Ung Thanh Nhàn , Nguyễn Thị Kiều Oanh Nguyễn Khởi Nghĩa *

* Người chịu trách nhiệm về bài viết: Nguyễn Khởi Nghĩa (email: nknghia@ctu.edu.vn)

Abstract

This study is aimed at isolating and selecting plant growth promoting bacteria associated with plant’s leaves. Ammonium Mineral Salt (AMS) was used as a selective medium for bacterial isolation. The seed germination rate, root length, shoot lenght and number of roots were collected to evaluate the effect of bacterial isolates on the growth of maize seeds. The results showed that a total of 28 bacterial strains were isolated from 6 different plant’s leaves including Basella rubra L., Rosa chinensis Jacq., Ruellia brittoniana, Arachis pintoi, Ardisia quinquegona Blume, and Coccinia grandis (L) Voigt with a very high diversity in colonical and cell morphologies. Two strains of bacteria denoted as HH5 and MT6 stimulated significantly the seed germination rate and growth of maize as compared to the control treatment (no bacterial inoculation). Additionally, the study also showed that the seed germination rate and growth of maize of treatments inoculated with a bacterial concentration of 106 CFU.mL-1 of these two selected strains were significantly higher than that of the control treatment. Based on 16S-rRNA gene sequences, these two bacterial strains, HH5 and MT6, had a very close genetical relationship with Curtobacterium citreum and Curtobacterium luteum, respectively.

Keywords: Curtobacterium citreum, Curtobacterium luteum, isolation, leaf-associated bacteria, plant growth promoting bacteria

Tóm tắt

Nghiên cứu thực hiện nhằm phân lập vi khuẩn kích thích sinh trưởng cây trồng từ lá thực vật. Môi trường nuôi cấy ammonium mineral salt (AMS) được sử dụng để phân lập vi khuẩn. Kết quả đã phân lập được 28 dòng vi khuẩn từ lá của 6 loài thực vật khác nhau gồm mồng tơi (Basella rubra L.), hoa hồng (Rosa chinensis Jacq.), chiều tím (Ruellia brittoniana), cỏ đậu (Arachis pintoi), cơm nguội (Ardisia quinquegona Blume) và bình bát dây (Coccinia grandis (L) Voigt) dựa trên hình thái và màu sắc của khuẩn lạc. Các chỉ tiêu về tỉ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, chiều cao chồi và số rễ của hạt bắp được khảo sát để đánh giá khả năng kích thích sinh trưởng của các dòng vi khuẩn phân lập. Các dòng vi khuẩn phân lập có hình thái khuẩn lạc và tế bào rất đa dạng. Hai dòng vi khuẩn ký hiệu HH5 và MT6 làm gia tăng tỉ lệ nảy mầm và sinh trưởng của hạt bắp tốt nhất trong các dòng vi khuẩn phân lập. Bên cạnh đó, nghiên cứu còn cho thấy ở mật số 106 CFU.mL-1 cả hai dòng vi khuẩn giúp gia tăng tỉ lệ nảy mầm và sinh trưởng của cây bắp tốt hơn so với mật số 107, 108 và 109 CFU.mL-1. Kết giải mã trình tự đoạn gene 16S rRNA cho thấy hai dòng vi khuẩn HH5 và MT6 lần lượt có mối quan hệ gần...

Từ khóa: Curtobacterium citreum, Curtobacterium luteum, phân lập, vi khuẩn kích thích sinh trưởng cây trồng, vi khuẩn lá thực vật

Article Details

Tài liệu tham khảo

Araújo, W. L., Marcon, J., Maccheroni, W., van Elsas, J. D., van Vuurde, J. W. and Azevedo, J. L. (2002). Diversity of endophytic bacterial populations and their interaction with Xylella fastidiosa in citrus plants. Applied and Environmental Microbiology68(10), 4906-4914.

Behrendt, U., Ulrich, A., Schumann, P., Naumann, D. and Suzuki, K. I. (2002). Diversity of grass-associated Microbacteriaceae isolated from the phyllosphere and litter layer after mulching the sward; polyphasic characterization of Subtercola pratensis sp. nov., Curtobacterium herbarum sp. nov. and Plantibacter flavus gen. nov.. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology52(5), 1441-1454.

Bulgari, D., Casati, P., Crepaldi, P., Daffonchio, D., Quaglino, F., Brusetti, L. and Bianco, P. A. (2011). Restructuring of endophytic bacterial communities in grapevine yellows-diseased and recovered Vitis vinifera L. plants. Applied and Environmental Microbiology77 (14), 5018-5022.

Evtushenko, L. I. and Takeuchi, M. (2006). The family microbacteriaceae. The prokaryotes: a handbook on the biology of bacteria, 3, 1020-1098.

Holland, M. A. and Polacco, J. C. (1994). PPFMs and other covert contaminants: Is there more to plant physiology than just plant? Annual Review of Plant Biology, 45, 197-209.

Holland, M. A. (1997). Are cytokinin produced by plant? Plant Physiology, 115, 865-868.

Holland, M. A., Davis, R., Moffitt, S., O'Laughlin, K., Peach, D., Sussan, S., and Tayman, B. (2000). Using "leaf prints" to investigate a common bacterium. The American Biology Teacher62(2), 128-131.

Ihrmark, K., Cruz-Martinez, K., Friberg, H., Kubartova, A., Schenck, J., Strid, Y., Stenlid, J. and Clemmensen, K. E. (2012). New primers to amplify the fungal ITS2 region–evaluation by 454-sequencing of artificial and natural communities. FEMS Microbiology Ecology, 82(3), 666-677.

Kiều Phương Nam, Đỗ Thị Di Thiện, Trần Minh Tuấn & Bùi Văn Lệ. (2009). Ảnh hưởng của vi khuẩn Methylobacterium radiotolerans 1019 lên sự phát sinh cơ quan ở thực vật. Tạp chí khoa học Lâm Nghiệp, 4, 1071-1076.

Kiều Phương Nam, Hồ Lê Trung Hiếu, Trần Minh Tuấn, Đỗ Thị Di Thiện & Bùi Văn Lệ. (2010). Khả năng ứng dụng vi khuẩn Methylobacterium spp. trong việc gia tăng tỉ lệ nảy mầm của hạt giống cây trồng. Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ,13, 49-57.

Lacava, P. T., Li, W., Arauˊjo, W. L., Azevedo, J. L. and Hartung, J. S. (2007). The endophyte Curtobacterium flaccumfaciens reduces symptoms caused by Xylella fastidiosa in Catharanthus roseus. Journal of Microbiology-Seoul45(5), 388-393.

Madhaiyan, M., Poonguzhali, S., Ryu, J. and Sa, T. (2006). Regulation of ethylene levels in canola (Brassica campestris) by 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase containing Methylobacterium fujisawaensePlanta224(2), 268-278.

Maliti, C. M. (2000). Physiological and Biochemical Effects of Methylobacterium sp. strains and foliar-applied methanol on growth and development of rice Oryza sativa L. Doctoral dissertation. City University of New York. New York.

Mayer E., de Quadros, P. D., and Fulthorpe, R. (2019). Plantibacter flavus, Curtobacterium herbarum, Paenibacillus taichungensis, and Rhizobium selenitireducens endophytes provide host-specific growth promotion of Arabidopsis thaliana, basil, lettuce, and bok choy plants. Applied and Environmental Microbiology85(19), e00383-19.

Miles, A. A., Misra, S. S. and Irwin, J. O. (1938). The estimation of the bactericidal power of the blood. The Journal of Hygiene38(6), 732–749.

Sturz, A. V., Christie, B. R., Matheson, B. G. and Nowak, J. (1997). Biodiversity of endophytic bacteria which colonize red clover nodules, roots, stems and foliage and their influence on host growth. Biology and Fertility of Soils25(1), 13-19.

Sy, A., Giraud, E., Jourand, P., Garcia, N., Willems, A., De Lajudie, P. and Dreyfus, B. (2001). Methylotrophic Methylobacterium bacteria nodulate and fix nitrogen in symbiosis with legumes. Journal of Bacteriology183(1), 214-220.

Tổng cục Môi trường. (2015). Hiện trạng ô nhiễm môi trường do hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu thuộc nhóm chất hữu cơ khó phân hủy tại Việt Nam. Tổng cục môi trường. Hà Nội.

Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (2019). Xu hướng ứng dụng chế phẩm vi sinh trong xử lý phụ phẩm nông nghiệp. Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh. Thành phố Hồ Chí Minh.

Urquhart, E. J. and Punja, Z. K. (2002). Hydrolytic enzymes and antifungal compounds produced by Tilletiopsis species, phyllosphere yeasts that are antagonists of powdery mildew fungi. Canadian Journal of Microbiology48(3), 219-229.

Weisburg, W.G., Barns, S.M., Pelletier, D.A. and Lane, D.J. (1991). 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. Journal of Bacteriology, 173(2), 697-703.

Vidaver, A. K. (1982). The plant pathogenic corynebacteria. Annual Reviews in Microbiology36(1), 495-517.

Yamada, K., and Komagata, K. (1972). Taxonomic studies on coryneform bacteria. The Journal of General and Applied Microbiology18(6), 417-431.

Young, J. M., Saddler, G. S., Takikawa, Y., De Boer, S. H., Vauterin, L., Gardan, L., and Stead, D. E. (1996). Names of  plant pathogenic bacteria 1864-1995. Review of Plant Pathology75(9), 721-763.