菌の植物成長促進 (PGP) および細胞外加水分解酵素生産特性の特徴付け、およびキクイモの成長に対するそれらの影響に焦点を当てた実験が行われました。合計 50 の分離株が、直接 PGP またはヒドロラーゼ産生形質のいずれかを持つことが証明されました。 2 つの有望な菌株 (Enterobacter cloacae S81 および Pseudomonas azotoformans C2-114) は、リン酸およびカリウムの可溶化、IAA 生成、および 1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸デアミナーゼ活性と加水分解酵素生成に関して潜在力を示しました。加水分解酵素生産株 (Bacillus subtilis S42) は、セルラーゼ、プロテアーゼ、アミラーゼ、β-グルコシダーゼ、およびホスファターゼを生成することができました。これらの 3 つの選択された株は、シデロフォア、アンモニア、シュウ酸オキシダーゼ、ポリアミン、エキソ多糖、バイオフィルム、運動性、塩分および乾燥ストレスに対する耐性などの間接的な PGP 形質に関しても肯定的な結果をもたらしました。走査型電子顕微鏡を用いて定着を観察し、根表面に根粒菌が出現した。興味深いことに、コンソーシアム株 (S42、S81、および C2-114) を接種すると、高さ、バイオマス、根 (長さ、表面積、直径、体積)、および塊茎の新鮮重量を含むすべての植物パラメーターが大幅に増加しました。したがって、土壌を改善し、作物の生産性を高めるために、PGP と加水分解酵素を産生する根粒細菌の潜在的なコンソーシアムをバイオ肥料として使用することをお勧めします。

一般にサンチョーク (Helianthus tuberosus L.) として知られるキクイモは、その塊茎が広く利用されているため、最も収益性の高い作物の 1 つです 1,2。塊茎には、結腸内の有益な微生物の増殖を促進し、ヒトと動物のコレステロール、血糖値、および結腸炎症のリスクを低下させるプレバイオティクスの一種であるイヌリンが豊富に含まれています3。バイオエタノール産業では、サンチョーク塊茎は、収穫が早いため、トウモロコシ粒、サトウキビ、キャッサバと同様に、エタノール生産の潜在的な代替原料と考えられています4。さらに、葉や花に含まれる生理活性物質は、抗生物質、抗炎症剤、抗酸化物質として機能します1。このプラントは、農業、食料生産、バイオエネルギー、製薬分野に重大な影響を及ぼします。タイでは、高収量に適した農園でいくつかの遺伝子型の開発に成功しました5,6。ただし、この作物の高い生産性は、高用量の合成肥料の使用によって促進されます1。化学肥料の使用は土壌の栄養バランスを崩し、環境汚染につながります1,7。したがって、持続可能な農業実践を達成し、生態系を危害から保護することが重要です。

有用な微生物の利用は、作物の生産性と土壌の維持を容易にする環境に優しい方法です。有益な微生物は、植物の生産性を直接的および間接的に促進するための 2 つの戦略、それぞれ植物成長促進 (PGP) と植物病原体抑制を持っています8。植物成長促進微生物 (PGPM) は、以下のいくつかの認識された特性により植物の成長を促進する役割を果たします。リン酸塩、カリウム、ジン、シリコンの可溶性無機形態を提供します。そして、根の表面や伸長に強い影響を与えるサイトカイニン、ジベレリン、インドール-3-酢酸（IAA）8などの植物ホルモンを合成します9。 PGPM は、エチレンレベルを減少させる 1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸 (ACC) デアミナーゼ活性を生成することができ、これは植物が生物的および非生物的ストレス因子に耐えるのに役立ちます 10。さらに、硫黄の酸化や細菌から植物へのシグナル分子（オリゴ糖、ペプチド）の生成などのさまざまな間接的メカニズムが、植物上の PGP 根粒細菌の成長促進形質に寄与しています 11。 PGP 根粒菌によって放出される加水分解酵素には多面的な役割があります。病原体を抑制するだけでなく、有機物を分解し、根圏ゾーンの土壌栄養素を循環させます12、13、14。細菌由来のセルラーゼ、プロテアーゼ、アミラーゼなどの加水分解酵素は、より効果的な触媒です12、13。セルラーゼ、アミラーゼ、β-グルコシダーゼは循環する有機炭素の回転に関与しており、植物や微生物が栄養源として使用します。セルラーゼ酵素は、有機物中のセルロースをセロビオース、グルコース、およびオリゴ糖に変換します15。アミラーゼはデンプンをオリゴ糖とマルトースに変換し、β-グルコシダーゼはセロビオースをグルコースに変換します。 β-グルコシダーゼとホスファターゼは土壌品質指標として使用されます15。土壌の健康は、土壌中の微生物の能力から発現されるこれらの機能に依存している可能性があります。したがって、植物の成長、生物的防除、および土壌修復の改善の開発において、潜在的な接種材料の複数の形質を備えた生物接種材料として使用できる新規な PGP 細菌を見つけることが重要です。

いくつかの研究では、サンチョーク組織および根圏土壌から分離された PGP 微生物の可能性が記載されています。例えば、効果的な内部寄生菌Bacillus sp. 限られた水栽培での成長と収量におけるサンチョークの刺激3,16。新規の効果的な真菌内部寄生菌である Exserohilum rostratum も、Khaekhum et al.2 によって報告されました。 Suebrasri et al.17 は、殺真菌性代謝産物を持つ新規内生菌が菌核病を抑制することを発見しました。したがって、サンチョークの根圏と組織は、作物の生産性に広く適用できる有望な菌株を特定するための有益な微生物のプールとして機能します。したがって、以下の機能を実行する有効な菌株を分類しました。(i) インビトロで PGP 形質を産生する、および/または加水分解酵素産生。 (ii) サンチョークの根に定着する。 (iii) キクイモの成長を促進する。私たちの知る限り、キクイモから分離された根粒菌の加水分解酵素活性とその成長促進効果についてはこれまでに報告されていません。この研究は、潜在的な植物成長促進および加水分解酵素生産活性に関して根粒菌を特徴付けることを目的としました。キクイモ品種 HEL65 の根圏からサンプルを単離し、キクイモの成長促進における PGP 根粒細菌と加水分解酵素産生根粒細菌の相乗効果の可能性についてポット実験で評価しました。私たちは、多機能な活動を持つ PGP 根粒菌を適用すると、植物の成長にプラスの影響を与えることができるのではないかという仮説を立てました。

23 の分離株からなる合計 50 の根粒菌が土壌抽出培地からスクリーニングされ、27 の分離株が R2A 培地から分離されました。それらはそれぞれ、少なくとも 1 つの PGP 形質または細胞外酵素産生形質を示しました (表 1 に示す)。 26 の分離株 (52%) は ACC デアミナーゼを産生しましたが、14 の分離株 (28%) は IAA の産生を示しました。リン酸塩とカリウムの可溶化は、それぞれ 22 株 (44%) と 24 株 (48%) の分離株で見つかりました。加水分解酵素産生試験に関して、我々の調査結果では、分離株の大部分 (56%) が β-グルコシダーゼを放出したことが明らかになりました。 22 の分離株または 44% が透明ゾーンを持つセルロース分解酵素およびタンパク質分解酵素を保有していました。 Pseudomonas azotoformans C2-114 は、β-グルコシダーゼおよびウレアーゼ活性を明らかにしました。

その結果、分離株 S81、R15、および R72 が、窒素固定、リン酸およびカリウムの可溶化、IAA 産生、および ACC デアミナーゼを含むすべての直接的な PGP 形質を示すことが示されました。 PGP 分離株では、1 つまたは 2 つの加水分解酵素の活性も明らかになりました。加水分解酵素生産活性の結果によると、3 つの分離株 S12、S42、および S51 は、セルラーゼ、プロテアーゼ、アミラーゼ、β-グルコシダーゼ、およびホスファターゼを含む複数の酵素生産形質を示しました。他の分離株と比較して、著しく最高レベルのセルラーゼおよびアミラーゼ活性を有するため、さらなる研究のためにS42を選択しました。

PGP 活性を取得した根粒細菌分離株およびこの研究で使用され、PGP 活性の定量的アッセイを実行した P. アゾトフォルマンス C2-114。 P. azotoformans C2-114 は、すべての直接的な PGP 特性に関して陽性の結果を示すことがわかりました (図 1)。22 株が上清に無機リン酸塩を溶解することができました。株 C2-114 は利用可能なリンの含有量が最も多く (49.68 μg mL-1)、他の分離株とは大きく異なりました (p < 0.05)。さらに、C2-114 の無細胞上清中で最大利用可能カリウム (1.28 μg mL-1) が測定されました。 IAA ホルモンを生成するために、l-トリプトファンを TSB 培地に添加しました。分離株 S81 は 13.53 μg mL-1 の IAA を生成しましたが、これは他の分離株よりも大幅に多かったです。 ACCデアミナーゼ活性によるAAC基質の分解に由来する副産物の1つであるα-ケト酪酸加水分解ACCの量。我々は、2 つの分離株、S81 および R83 が、6.64 ～ 6.95 mM h-1 mg-1 タンパク質の範囲で最高レベルの α-ケト酪酸産生をもたらすことを発見しました。 S81 が選択された理由は、S81 が最高レベルの ACC デアミナーゼおよび IAA 合成活性を生成し、C2-114 がリン酸およびカリウムの可溶化能力が顕著であったためです。

PGP 分離株のリン酸可溶化 (A)、カリウム可溶化 (B)、インドール-3-酢酸生成 (C)、および ACC-デアミナーゼ (D) を含む PGP 活性の定量。バー上の異なる文字は、LSD テストによる有意差 (p < 0.05) を表します。

選択された分離株 S42 および S81 は、16S rRNA 遺伝子配列に基づいて同定されました。細菌 S42 および S81 の完全な配列は、それぞれ枯草菌 (100% 同一性) およびエンテロバクタークロアカエ (100% 同一性) の入手可能な配列と一致しました。系統解析では、S42 は枯草菌型株 TAVG03T と固体クレードを形成しました (図 2)。 S81については、Enterobacter cloacae型QsEp A&N 15A7T株に属するクレードが見出された（図２）。

S81 (A) および S42 (B) の 16S rDNA ヌクレオチド配列に基づく系統樹は、ブートストラップの 1000 複製による近隣結合を使用して構築されました。ブートストラップ値はノード上に表示されます。進化的距離の計算には最尤法が使用されました。

S42、S81、および C2-114 の他の PGP 能力、つまり運動性、および NaCl および PEG の濃度に対する耐性を調べました (表 2)。 S42 は S. rolfsii の増殖を阻害しましたが、他の 2 つの PGP 分離株は病原体に拮抗することができませんでした。 S81 と C2-114 は、シデロフォアとアンモニアの生成、シュウ酸オキシダーゼ、ポリアミン合成などの複数の作用を示しました。 3 つの菌株が EPS とバイオフィルムを生成できることが証明されました。 C2-114 は、塩分、干ばつ、高温などの非生物的ストレスに対して最大の耐性を示しました。 S42、S81、および C2-114 には運動性があり、S42 は調べたものの中で最大の直径を示しました。選択されたすべての株が間接的な PGP 特性と非生物的耐性を備えているという証拠がありました。走査型電子顕微鏡 (SEM) により、キクイモの根の定着効果が明らかになりました (図 3)。私たちの結果は、根の表面に細菌細胞が定着していることを示しました。３つの菌株の細胞が表皮粗面近傍に分布していた。

キクイモの根の走査型電子顕微鏡写真。クラスター化した細胞は白い矢印で示されています。 (A) 対照、(B) B. subtilis S42 を接種した植物、(C) E. cloacae S81 を接種した植物、(D) P. azotoformans C2-114 を接種した植物。

S42、S81、C2-114 などの選択された分離株の生体適合性が検査されました。その結果、交差スジには成長阻害領域がないことが判明した。この発見は、分離株を植物接種のために混合できることを示した。 PGP 細菌の効果を評価するために、光合成速度 (Pn)、気孔コンダクタンス (Sc)、および蒸散速度 (Tr) を 30、60、および 90 DAT でモニタリングしました (図 4)。細菌で処理した場合と未処理の場合の両方で、光合成速度、気孔コンダクタンス、蒸散速度の低下が見られました。選択された分離株は、草丈と塊茎の新鮮重量に対して異なる影響を及ぼしました (図 5)。コンソーシアム処理 (S42、S81、C2-114) により、草丈 (11.6%)、苗条乾燥重量 (10.8%)、根乾燥重量 (63.8%)、およびバイオマス (24.4%) が有意に増加しました (p < 0.05) (図6) 対照と比較した場合。単一接種材料処理 (S81 および C2-114) は、収穫時期まで 60 DAT で植物の高さとバイオマスを増加させる効果がありました。しかし、S81 と C2-114 では根の長さと根の表面に改善は見られませんでしたが、混合接種材料は根の長さ、根の直径、根の表面、根の体積にプラスの影響を与えました (図 7)。さらに、コンソーシアム処理により、塊茎の生重量が 24.2% で大幅に増加しました。

光合成速度 (A)、気孔コンダクタンス (B)、蒸散速度 (C) などの光合成パラメーターに対する細菌接種の影響。 W: 対照としての未接種植物、S4: B. subtilis S42、S8: E. cloacae S81、C2: P. azotoformans C2-114、S4S8: 同時接種 B. subtilis S42 および E. cloacae S81、S4C2: 同時接種B. subtilis S42 および P. azotoformans C2-114、S4S8C2: すべての菌株の混合。

植物の高さ (A) および塊茎の新鮮な重量 (B) に対する細菌接種の影響。異なる文字は、LSD テストによる有意差 (p < 0.05) を表します。 W: 対照としての未接種植物、S4: B. subtilis S42、S8: E. cloacae S81、C2: P. azotoformans C2-114、S4S8: 同時接種 B. subtilis S42 および E. cloacae S81、S4C2: 同時接種B. subtilis S42 および P. azotoformans C2-114、S4S8C2: すべての菌株の混合。

苗条乾燥重量 (A)、根乾燥重量 (B)、およびバイオマス (C) に対する細菌接種の影響。異なる文字は、LSD テストによる有意差 (p < 0.05) を表します。 W: 対照としての未接種植物、S4: B. subtilis S42、S8: E. cloacae S81、C2: P. azotoformans C2-114、S4S8: 同時接種 B. subtilis S42 および E. cloacae S81、S4C2: 同時接種B. subtilis S42 および P. azotoformans C2-114、S4S8C2: すべての菌株の混合。

根の長さ、根の表面、根の直径、および根の体積に対する細菌接種の影響。異なる文字は、LSD テストによる有意差 (p < 0.05) を表します。 W: 対照としての未接種植物、S4: B. subtilis S42、S8: E. cloacae S81、C2: P. azotoformans C2-114、S4S8: 同時接種 B. subtilis S42 および E. cloacae S81、S4C2: 同時接種B. subtilis S42 および P. azotoformans C2-114、S4S8C2: すべての菌株の混合。

複数の PGP 形質を持つ根粒菌は農業用途に利用できます。

この研究の目的は、キクイモの成長を刺激するためのさまざまな直接的および間接的な PGP 特性を持つ根粒菌をスクリーニングすることでした。データは、PGP コンソーシアムの分離株 (S42、S81、および C2-114) が、植物バイオマスと塊茎の生重を増加させることにより、キクイモの発育を大幅に増加させたことを示唆しています。

興味深いことに、PGP および酵素の特性に関する我々の観察によると、一部の PGP 分離株は直接的な PGP 多機能形質を持っていましたが、間接的な PGP 形質のすべての加水分解酵素産生が一貫して見つかったわけではありませんでした。一部の細菌は栄養素を合成するために必ずしも酵素の生成を必要としない可能性があります。しかし、私たちの知る限り、キクイモの根圏から単離された細菌の共通の PGP と加水分解酵素の特性が初めて認識され、調査されました。根粒細菌分離株は、セルラーゼ、β-グルコシダーゼ、プロテアーゼ、ホスファターゼ、ウレアーゼなどの酵素を含む加水分解酵素を生成しました。これらの酵素は土壌中のCサイクル、Nサイクル、Pサイクルにおいて重要な役割を果たしています。セルロースは、有機修正剤の最も豊富な成分です。これは、有機物および有機炭素の合成の主な前駆体です15,18。さらに、これらの酵素は宿主植物を保護するために病原体の細胞壁を加水分解することもできます2。我々の結果は、Bacillus が PGP 候補の特徴付けに使用できる最高レベルの加水分解酵素活性を示したと報告した El-Deeb ら 19、Hazarika ら 14、Magotra ら 20 と一致しました 12、14、19、20。 21、22、23、24。

根の植物は、成長に利用するために可溶性の形でリンとカリウムを吸収します14,25。この研究での我々の発見は、多くの分離株が無機リン酸塩とカリウムの両方を可溶化できることを示唆しています。リン酸塩とカリウムを可溶化する細菌の能力は、細菌の利用と糖の有機酸への変換によって実証され、培地の pH が低下しました 26、27、28。さらに、いくつかの研究では、EPS 産生細菌が高い可溶化効率をサポートできることが判明しました 27,28。私たちの分離株 C2-114 は EPS を生産する能力を示しており、EPS が無機可溶化の効率を高めることが示されました。さらに、P および K 可溶化剤は、同じメカニズムを通じて亜鉛およびケイ酸塩源を放出することが可能です 22、23、28。

IAA は、根の伸長に直接的な効果をもたらし、水と栄養素の吸収効率の向上に間接的な効果をもたらします28。土壌中の IAA の排泄は、さまざまな要因に応じて in vitro の排泄とは異なります。 Sritongonらによる以前の研究29では、P.アゾトフォルマンスの同じ株が、l-トリプトファンの存在下で78.75μg mL-1のIAAを生成した。ただし、in vitro での IAA の量の変化は、培養条件、種の株、トリプトファン濃度などのいくつかの要因に依存します 30。 E. cloacae が最も多量の IAA を生成しました。我々の結果は、腸内細菌科のメンバーによって高濃度の IAA が産生されることを明らかにした Kava Mura らの研究 12 と一致しています。

植物の成長は、IAA レベルと ACC レベルの間の相互作用によって制御されます 16,31。我々の発見は、S81 が最も多量の IAA および ACC デアミナーゼを生成することを示唆しています。植物の根中の高濃度の IAA は ACC 前駆体に影響を与え、その結果エチレンの生成量が増加します 31。過剰なエチレンは、植物の成長を阻害するトリガーシグナルです。 PGP 根粒菌によって産生される ACC デアミナーゼは、エチレンの前駆体を加水分解して α-ケト酪酸とアンモニアを生成し、エチレンを減少させます 31,32,33。通常の水分が制限された条件下では、信号として IAA と ACC デアミナーゼの両方が特に長さ、直径、体積を増大させます。サンチョークルート16の。 Khan et al.34 の研究によれば、IAA と ACC デアミナーゼは両方とも、植物バイオマスの増加に対する効果を示し、植物バイオマスを増加させることができます。 ACC デアミナーゼはストレス条件下で他のデアミナーゼよりも優れた活性を示しました。しかし、通常の条件下では、ACC デアミナーゼ活性はストレス下よりも高かった 35。 PGP 根粒菌が両方の条件下で植物の発育を効率的に促進するには、ACC デアミナーゼが必要でした。

3 つの株 (S42、S81、および C2-114) について、植物を間接的に促進する可能性のあるさまざまな作用について調べました。彼らは、Sclerotinia sclerotiorum や Sclerotium rolfsii36 などの植物病原体の破壊につながるシュウ酸オキシダーゼの分泌に関して肯定的な結果を示しました。 S81 と C2-114 は、環境土壌中の第二鉄を捕捉するキレート剤であるシデロフォアを生成しました。鉄は代謝酵素に必要な補因子であるため、植物病原体の増殖を抑制する競合を引き起こします37。しかし、シデロフォアと S. rolfsii の増殖阻害との間の相互作用は見つかりませんでした。 S42 は、生理活性化合物に加えてプロテアーゼセルラーゼ、アミラーゼ、または他の加水分解酵素のいずれかによって引き起こされた可能性がある S. rolfsii の陽性阻害を明らかにしました。生成された酵素は、宿主植物を保護するためのトリガーの役割の一部でした。さらに、加水分解酵素はキクイモに感染する植物病原菌の細胞壁を破壊します。これらの病原体には、Fusarium oxysporum、Colletotrichum capsici、および S. rolfsii が含まれます2,17。

2 つの PGP 株はポリアミン生産に関して肯定的な結果を示しました。ポリアミン（プトレシン、スペルミジン、スペルミン）は植物の発育を改善します。さらに、金属毒性、酸化、干ばつ、塩分、寒さなどの不利な環境にある植物を軽減します38。 3 つの菌株は EPS とバイオフィルムを生成することができました。それらは細胞の表面に水分を保持して根の表面を占め、脱水から保護するため、さまざまな乾燥、塩分、温度の影響を軽減します12。バチルスap. およびパントエア sp. 最も多産な EPS 生産者でした 12、16、23。微生物バイオフィルムは微生物と根のつながりの有効性を高め 14,23,24,39、植物病原体からの感染を軽減し、植物をストレスから守ります 23,39。私たちの選択した株は、高温、塩分、干ばつなどの環境ストレスに耐えることができることが証明されました。微生物はセルラーゼとペクチナーゼを利用して根の細胞壁を加水分解し、根の内側と外側の根の先端と根の枝にコロニーを形成しました19,30。私たちの調査結果では、3 つの系統が泳ぐ、群がる、けいれんなどの運動性を示していることも示されました。したがって、選択された菌株は、PGP、コロニー形成、および環境土壌中での生存において複数の機能を有する菌株の候補となります。

土壌中の PGP 根粒菌の活動は単一の種によって引き起こされるのではなく、同時に活動する多数の種によって引き起こされます 12,40。垂直縞の交点に阻害ゾーンが存在しないことは、ヒドロラーゼ産生株とPGP株が適合することを示した。株を組み合わせてキクイモの成長を促進するために使用することが可能でした。したがって、それらは非滅菌土壌中で実施されたため、その性能はインビトロで示されたものとは異なる可能性があります。

植物の生理学的結果によると、光合成速度、気孔コンダクタンス、および蒸散速度は、30 DAT から 90 DAT まで減少傾向を示しました。気孔コンダクタンスと蒸散は、水分欠乏状況における水分損失の防止に反応しました6。干ばつストレス中の光合成速度には有意な差が観察されました1,16。これらのパラメータは、ストレスに対するさまざまな反応を示しました。

この場合、細菌分離株 C2-114 の単一接種材料で処理すると、植物の高さ、シュート乾燥質量、根乾燥質量、および総バイオマスが増加しました。同様に、Sritongon et al.29 によれば、C2-114 は初期成長時にサンチョークバイオマスにおいて増加し、これは IAA と強い相関関係を示しました。さらに、根の伸長、直径、表面の向上は、S81 および C2-114 の接種のプラスの効果とみなされました。これは、IAA および ACC デアミナーゼの存在の結果である可能性があります。 ACC と IAA は、改変された根系における ACC と IAA の比率を調節するために協力しました 16、27、34。

選択された分離株のコンソーシアムは、身長、シュート乾燥重量、根乾燥重量、収穫までの 60 DAT でのバイオマス、および塊茎生重量を増加させる能力に有意な差があることを明らかにしました。 Hazarika et al.14 と同様に、PGP 根粒菌コンソーシアムは個々の接種材料よりも植物に対してより大きな影響を及ぼしました。細菌分離株のコンソーシアムは、塩分ストレスの悪影響を軽減し、フランスインゲンのバイオマスを増加させました27。私たちのデータは、混合培養がキクイモを強化することにより相乗作用に寄与しているようであることを示しています。したがって、PGP (2 株) と加水分解酵素生産性根粒菌の両方のコンソーシアムは、複数の直接的および間接的な PGP 活性および細胞外酵素合成を介して、単一の接種材料よりも植物バイオマスと塊茎の生産性を改善できる可能性があります。さらに、混合接種材料を適用すると、単一の接種材料を使用した場合よりも、自然環境で生存する細胞の数がより多くなることが示されました 12、16、40、41、42。サンチョークのバイオ肥料として利用できます。ただし、この研究には、潜在的なコンソーシアム分離株を野外条件で確認する必要があるという制限があります。さらなる研究のために、私たちはバイオ肥料の開発のために植物の成長を促進する現場で適用される有機改良剤の有効性に焦点を当てます。

私たちの研究は、根粒菌が植物の生産性を高める能力をサポートする多面的なPGPの直接的および間接的な活動を持っていることを明らかにしました。 2 つの PGP 株 (Enterobacter cloacae および Pseudomonas azotoformans) と加水分解酵素生産株 (Bacillus subtilis) が植物の成長を促進することが確認されました。これらの興味深い結果は、混合した 3 つの分離株がキクイモのバイオマスや塊茎などの植物の成長を刺激したことを示唆しています。したがって、このコンソーシアムは植物の成長促進に高い可能性を示しました。土壌改良を検証するため。接種剤のコンソーシアムは、土壌改良剤または堆肥の補充として使用でき、バイオ肥料製品に開発され、持続可能な改善のために不毛な土壌に使用できます。

土壌が付着したキクイモの根のサンプルは、タイ・コンケンのコンケン大学農学部畑作物学科の農場（北緯16度47分45秒、北緯102度81分07秒）で深さ0～10cmから採取されました。「え）。根は実験室に移す前にアイスボックスに保管しました。各サンプルの根を約 0.5 cm のセグメントに切断しました。５グラムの根切片を、三角フラスコ中の４５ｍＬの希釈剤（０．８５％（ｗ／ｖ）ＮａＣｌおよび０．１％（ｗ／ｖ）トゥイーン２０）に移した。すべてのフラスコを 180 rpm で 1 時間振盪しました。10 倍段階希釈の 0.1 mL アリコートを土壌抽出培地 43: 1.0 g ペプトン、1.0 g 酵母抽出物、0.5 g K2HPO4、0.5 g (NH4)2SO4、0.05 g MgSO4 上に広げました。・7H2O、0.01 g FeCl3、0.1 g CaCl2、15.0 g 寒天、250 mL 土壌抽出物、15.0 g 寒天、および 750 mL の蒸留水および R2A 培地：0.5 g カゼイン加水分解物、0.5 g プロテオースペプトン、0.5 g グルコース、0.5 g可溶性デンプン、０．３ｇのＫ２ＨＰＯ４、０．０２４ｇのＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、０．３ｇのピルビン酸ナトリウム、１５．０ｇの寒天、および１０００ｍＬの蒸留水。プレートを 30 °C で 48 時間インキュベートしました。形態に基づいて異なる細菌コロニーを選択し、トリプシン大豆寒天 (TSA) (Himedia) を含むペトリ皿上でクロスストリーキング技術を使用して精製しました。細菌分離株は、さらに使用するまで 20% グリセロール溶液中で -20 °C で保存しました。

すべての分離株は、窒素固定、リン酸可溶化、カリウム可溶化、インドール 3-酢酸の合成および 1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸 (ACC) デアミナーゼ活性などの PGP 形質についてスクリーニングされました。窒素固定に関しては、各分離株を Ashby の無窒素ブロスに接種しました 44。 NBRIP 寒天 45 および Aleksandrov 寒天 46 を使用して、それぞれリン酸塩とカリウムの可溶化を評価しました。各分離株を、1 g L-1 l-トリプトファン (Acros Organics) を補充したトリプシンソイブロス (TSB) (Himedia) で 24 時間培養し、サルコウスキー試薬を添加しました 47。 ACC デアミナーゼ活性は、硫酸アンモニウム 32 の代わりに 3 mM の 1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸 (ACC) を使用した DF 最少塩寒天 48 上でスクリーニングされました。窒素固定、リン酸およびカリウムの可溶化、IAA 産生、およびシデロフォア特性 29 を有するシュードモナスアゾトフォルマンス C2-114 (受託番号 LC130639) を使用して、ACC デアミナーゼ活性およびその他の PGP および加水分解酵素活性を調査しました。

各 PGP 分離株のリン酸塩可溶化は、NBRIP 培地を使用して測定されました 45。 PGP 分離株を TSB 培地中で 30 °C、150 rpm で 24 時間増殖させました。各分離株の細菌細胞 (接種材料 (100 μL) として約 108 CFU mL-1 からなる) を、不溶性リン酸塩として 0.5% (w/v) リン酸三カルシウム粉末を含む 5 mL 滅菌 NBRIP ブロスチューブに移しました。 30 °C、150 rpm で 7 日間インキュベートし、各サンプルの上清 1 mL とコントロール、モリブデン酸バナジン酸塩試薬 1 mL をアリコートとして使用しました49。すべてのチューブを暗所で 20 分間インキュベートしました。黄色を使用して可溶性リンを定量し、サンプルを 420 nm (U-5100、Hitachi) で測定し、KH2PO4 を使用して標準曲線を作成しました。

各 PGP 分離株のカリウム可溶化は、Aleksandrov 培地を使用して測定されました 46。接種材料（１００μＬ）を、不溶性カリウム源として０．２％（ｗ／ｖ）ケイ酸アルミニウムカリウム粉末（Ｈｉｍｅｄｉａ）を含有する滅菌アレクサンドロフブロス５ｍＬに移した。チューブを 3 回作成し、30 °C、150 rpm で 7 日間インキュベートしました。接種していないアレクサンドロフブロス培地を対照として使用した。上清中の可溶性カリウムは、火炎空気 C2H2 および 0.7 nm のスリットを備えた原子吸光分光計 (AAnalyst 100、Perkin Elmer) を使用して 776.5 nm で測定されました。 KClを使用して標準曲線を作成しました。

各 PGP 分離株の IAA 産生は、サルコウスキー試薬を使用して測定されました 47。各分離株の接種材料（100μL）を、1g L-1 l-トリプトファン（Acros Organics）を補充した5mLの滅菌TSB培地に加えた。チューブを 3 つずつ作成し、30 °C、150 rpm で 48 時間インキュベートしました。上清 1 mL のアリコートを 2 mL のサルコウスキー試薬 47 と混合した後、暗所で 30 分間インキュベートしました。赤色の出現を使用して、IAA 生成を定量化しました。サンプルは530 nmで読み取られました。標準曲線は、IAA (Acros Organics) を使用して構築されました。

ACC デアミナーゼ活性は、Penrose および Glick32 に従って測定されました。分離株を、3 mM ACC (Acros Organics) を添加した 5 mL の DF 最少塩ブロス培地 48 で培養し、30 °C、150 rpm で 72 時間インキュベートしました。細胞を遠心分離によって回収し、0.1 M Tris-HCl (pH 7.5) で洗浄し、600 μL の 0.1 M Tris-HCl (pH 8.5) に再懸濁しました。トルエン (30 μL) を細胞溶液に加え、ボルテックスしました。 ACC デアミナーゼの活性を測定するために、トルエン化細胞 200 µL をピペットで 1.5 mL の滅菌微量遠心管に移し、20 µL の 0.5 M ACC および 200 µL の 0.1 M Tris-HCl (pH 8.5) と混合しました。次いで、混合物を30℃で30分間インキュベートした。 1 mLの0.56 N HClを加え、ボルテックスした。上清のアリコート (1 mL) を、30 °C でインキュベートする前に、それぞれ 800 μL の 0.56 N HCl および 300 μL の 0.2% (w/v) 2,4 ジニトロフェニルヒドラジン試薬 (2 N HCl に溶解) と混合しました。 30分間次いで、１ｍＬの２ＮＮａＯＨを添加し、５４０ｎｍで測定する前に完全に混合した。標準曲線は、α-ケト酪酸（Sigma-Aldrich）を使用して作成しました。可溶性タンパク質はブラッドフォードアッセイに従って実施されました50。標準タンパク質曲線を作成するために、ウシ血清アルブミン (Acros Organics) を使用しました。

すべての分離株について、セルラーゼ、β-グルコシダーゼ、α-アミラーゼ、プロテアーゼ、ウレアーゼ、およびホスファターゼの形質を検査しました。評価のために、分泌セルラーゼとβ-グルコシダーゼを固体最少培地51: 6.8 g Na2HPO4、3.0 g KH2HPO4、0.5 g NaCl、1.3 g (NH4)2SO4、0.5 g MgSO4・7H2O、15.0 g 寒天、1000 mL 蒸留水、これに、セルロース加水分解用の0.5% (w/v) セルロースと0.04% (w/v) 4-メチルウンベリフェリル-β-d-グルコピラノシド (MUG) (Acros Organics) 0.1 mLを加えて接種前に寒天上に広げました。 30 °C で 48 時間インキュベートした後、グラムヨウ素溶液を使用してセルロースの加水分解を評価しました。 MUG 加水分解の蛍光ハローが UV 光の下で現れました。タンパク質分解生成の評価のために、各分離株をスキムミルク寒天 (ペプトン 5 g、ビーフエキス 3 g、スキムミルク 10 g、寒天 15 g - 1000 mL) に接種しました。 30℃で48時間インキュベートした後、コロニーの周囲に透明なゾーンが見えました。 α-アミラーゼを評価するために、デンプン寒天(ペプトン5g、牛肉エキス3g、デンプン10g、寒天15g-1000mL)上で製造を実施した。デンプンの加水分解はグラムヨウ素溶液を使用して検査されました。ホスファターゼ産生については、培養物を 0.01% (w/v) フェノールフタレイン二リン酸四ナトリウム塩 (Sigma-Aldrich) を含む TSA 培地にスポットし、8.4% (v/v) 水酸化アンモニウムで検査しました 26。ウレアーゼ生産は、滅菌２％ｗ／ｖ尿素を含有するクリステンセン培地尿素寒天（Ｈｉｍｅｄｉａ）上で実施した。コロニーは寒天上でピンクがかった赤色を示すことが観察された52。

選択された分離株について、シデロフォア産生、拮抗試験、ポリアミン産生、アンモニア産生、シュウ酸オキシダーゼ酵素産生、バイオフィルム、エキソ多糖類産生および環境ストレス条件下での微生物特性を含む間接的なPGP形質について検査した。クロムアズロール S (CAS) 寒天培地を使用してシデロフォア形成を評価しました 53。 Sclerotium rolfsii の抑制は、Sritongon et al.29 に記載されている二重方法に従って調査されました。阻害のパーセンテージは、真菌菌糸体の長さの中心から端まで計算されました: (A − B)/A × 100 (A: 対照、B: 細菌接種)。１％（ｗ／ｖ）のＬ－アルギニン塩酸塩（ＡｃｒｏｓＯｒｇａｎｉｃｓ）を補充したモラーのデカルボキシラーゼブロスベース（Ｈｉｍｅｄｉａ）ｐＨ７．０を使用して、ポリアミン生成を試験した。アンモニア生成は、4% (w/v) ペプトン水を使用して評価され、ネスラー試薬で検査されました54。シュウ酸オキシダーゼは、唯一の炭素源としてシュウ酸カリウムを含む寒天プレート上でテストされました55。水泳、群れ、けいれんを含む運動性アッセイは、0.3%、0.5%、および 1.0% (w/v) を含む栄養培地 (0.5% (w/v) ペプトンおよび 0.3% (w/v) 牛肉エキス) を使用して実行されました。）寒天、それぞれ。バイオフィルムの生成は、Latorre et al.56 の修正バージョンを使用したクリスタルバイオレット染色を使用して実行されました。エキソ多糖（EPS）の生成は、Kavamura et al.12 に従って、サッカロースを 10% (w/v) グルコースに置き換えることによって実行されました。ストレスの多い環境に耐える分離株の能力は、さまざまな NaCl 濃度、20% (w/v)、ポリエチレングリコール (PEG6000) を含む栄養ブロスで培養し、40 °C で増殖させることによってテストされました。

選択的な根粒菌をロータリーシェーカー上で栄養ブロス中で 150 rpm、30 °C で 18 時間培養しました。ゲノムDNAは、TIANAMP細菌DNAキット(Tiangen biotech、中国)を使用して、製造業者のプロトコールに従って抽出した。 16S rRNA 遺伝子をユニバーサルプライマー、8F: 5' AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG 3'57 および 1512R: 5' ACG GYT ACC TTG TTA CGA CTT 3'58 を使用して増幅しました。反応は、以下のプログラムを使用して、FlexCycle2 PCR サーマルサイクラー (Analytik Jena、ドイツ) で実行されました: 初期変性 95 °C、10 分。 94 °C、1 分間の変性を 35 サイクル。 55 °C、1 分間のアニーリング。伸長は 72 °C、90 秒、最終伸長は 72 °C、10 分です。 PCR 産物は、1st BASE Laboratories Sdn. による精製と配列決定に提出される前に、1.5% (w/v) アガロースゲルでチェックされました。 Bhd.、マレーシア。ヌクレオチド配列をBioEditプログラムに供した。 BLASTNを使用して完全な配列を分析し、GenBankデータベースの株タイプと比較しました。 MEGA プログラム 7.0.0 の ClustalW をアライメントし、1000 のブートストラップ複製を含む近隣結合法を使用して系統樹を構築しました。

キクイモ苗の遺伝子型 HEL65 は、コンケン大学農学部から入手しました。植物の準備として、サンチョーク品種 HEL65 の 2 ～ 3 個の芽を持つ塊茎片を、湿ったココナッツピートが入った箱の中で発芽させました。次に、それらを直径 4 cm のウェルを備えたプラスチックトレイ上の焦げた籾殻と土壌 (1:1 w/w) に移し、本葉 2 枚が展開するまで栽培しました 59。植物を収集し、水道水で洗浄して、焦げた籾殻と土壌を除去した。植物の根を滅菌蒸留水で２回洗浄した。各植物の根系を、10 mL の滅菌蒸留水が入った 15 mL ガラス管に静かに浸しました。次に、細菌懸濁液（約 108 CFU mL-1 の選択された分離株から構成されます。対照処理は、滅菌蒸留水中の根から構成されます。すべてのチューブを室温で 24 時間インキュベートしました。走査型電子線用のサンプルを準備するため）顕微鏡 (SEM) 分析により、各植物の根全体を滅菌 0.1 M リン酸緩衝食塩水 (PBS) (pH 7.2) で 2 回洗浄し、次に根を 2.5% (v/v) グルタルアルデヒドに 4 °C で 2 分間浸漬しました。 h、その後 3 ～ 5 mm に分割し、PBS に 10 分間、3 回浸漬した後、サンプルを脱水するために、一連のエタノール希釈液 (50、60、70、80、および 90% v/v) に浸漬しました。各勾配で 15 分間、最終濃度で 2 回の無水エタノールで 30 分間、エタノールを除去した後、サンプルを臨界点乾燥機 (CPD 7501、Polaron) で乾燥させ、両面カーボンテープでアルミニウムのスタブに貼り付けました。スパッタリングコーティング機（108 auto、Cressington）で金コーティングし、根に定着した株を同定するために Leo 1450VP 走査型電子顕微鏡を使用しました。

選択的分離株の生体適合性は、垂直ストリーキング技術 41 を使用して評価されました。各分離株を、TSA培地上で垂直に中心培養物全体に同時に画線した。プレートを 30 °C で 24 時間インキュベートしました。細菌分離株は各培養物の交差部分で増殖することができ、生体適合性を示しました。

選択された根粒菌分離株によるサンチョークの生育促進は、タイのコンケン大学農学部畑作物部門（北緯16度47分59分、東経102度81分61分）のオープンサイド温室で実施されました。。土壌を風乾し、2 mm のふるいを通過させ、次にポット (直径 15 インチ、深さ 11 インチ) に加えて約 21 kg を満たすようにしました。土壌は、pH 6.57、導電率 0.63 dS m−1 の砂質ロームとして分類されました。土壌化学的性質は、有機炭素 0.20%、有機物 0.35%、全窒素 0.02%、有効リン 12.00 mg kg-1、有効カリウム 24.50 mg kg-1、陽イオン交換容量 3.70 c mol kg-1 でした。

ポット実験は、ランダム化完全ブロック設計 (RCBD) で 4 つの反復を使用して実行されました。ポット実験は梅雨初期（2019年4月～9月）に実施しました。実験は以下の 7 つの処理から構成されました: 細菌接種なしの対照 (W)、加水分解酵素産生分離株を接種 (S4)、PGP 単離株を接種 (S8)、PGP 単離株を接種 (C2)、PGP 単離株および加水分解酵素生産を接種分離株 (S4S8)、PGP 分離株および加水分解酵素生産分離株 (S4C2) を接種、2 つの PGP 分離株および加水分解酵素生産分離株 (S4S8C2) を接種。キクイモ品種HEL65を上記のように調製した。すべての方法は、関連するガイドラインおよび規制に従って実行されました。各ポットに本葉２枚の植物を１本移植し、同じ深さに定植した。各分離株を個別に TSB 培地で培養しました。分離株を室温で18時間、150rpmで撹拌しながら増殖させた。６０００ｒｐｍで１０分間遠心分離することによって細菌細胞を収集し、その後、滅菌蒸留水で２回洗浄した。細胞ペレットを0.85% (w/v) NaClに再懸濁し、濃度109 CFU mL-1に調整しました。共接種およびコンソーシアム接種では、等量の各分離株を接種材料として混合した。細菌接種材料（２０ｍＬ）を、注射器を使用して苗の根の近くに接種した。

植物の高さ、シュートおよび根の乾燥重量を、移植後 30、60、90 日 (DAT) および収穫時 (140 日) に記録しました。シュートと根のサンプルを分離しました。根をふるいの上に置き、水道水で注意深く洗い流して土壌粒子を除去しました。スキャナー (Perfection V800™ Photo、エプソン) を使用して、全長、表面積、体積、平均直径などの根の形態をスキャンし、Win-Rhizo Pro2004a ソフトウェア (REGENT Instruments Inc.、カナダ) を使用して分析しました。芽と根を熱風オーブンで 70 °C で 72 時間乾燥させ、質量を一定にしました。植物のバイオマスは、乾燥したシュートと根の質量の合計を使用して表示されました。光合成パラメータは、ポータブル光合成システム（LI-6400XT、LI-COR Bioscience、米国）を使用して本葉から測定されました。各処理の塊茎の新鮮重量を収穫時に記録した。

インビトロデータとポット実験は一元配置分散分析 (ANOVA) の対象となりました。すべての統計分析は、Statistix 10 ソフトウェアを使用して実行されました。すべての検査の治療の平均は、最小有意差 (LSD) 検査によって p < 0.05 で特定されました。

S42 および S81 DNA 配列は、それぞれ受託番号 LC741254 および LC741255 で DDBJ に寄託されています。 16S rRNA の枯草菌 S42 遺伝子、部分配列 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/LC741254)。 Enterobacter cloacae S81 の 16S rRNA 遺伝子、部分配列 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/LC741255)。この研究のすべてのデータは、責任著者 ([email protected]) からのリクエストに応じて入手できます。

Nacoon, S. et al. Helianthus tuberosus L. Sci. の成長促進および塊茎イヌリン含量に及ぼすリン酸可溶化細菌とアーバスキュラー菌根菌の間の相互作用議員第 10 号、4916 (2020)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Khaekhum, S. et al. Exserohilum rostratum の最初のメンバーで、サンチョーク (Helianthus tuberosus L.) の成長と収量を促進するのに有益です。 Rhizosphere 19、100379 (2021)。

記事 Google Scholar

Khamwan, S.、Boonlue, S.、Riddech, N.、Jogloy, S. & Mongkolthanaruk, W. Helianthus tuberosus L. Biocatal における内部寄生菌の特性と植物成長促進に対するそれらの応答。農業。バイオテクノロジー。 13、153–159 (2018)。

記事 Google Scholar

Ruttanaprasert、R. et al. キクイモの生殖質における塊茎収量、バイオマス、および干ばつ耐性の遺伝子型の多様性。トルコ人。Ｊ．アグリック．のために。 38、570–580 (2014)。

記事 Google Scholar

Puangbut, D.、Jogloy, S.、Vorasoot, N. & Patanothai, A. 熱帯地域における季節変動に対する Helianthus tuberosus の成長、生理的形質、および塊茎収量の応答。科学。ホルティック。 195、108–115 (2015)。

記事 Google Scholar

Puangbut, D.、Jogloy, S.、Vorasoot, N. & Songsri, P. 干ばつ耐性が異なるキクイモ遺伝子型の干ばつに対する光合成および生理学的反応。農業。水道管理。 259、107252 (2022)。

記事 Google Scholar

Nacoon, S. et al. 野外条件下での Helianthus tuberosus の成長と生産におけるアーバスキュラー菌根菌とリン酸可溶化細菌の組み合わせ。科学。議員 11、6501 (2021)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Koskey, G.、Mburu, SW、Awino, R.、Njeru, EM & Maingi, JM 小規模農家の農業生態系における土壌改善、植物病原体の生物的防除、および持続可能な作物生産のための有益な微生物の利用の可能性。フロント。持続する。食品システム。 5、606308 (2021)。

記事 Google Scholar

ヴァシュロン、J.ら。植物の成長を促進する根粒菌と根系の機能。フロント。植物科学。 4, 356 (2013)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Chandwani, S. & Ameresan, N. 非生物的ストレス管理と持続可能な農業生産における ACC デアミナーゼ産生細菌の役割。環境。科学。汚染。解像度 29、22843–22859 (2022)。

記事 CAS Google Scholar

Fan, D. & Smith, DL 選択された植物成長促進根粒菌とその非宿主成長促進効果の特性評価。微生物。スペクトル。 9、1–20 (2021)。

記事 Google Scholar

カバムラ、VN et al. 干ばつ下での植物成長促進のためのブラジル産サボテン根粒細菌のスクリーニング。微生物。解像度 168、183–191 (2013)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Passari, AK、Mishra, VK、Saikia, R.、Gupta, VK & Singh, BP 薬用植物に関連する内生放線菌の単離、存在量および系統学的所属、およびそれらの in vitro 抗菌生合成能力のスクリーニング。フロント。微生物。 6、273 (2015)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Hazarika, SN、Saikia, K.、Borah, A. & Thakur, D. Camellia sinensis から単離された、植物の成長を促進する可能性を備えた内生細菌の探索。フロント。微生物。 12、738058 (2021)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Makoi、JHJR & Ndakidemi、P. 選択された土壌酵素: 生態系における潜在的な役割の例。アフリカＪ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． 7、181–191 (2008)。

CAS Google スカラー

Namwongsa, J. et al. 内生細菌は、正常および欠乏水条件下での Helianthus tuberosus L. の根の形質、バイオマスおよび収量を改善します。Ｊ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．バイオテクノロジー。 29、1777–1789 (2019)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Suebrasri, T. et al. 殺真菌性代謝産物を含む新規内生菌が菌核病を抑制します。根圏 16、100250 (2020)。

記事 Google Scholar

Miao、Y.ら。長期にわたる堆肥の改良は、真菌群集構成の変化を促進し、真菌の多様性と系統発生的関連性を促進することにより、セルロースの分解を促進します。 MBio 13、1–12 (2022)。

CAS Google スカラー

El-Deeb, B.、Bazaid, S.、Gherbawy, Y. & Elhariry, H. 開花期のバラ植物 (Rosa damascene trigintipeta) に関連する内部寄生細菌とその植物の成長促進形質の特性評価。 J. プラントインタラクト。 7、248–253 (2012)。

記事 Google Scholar

マゴトラ、S.ら。 PGP Bacillus sp.の圃場評価伝統的および非伝統的地域におけるクロッカス・サティバス原産の D5 株、および PGP 遺伝子のマイニング。科学。議員第 11 号、1–16 (2021)。

記事 Google Scholar

Dinesh、R. et al. ショウガに対する成長促進効果と病気抑制効果について、多形質植物成長促進根粒菌の単離、特性評価、評価。微生物。解像度 173、34–43 (2015)。

論文 PubMed Google Scholar

カムラン、S.ら。小麦の成長促進と亜鉛含有量における亜鉛可溶化細菌の寄与。フロント。微生物。 8、1–14 (2017)。

記事 Google Scholar

Mumtaz、MZ、Ahmad、M.、Jamil、M.、Hussain、T. 亜鉛可溶化バチルス属トウモロコシの生物強化の潜在的候補。微生物。解像度 202、51–60 (2017)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Goswami, M. & Deka, S. 複数の植物成長促進形質と特定の植物病原体に対する抗真菌活性を有する新規根粒細菌の単離。微生物。解像度 240、1–17 (2020)。

記事 Google Scholar

Boubekri, K. et al. カリウムおよびリン酸塩可溶化放線菌のスクリーニングと、小麦の成長パラメーターを促進するそれらの能力の評価。微生物 9、1–16 (2021)。

記事 Google Scholar

Ribeiro、CM、Cardoso、EJBN ブラジルマツ (Araucaria angustifolia) の根関連成長促進細菌の分離、選択、および特性評価。微生物。解像度 167、69–78 (2012)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Gupta, S. および Pandey, S. ACC デアミナーゼを生成するさまざまな植物成長促進形質を持つ細菌は、インゲン豆 (Phaseolus vulgaris) 植物の塩分ストレスを軽減します。フロント。微生物 10、1506 (2019)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

ビスト、V.ら。シリコン可溶化媒体と、生物ストレスを軽減する細菌の特性評価におけるその意味。フロント。微生物。 11、28 (2020)。

Google スカラー

Sritongon, K. et al. 宿主植物の成長促進のためにキクイモ (Helianthus tuberosus L.) の根圏から単離された根粒細菌の候補。チェンマイ J. Sci. 44、83–93 (2017)。

Google スカラー

Rangjaroen, C.、Rerkasem, B.、Teaumroong, N.、Noisangiam, R. & Lumyong, S. イネの在来種から単離された内生ジアゾ栄養細菌による商業イネ品種における植物の成長の促進。アン。微生物。 65、253–266 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Glick, BR ACC デアミナーゼを持つ細菌は植物の成長を促進し、世界に食料を供給するのに役立ちます。微生物。解像度 169、30–39 (2014)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Penrose, DM & Glick, BR 特徴的な ACC デアミナーゼ含有植物成長促進根粒細菌を単離する方法。生理。 Plant 118、10–15 (2003)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Zarei, T.、Moradi, A.、Kazemeini, SA、Akhgar, A. & Rahi, AA 灌漑用水の利用が限られている状況下でのスイートコーン (Zea Mays L. var saccharata) の生産性向上における ACC デアミナーゼ産生細菌の役割。科学。議員 10、20361 (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

カーン、AL 他。内生細菌由来のインドール酢酸とACCデアミナーゼは、Solanum lycopersicumの増殖を改善します。電子。Ｊ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． 21、58–64 (2016)。

記事 Google Scholar

Ali, SZ、Sandhya, V. & Rao, LV 乾燥耐性 ACC デアミナーゼおよびエキソ多糖生成蛍光シュードモナス sp. の単離と特性評価。アン。微生物。 64、493–502 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Kumar, P.、Dubey, RC および Maheshwari, DK 根圏から分離されたバチルス株は、植物の成長促進活性と植物病原体に対する拮抗活性を示しました。微生物。解像度 167、493–499 (2012)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Gu、S.ら。鉄をめぐる競争により、自然の根圏微生物叢による植物病原体の制御が促進されます。ナット。微生物。 5、1002–1010 (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gill、SS & Tuteja、N. 植物のポリアミンと非生物的ストレス耐性。プラントシグナル。振る舞い。 5、26–33 (2010)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ansari, FA & Ahmad, I. バイオフィルムの発生、植物成長促進形質、シュードモナス・エントモフィラFAP1による根圏定着: 有望なPGPR。上級応用微生物。 8、235–251 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

ディアス、ACFら。微細増殖したイチゴ内生菌の単離と植物成長促進に対するそれらの可能性の評価。 World J. Microbiol. バイオテクノロジー。 25、189–195 (2009)。

記事 CAS Google Scholar

サンティアゴ、CD 他混合接種における細菌適合性により、ジャガイモ苗の成長が促進されます。微生物環境。 32、14–23 (2017)。

論文 MathSciNet PubMed PubMed Central Google Scholar

Nayana, AR、Joseph, BJ、Jose, A. & Radhakrishnan, EK PGPR アプリケーションによるナノテクノロジーの進歩。『Sustainable Agriculture Reviews』41 (Hayat, S. et al.編) 163–180 (Springer、2020)。

Google Scholar の章

JS バントと AD のロビラいくつかの亜南極土壌の微生物学的研究。 J.土壌科学。 6、199–288 (1955)。

記事 Google Scholar

アトラス、RM 微生物学的メディアハンドブック (CRC Press、2004)。

Google Scholar を予約する

Nautiyal、CS リン酸可溶化微生物をスクリーニングするための効率的な微生物増殖培地。 FEMS 微生物。レット。 170、265–270 (1999)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Hu、XF、Chen、JS および Guo、JF 中国浙江省の天目山から分離された 2 つのリン酸およびカリウム可溶化細菌。 World J. Microbiol. バイオテクノロジー。 22、983–990 (2006)。

記事 CAS Google Scholar

Gordon, SA & Weber, RP インドール酢酸の比色推定。植物生理学。 26、192–195 (1951)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dworkin, M. & Foster, J. エタンと水素を利用するいくつかの微生物の実験。Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ． 75、592–601 (1958)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Barton、CJ リン酸塩岩の測光分析。アナル。化学。 20、1068–1073 (1948)。

記事 CAS Google Scholar

Bradford, MM タンパク質と色素の結合原理を利用した、マイクログラム量のタンパク質を定量するための迅速かつ高感度な方法。アナル。生化学。 72、248–254 (1976)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ピニェイロ、GLら。巨大陸産巻貝 Achatina fulica の消化管のさまざまな領域からの好気培養可能なセルロース分解細菌の分離。フロント。微生物。 6, 860 (2015)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Christensen, WB は、プロテウス培養物とパラコロン培養物を相互に区別し、またサルモネラ菌と赤癬菌の型を区別する手段としての尿素分解を行っています。Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ． 52、461–466 (1946)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Schwyn, B. & Neilands, JB シデロホアの検出と測定のためのユニバーサル化学アッセイ。アナル。生化学。 160、47–56 (1987)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Cappuccino, JC & Sherman, N. 微生物学: 実験マニュアル (Longman、1992)。

Google スカラー

Dickman, MD および Mitra, A. Sclerotinia sclerotiorum の病因を研究するためのモデルとしてのシロイヌナズナ。生理。モル。植物パソル。 41、255–263 (1992)。

記事 Google Scholar

ラトーレ、JD et al. 家禽に直接与えられる微生物の候補として、酵素生産、抗菌活性、およびバイオフィルム合成に基づくバチルス種の評価と選択。フロント。獣医。科学。 3、95（2016）。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Weisburg, WG、Barn, SM、Pelletier, BA & Lane, DJ 系統発生研究のための 16S リボソーム DNA 増幅。Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．解像度 173、697–703 (1991)。

記事 CAS Google Scholar

ケイン医師、ポルーシン医師、スタール医師環境由来の 16S rRNA 配列から設計されたオリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションプローブを使用して、硫酸塩還元細菌の濃縮と単離をモニタリングしています。応用環境。微生物。 59、682–686 (1993)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

千乃井良他キクイモ (Helianthus tuberosus L.) の Trichoderma harzianum およびアーバスキュラー菌根菌を使用した、Sclerotium rolfsii によって引き起こされる南部茎腐れ病の生物学的防除。クロッププロット。 54、148–153 (2013)。

記事 Google Scholar

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この研究は、タイのコンケン大学大学院、2017 年に専門家プログラムで学習および研究を行う可能性の高い学生を受け入れるための講師支援研究基金からの奨学金によって資金提供されました。ID: 602JT212。この原稿を校正してくれた Matthew Graham Savage 氏に感謝します。

コンケン大学理学部微生物学科、コンケン、40002、タイ

ナタワットスリトンゴン、ソフォンブーンルー、ウィヤダモンコルタナルク、ヌンタブンリデック

コンケン大学農学部農学部、コンケン、40002、タイ

サヌ・ジョグロイ

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NS は実験を開発し、分析しました。 SB と WM は結果について話し合いました。 SJ は植物の材料と提案を提供しました。 NR は実験を開発し、結果について議論し、原稿の草稿にコメントしました。

ヌンタブン・リデックへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガーネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Sritongon, N.、Boonlue, S.、Mongkolthanaruk, W. 他複数の植物の成長促進と加水分解酵素を産生する根粒菌の組み合わせと、キクイモの成長改善に対するそれらの効果。 Sci Rep 13、5917 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-33099-x

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受信日: 2022 年 12 月 1 日

受理日: 2023 年 4 月 7 日

公開日: 2023 年 4 月 11 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33099-x

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