جداسازی و شناسایی قارچ‌های حل‌کننده فسفات از خاک‌‌های شور- سدیمی (مطالعه موردی: منطقه کرفون استان مازندران)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم خاک، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 استادیار، گروه علوم خاک، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 مربی، گروه علوم خاک، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

شوری خاک فاکتور اصلی در کاهش تولید محصول مخصوصاً در نواحی خشک است. دسترسی به فسفر که یکی از عناصر پرمصرف مورد نیاز برای رشد و نمو گیاهان است در خاک‌های تحت تأثیر نمک کم می­باشد. هدف از این مطالعه جداسازی و شناسایی قارچ­های حل­کننده فسفات از خاک­های شور- سدیمی و بررسی انحلال فسفات در حضور غلظت­های مختلف نمک بود. به این ‌منظور تعداد 20 نمونه خاک ریزوسفری گیاه سالیکورنیا(Salicornia persica) از اراضی منطقه کرفون استان مازندران برداشت شد. تعداد پنج جدایه قارچ حل‌کننده فسفات با تکینک کشت بر روی پلیتNBRIP-BPB[1]  جداسازی شدند. برای بررسی تحمل جدایه‌ها به شوری، تمامی جدایه­ها در محیط­کشت جامد NBRIP-BPB حاوی غلظت­های 0، 0،50، 100، 200، 400،600، 800 و 1000 میلی مولار NaCl کشت شدند. به منظور حصول اطمینان از توانایی انحلال فسفات جدایه‌ها، کشت شش روزه جدایه‌ها در محیط کشت مایع NBRIP فاقد NaCl صورت گرفت. جدایه‌ای که بیشترین میزان فسفر را آزاد نمود برای مطالعات بیشتر در محیط­کشت مایع در حضور غلظت‌های مختلف NaCl انتخاب شد. اثر شوری بر انحلال فسفر با اعمال غلظت­های 0، 50، 100، 200، 400، 600، 800 و 1000 میلی مولار NaCl در محیط کشت مایع NBRIP در طول 15 روز انجام شد. آزمون توانایی انحلال فسفات جدایه‌ها در محیط کشت جامد در حضور غلظت‌های مختلف NaCl نشان داد تمامی جدایه‌ها قادر به تشکیل هاله تا شوری 200 میلی‌مولار  NaClبودند ولی در ادامه با افزایش شوری تا 1000 میلی مولار تنها جدایه‌های KARFUN1 و KARFUN 2توانایی انحلال فسفات را نشان دادند. در آزمون شش روزه توانایی انحلال فسفات جدایه‌ها در محیط کشت مایع، جدایهKARFUN 1 بیشترینقابلیت انحلال فسفات را نسبت به سایر جدایه‌ها داشت. انجام شناسایی مولکولی مشابهت 100 درصدی جدایه KARFUN 1را با گونه­های Aspergillus niger و Aspergillus tubingensis نشان داد. نتایج انحلال فسفات در محیط کشت مایع در حضور غلظت‌های مختلف NaCl نشان داد صرف نظر از غلظت NaCl، سویه KARFUN 1غلظت قادر به انحلال فسفات از تری کلسیم فسفات و کاهش pH محیط کشت بود. بهرحال، کمترین میزان فسفر در غلظت 1000 میلی‌مولار NaCl و بیشترین آن در تیمار شاهد حاصل شد. ماکزیمم انحلال فسفات به میزان 549 میلی‌گرم در لیتر در شوری صفر و 12 روز پس از آغاز انکوباسیون به‌دست آمد. در این زمان pH از 6 به 19/1 کاهش یافت. بهر حال، سویه KARFUN 1 توانایی انحلال فسفات را در غلظت‌های مختلف NaCl حفظ نمود به طوریکه سویه مذکور توانست میزان 224 میلی گرم در لیتر فسفر را در غلظت 1000 میلی‌مولار NaCl آزاد نماید.



[1]. National Botanical Research Institute’s phosphate growth medium- Bromo Phenol Blue

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Identification of phosphate solubilizing fungi isolated from saline-sodic soils (A Case study)

نویسندگان [English]

  • Neda Almasi Javidi 1
  • Bahi Jalili 2
  • Fardin Sadeghzadeh 2
  • Soroosh salek-Gilani 3
1 MSc student, Soil Science Department, Faculty of Crop Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
2 Assistant professor, Soil Science Department, Faculty of Crop Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
3 Instructor, Soil Science Department, Faculty of Crop Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
چکیده [English]

Soil salinity is the main factor in reducing crop yield, especially in arid areas. The availability of Phosphorous (P), is low in salt-affected soils. The purpose of this study was to isolate and identify the phosphate solubilizing fungi from saline-sodic soils and also to investigate phosphate solubilization in the presence of different salt concentrations. For this purpose, twenty soil samples were collected from the rhizosphere of Salicornia persica. Isolation of phosphate solubilizing fungi was done by plate culture technique on National Botanical Research Institute’s phosphate growth medium- Bromo Phenol Blue (NBRIP-BPB) solid media. Phosphate solubilization was tested in the presence of 0, 50, 100, 200, 400, 600, 800, and 1000 mM NaCl during 15 days of incubation on solid media. Thereafter, the phosphate solubilizing potential of isolates was tested in 6-day experiments in broth, and the phosphate solubilizing capability was evaluated in the presence of different concentrations of NaCl. The results showed that all strains produced halo zone until NaCl concentration reached to 200 mM, but with increasing salinity, only KARFUN 1 and KARFUN 2 could solubilize phosphate. Results of the 6-day experiment in broth culture were showed that KARFUN 1 had the highest phosphate solubilization potential, so it was selected for further investigation. Molecular identification indicated that KARFUN 1 isolate had a similarity of 100% with Aspergillus. niger and A. tubingensis species. The results showed that with increasing NaCl concentration, the phosphate solubilization increased and pH decreased. The lowest and the highest phosphorous concentration was observed in 1000 and 0 mM NaCl, respectively. Irrespective of NaCl concentration, results showed that there was an increase in phosphorous solubilization during the incubation time. The maximum phosphate solubilization was achieved (549 mgL-1) after 12 days of incubation and pH reached to 1.19. However, the KARFUN1 strain was able to solubilize inorganic phosphate in different NaClconcentrations as it could release 224 mgL-1 phosphorus at 1000 mM NaCl in broth medium.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Salt tolerant
  • Aspergillus
  • Tri calcium phosphate
  • Soluble phosphorus

مراجع

  1. Ahmad, N., and K.K. Jha. 1968. Solubilization of rock phosphate by microorganisms isolated from Bihar soils. The Journal of General and Applied Microbiology. 14:89-95.
  2. Ashraf M. 2009. Biotechnological approach of improving plant salt tolerance using antioxidants as markers. Biotechnology Advances. 27:84-93.
  3. Analytical Software. 2007. ‘Statistix: version 2. Analytical Software, Florida.
  4. Aung, K.M.M., and Y.P. Ting. 2005. Bioleaching of spent refinery processing catalyst using Aspergillus Niger with high-yield oxalic acid. Journal of Biotechnology, 116:171–184.
  5. Bakhshandeh, E., H. Rahimian., H. Pirdashti., and G. A. Nematzadeh. 2014.  Phosphate solubilization potential and modeling of stress tolerance of rhizobacteria from rice paddy soil in northern Iran. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 30(9):2437-2447.
  6. Chai, B., Y. Wu., P. Liu., B. Liu., and M. Gao. 2011. Isolation and phosphate-solubilizing ability of a fungus, Penicillium sp. from soil of an alum mine. Journal of Basic Microbiology. 51:5- 14.
  7. Goswami, D., Dhandhukiab, P., Patel, P., Thakkerm J. N. 2014. Screening of PGPR from saline desert of Kutch: Growth promotion in Arachis hypogea by Bacillus licheniformis A2. Microbiological Research 169 66-75.
  8. Grattan, S.R., and C.M. Grieve. 1998. Salinity-mineral nutrient relations in horticultural. Cropping Science of Horticulture. 78:127-157.
  9. Gunde-Cimerman, N., J. Ramos., and A. Plemenitas. 2009. Halotolerant and halophilic fungi. Mycological Research. 113(11):1231-1241.
  10. Gunes, A., N. Ataoglu., M. Turan., A. Esitken., and Q.M. Ketterings. 2009. Effects of phosphate-solubilizing microorganisms on strawberry yield and nutrient concentrations. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 172:385- 392.
  11. Gupta, R., R. Singal., A. Shankar., R. C. Kuhard., and R. K. Saxena. 1994. A modified plate assay for screening phosphate solubilizing microorganisms. The Journal of General and Applied Microbiology. 40(3):255-260.
  12. Jain, R., J. Saxena., and V. Sharma. 2012. Effect of phosphate- solubilizing fungi Aspergillus awamori S29 on mung bean (Vigna radiate cv.RMG 492) growth. Folia Microbiologica. 57:533- 541.
  13. Jamshidi, R., B. Jalili., M. A. Bahmanyar., and S. Salek-Gilani. 2016. Isolation and identification of a phosphate solubilizing fungus from soil of a phosphate mine in Chaluse, Iran. Mycology. 7(3):134-142.
  14. Kanse, O. S., M. Whitelaw-Weckert., T. A. Kadam., and H. J. Bhosale. 2015. Phosphate solubilization by stress-tolerant soil fungus Talaromyces funiculosus SLS8 isolated from the Neem rhizosphere. Annals of Microbiology. 65:85-93.
  15. Khan, M. S., A. Ziadi., M. Ahemad., M. Oves., and P.A. Wani. 2010. Plant growth promotion by phosphate solubilizing fungi-current perspective. Archives of Agronomy and Soil Science. 56:73- 98.
  16. Knudsen, D., Peterson, G. A., and Pratt, P. F. 1992. Lithium, Sodium, and Potassium. In: Page, A.L., R.H. Miller and D.R. Keeney. Method of soil Analysis. Part II: Chemical and Mineralogical Properties (Second Edition ed.). Madison, Wisconsin: SSSA.
  17. Lanyon, L. E., and Heald, W. R. 1992. Magnesium, Calcium, Strontium, and Barium. In: Page, A.L., R.H. Miller and D.R. Keeney. Method of soil Analysis. Part II: Chemical and Mineralogical Properties (Second Edition ed.). Madison, Wisconsin: SSSA.
  18. Malviya, J., K. Singh., and V. Joshi. 2011. Effect of phosphate solubilizing fungi on growth and nutrient uptake of ground nut (Arachis hypogaea) Plants. Advanced in bioresearch. 2:110-113.
  19. Mehta, S., and C. S. Nautiyal. 2001. An efficient method for qualitative screening of phosphate solubilizing bacteria. Current Microbiology. 43:51-56.
  20. Mulligan C. N., Kamali M. 2003. Bioleaching of copper and other metals from low-grade oxidized mining ores by Aspergillusniger. Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 78:497–503.
  21. Musarrat, J., and M. S. Khan. 2014. Factors affecting phosphate-solubilizing activity of microbes: current status. In: Khan MS, Zaidi A, Musarrat J (eds) Phosphate Solubilizing Microorganisms: 63-85.
  22. Mundra, S., R. Arora., and T. Stobdan. 2011. Solubilization of insoluble inorganic phosphates by a novel temperature-, pH-, and salt-tolerant yeast, Rhodotorula sp. PS4, isolated from seabuckthorn rhizosphere, growing in cold desert of Ladakh, India. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 27(10):2387-2396.
  23. Murphy, J., and J.P. Riley. 1962. A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Analytica chimica acta. 27:31-36.
  24. Nautiyal, C. S. 1999. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiology Letters. 170:265-270.
  25. Reyes, I., L. Bernier., R.R. Simard., P. Tanguay., and H. Antoun. 1999. Characteristics of phosphate solubilization by an isolate of a tropical Penicillium rugulosum and two UV- induced mutants. FEMS Microbiology Ecology. 28:291-295.
  26. Rhoades, J. D. 1992. Soluble salts. In: Page, A.L., R.H. Miller and D.R. Keeney. Method of soil Analysis. Part II: Chemical and Mineralogical Properties (Second Edition ed.). Madison, Wisconsin: SSSA.
  27. Richardson, A., P.A. Hadobas., and J.E. Hayes. 2000. Acid phosphomonoesterase and phytase activities of wheat (Triticum aestivum L.) roots and utilization of organic phosphorus substrates by seedlings grown in sterile culture. Plant, Cell and Environment. 23:397-405.
  28. Rodriguez, H., T., Gonzalez. I. Goire., and Y. Hashan. 2004. Gluconic acid production and phosphate solubilization by the plant growth-promoting bacterium Azospirillum spp. Naturwissenschaften. 91:552-555.
  29. Singh, H., and S. M. Reddy. 2011. Effect of inoculation with phosphate solubilizing fungus on growth and nutrient uptake of wheat and maize plants fertilized with rock phosphate in alkaline soils. European Journal of Soil Biology. 47:30- 34.
  30. Son, H. J., G. T. Park., M. S. Cha., and M. S. Heo. 2006. Solubilization of insoluble inorganic phosphates by a novel salt-and pH-tolerant Pantoea agglomerans R-42 isolated from soybean rhizosphere. Bioresource Technology. 97:204-210.
  31. Srinivasan, R., M. S. Yandigeri., S. Kashyap., and A. R. Alagawadi. 2012. Effect of salt on survival and P-solubilization potential of phosphate solubilizing microorganisms from salt affected soils. Saudi Journal of Biological Sciences. 19:427-434.
  32. Srividya, S., S. Soumya., and K. Pooja. 2009. Influence of environmental factors and salinity on phosphate solubilization by a newly isolated Aspergillus niger F7 from agricultural soil. African Journal of Biotechnology. 8(9):1864-1870.
  33. Vassilev, N., M. Vassileva., M. Fenice., and F. Federici, 2001. Immobilized cell technology applied in solubilization of insoluble inorganic (rock) phosphates and P plant acquisition. Bioresource Technology. 79:263–271.
  34. Vassilev, N., B. Eichler-Lobermann., and M. Vassileva. 2012. Stress-tolerant P-solubilizing microorganisms. Applied microbiology and biotechnology. 95(4):851-859.
  35. Whitelaw, M. A. 2000. Growth promotion of plant inoculation with phosphate-solubilizing fungi. Advances in Agronomy. 69:99-151.
  36. Xiao C.Q., R.A. Chi., X. H. Huang., G. Qiu., D. Wang., and W. Zhang. 2008. Optimization for rock phosphate solubization by phosphate– solubilizing fungi isolated from phosphate mines. Ecological engineering. 33:187-193.
  37. Yadav, J., J.P. Verma., S.K. Yadav., and K.N. Tiwari. 2011. Effect of salt concentration and pH on soil inhabiting fungus Peniciliium citrinum Thom. for solubilization of tricalcium phosphate. Microbiology Journal. 1:25–32.
  38. Zaidi, A., M.S. Khan., M. Ahemad., M. Oves., and P. A. Wani. 2009. Recent advances in plant growth promotion by phosphate-solubilizing microbes. In: Khan MS, Zaidi A, Musarrat J (eds) Microbial strategies for crop improvement. Springer, Berlin Heidelberg, 23-50.
زیست شناسی خاک
دوره 8، شماره 2
آبان 1399
صفحه 197-208

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار