Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 53-76.

Nitrogen is essential to life, and its availability often limits crop yields. Using plant growth-promoting diazotrophic bacteria has gained increased attention as an eco-friendly alternative to reducing chemical fertilizer use in agriculture. In this study, 140 diazotrophic bacterial isolates were recovered from roots of wild grasses and screened for their plant growth-promoting characteristics including biofilm formation, phosphate solubilization, and production of indole acetic acid (IAA), siderophores and ACC deaminase. In the present study, Priestia megaterium NFB7 and Priestia aryabhattai NFB8 and Lysinibacillus fusiformis NFB14 strains had the highest P-solubilization activity (132.3, 121.3, and 118.6 µg mL-1, respectively), Siderophore-producer strain was Pseudomonas lini NFB10, produce about (89.3 PSU), followed by Stutzerimonas sutzeri NFB3 produce about (81,3 PSU) and Acinetobacter baumannii NFB6 (81,1 PSU), Our data also showed that strain Enterobacter ludwigii NFB1 produced the highest IAA amount (122.9 μg mL-1) in presence of tryptophan, the precursor for IAA synthesis. IAA is much greater than the strain Novosphingobium sp. RFNB21 which was reported to produce IAA in lower amounts (1.9 µg mL-1) Based on their attributes, 15 potential isolates were selected and identified. The 16S rRNA sequence analysis revealed that the selected isolates were belonging to ten genera. The selected diazotrophs were identified as Enterobacter ludwigii, Enterobacter hormaechei, Enterobacter mori, Aeromonas hydrophila, Acinetobacter baumannii, Priestia megaterium, Priestia aryabhatta, Paenibacillus mobilis, Stutzerimonas sutzeri, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas lini, Pantoea agglomerans, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus tropicus and Lysinibacillus fusiformis.

من الوسائل المستدامة لتوفير عنصر النيتروجين الأساسي (N) للنباتات من خلال التثبيت البيولوجي للنيتروجين (BNF) الذي تقوم به مجموعة مختارة من بدائيات النوى المعروفة باسم diazotrophs. توجد علاقة تكافلية جيدة التنظيم بين البكتريا المثبته للنيتروجين والبقوليات ولكن مجموعات أخرى من النباتات تعتمد على كائنات حية حرة ومثبتة للنيتروجين. غالبًا ما يتم استخدام البكتيريا المرتبطة بتثبيت N كسماد حيوي لزيادة توافرالنيتروجين للنباتات غير البقولية. تتمتع بكتيريا diazotrophic الحية (المثبتة للنيتروجين) المرتبطة بالنباتات غير البقولية بإمكانيات هائلة في زيادة توافر النيتروجين للنباتات عن طريق تقليل غاز ثنائي النيتروجين في الغلاف الجوي (N2) إلى الأمونيوم المتاح بيولوجيًا.

علاوة على ذلك ، تمتلك diazotrophes مجموعة من الصفات المعززة لنمو النبات ، مثل إذابة العناصر الغذائية ، وامتصاصها ، ومقاومة الإجهاد المعززة. تلعب هذه البكتيريا دورًا في تغذية النبات من خلال ممارسة تثبيت N غير التكافلي ، مما يعزز توافر العناصر الغذائية في منطقة الجذور ، مثل الفوسفور والحديد ، وزيادة مساحة سطح الجذر من خلال إنتاج الهرمونات النباتية.

الإيثيلين (C2H4) هو هرمون نباتي مهم يتم إنتاجه في معظم النباتات ويتوسط مجموعة واسعة من استجابات النبات والعمليات التنموية. أثناء الجفاف والملوحة ، يزداد إنتاج الإيثيلين الداخلي المنشأ مما يؤثر سلبًا على نمو الجذور وفي نهاية المطاف نمو النبات. وجود نشاط 1-aminocyclopropane-1 carboxylate (ACC) في العديد من بكتيريا ريزوسفير وتنظيم ACC ، وهو مقدمة لمستويات الإيثيلين النباتية ، هو إحدى الآليات الرئيسية التي تمارس بها البكتيريا تأثيرات مفيدة على النباتات التي تتعرض للإجهاد اللاأحيائي. يقلل نشاط نزع الأمين ACC من مستوى إجهاد الإيثيلين الذي يمنح المقاومة ويؤدي إلى نمو أفضل للنباتات تحت ضغوط مختلفة مثل إجهاد الملح وإجهاد الفيضانات وإجهاد المعادن الثقيلة.
من التطبيقات المهمة الأخرى للبكتيريا diazotrophic استخدامها كعوامل للمكافحة الحيوية لقمع المرض في النباتات. تعتبر Diazotrophes بشكل خاص من عوامل المكافحة الحيوية الواعدة لأنها تحتل نفس المكانة التي تحتلها مسببات الأمراض ويمكن أن تنافسها على العناصر الغذائية والمكانة المناسبة وكذلك تعاديها بشكل مباشر مع إنتاج مركبات مضادة للتمثيل الغذائي. نظرًا لأن diazotrophes ومسببات الأمراض تستخدم آليات مماثلة لدخول الأنسجة النباتية واستعمارها ، فإن أحد الجوانب الناشئة من دراستهم يتضمن فهم الآلية التي لا تثير من خلالها استجابة دفاعية قوية
في الختام ، أوضحت هذه الدراسة أن البكتيريا ديازوتروفيك تظهر العديد من الخصائص المعززة لنمو النبات بما في ذلك إذابة الفوسفات ، وتكوين الأغشية الحيوية ، و ACC-deaminase ، IAA ، HCN ، إنتاج الأمونيا. أبلغنا أيضًا عن إمكانات هذه السلالات في تطبيقات الأسمدة الحيوية والمكافحة الحيوية. ومع ذلك ، فإن تجارب المستقبلية والتجارب الميدانية تحت ظروف التربة المختلفة مطلوبة لمعرفة الصيغ المثلى.
في هذه الدراسة ، تم استخلاص 140 عزلة بكتيرية diazotrophesمن جذور الأعشاب البرية وتم فحصها لخصائصها المعززة لنمو النبات بما في ذلك تكوين الأغشية الحيوية ، إذابة الفوسفات ، وإنتاج حامض الخليك الإندول (IAA) ، حامض الحديد و ACC نزع الأمين. بناءً على سماتهم ، تم اختيار وتحديد 15 عزلة محتملة. أظهر تحليل تسلسل الرنا الريباسي 16S أن العزلات المختارة تنتمي إلى عشرة أجناس. تم تحديد الديازوتروفات المختارة على أنها Enterobacter ludwigii و Enterobacter hormaechei و Enterobacter mori و Aeromonas hydrophila و Acinetobacter baumannii و Priestia megaterium و Priestia aryabhatta و Paenibacillus mobilis و Stutzerimonas sutomzeronse ، Bacillus amyloliquefaciens ، Bacillus tropicus و Lysinibacillus fuمن الوسائل المستدامة لتوفير عنصر النيتروجين الأساسي (N) للنباتات من خلال التثبيت البيولوجي للنيتروجين (BNF) الذي تقوم به مجموعة مختارة من بدائيات النوى المعروفة باسم diazotrophs. توجد علاقة تكافلية جيدة التنظيم بين البكتريا المثبته للنيتروجين والبقوليات ولكن مجموعات أخرى من النباتات تعتمد على كائنات حية حرة ومثبتة للنيتروجين. غالبًا ما يتم استخدام البكتيريا المرتبطة بتثبيت N كسماد حيوي لزيادة توافرالنيتروجين للنباتات غير البقولية. تتمتع بكتيريا diazotrophic الحية (المثبتة للنيتروجين) المرتبطة بالنباتات غير البقولية بإمكانيات هائلة في زيادة توافر النيتروجين للنباتات عن طريق تقليل غاز ثنائي النيتروجين في الغلاف الجوي (N2) إلى الأمونيوم المتاح بيولوجيًا.

علاوة على ذلك ، تمتلك diazotrophes مجموعة من الصفات المعززة لنمو النبات ، مثل إذابة العناصر الغذائية ، وامتصاصها ، ومقاومة الإجهاد المعززة. تلعب هذه البكتيريا دورًا في تغذية النبات من خلال ممارسة تثبيت N غير التكافلي ، مما يعزز توافر العناصر الغذائية في منطقة الجذور ، مثل الفوسفور والحديد ، وزيادة مساحة سطح الجذر من خلال إنتاج الهرمونات النباتية.

الإيثيلين (C2H4) هو هرمون نباتي مهم يتم إنتاجه في معظم النباتات ويتوسط مجموعة واسعة من استجابات النبات والعمليات التنموية. أثناء الجفاف والملوحة ، يزداد إنتاج الإيثيلين الداخلي المنشأ مما يؤثر سلبًا على نمو الجذور وفي نهاية المطاف نمو النبات. وجود نشاط 1-aminocyclopropane-1 carboxylate (ACC) في العديد من بكتيريا ريزوسفير وتنظيم ACC ، وهو مقدمة لمستويات الإيثيلين النباتية ، هو إحدى الآليات الرئيسية التي تمارس بها البكتيريا تأثيرات مفيدة على النباتات التي تتعرض للإجهاد اللاأحيائي. يقلل نشاط نزع الأمين ACC من مستوى إجهاد الإيثيلين الذي يمنح المقاومة ويؤدي إلى نمو أفضل للنباتات تحت ضغوط مختلفة مثل إجهاد الملح وإجهاد الفيضانات وإجهاد المعادن الثقيلة.
من التطبيقات المهمة الأخرى للبكتيريا diazotrophic استخدامها كعوامل للمكافحة الحيوية لقمع المرض في النباتات. تعتبر Diazotrophes بشكل خاص من عوامل المكافحة الحيوية الواعدة لأنها تحتل نفس المكانة التي تحتلها مسببات الأمراض ويمكن أن تنافسها على العناصر الغذائية والمكانة المناسبة وكذلك تعاديها بشكل مباشر مع إنتاج مركبات مضادة للتمثيل الغذائي. نظرًا لأن diazotrophes ومسببات الأمراض تستخدم آليات مماثلة لدخول الأنسجة النباتية واستعمارها ، فإن أحد الجوانب الناشئة من دراستهم يتضمن فهم الآلية التي لا تثير من خلالها استجابة دفاعية قوية
في الختام ، أوضحت هذه الدراسة أن البكتيريا ديازوتروفيك تظهر العديد من الخصائص المعززة لنمو النبات بما في ذلك إذابة الفوسفات ، وتكوين الأغشية الحيوية ، و ACC-deaminase ، IAA ، HCN ، إنتاج الأمونيا. أبلغنا أيضًا عن إمكانات هذه السلالات في تطبيقات الأسمدة الحيوية والمكافحة الحيوية. ومع ذلك ، فإن تجارب المستقبلية والتجارب الميدانية تحت ظروف التربة المختلفة مطلوبة لمعرفة الصيغ المثلى.
في هذه الدراسة ، تم استخلاص 140 عزلة بكتيرية diazotrophesمن جذور الأعشاب البرية وتم فحصها لخصائصها المعززة لنمو النبات بما في ذلك تكوين الأغشية الحيوية ، إذابة الفوسفات ، وإنتاج حامض الخليك الإندول (IAA) ، حامض الحديد و ACC نزع الأمين. بناءً على سماتهم ، تم اختيار وتحديد 15 عزلة محتملة. أظهر تحليل تسلسل الرنا الريباسي 16S أن العزلات المختارة تنتمي إلى عشرة أجناس. تم تحديد الديازوتروفات المختارة على أنها Enterobacter ludwigii و Enterobacter hormaechei و Enterobacter mori و Aeromonas hydrophila و Acinetobacter baumannii و Priestia megaterium و Priestia aryabhatta و Paenibacillus mobilis و Stutzerimonas sutomzeronse ، Bacillus amyloliquefaciens ، Bacillus tropicus و Lysinibacillus fusiformis siformis

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.