Improvement of Some Traits of Rhizobia Specific to Peanut (Arachis hypogaea)

الموضوعات

زراعة

الملخص

Legumes, including peanut are essential components for sustaining productivity in many agricultural systems. A hallmark benefit of legumes use in many agricultural systems is their ability to develop root nodules and to fix N2in symbiosis with compatible rhizobia. Peanut (Arachis hypogaea) is one of the most important oil crops in Egypt especially in newly reclaimed soils. Its economically importance make the cultivated areas expanded yearly. Soil born fungal peanut diseases especially infections with Aspergillus flavuswhich resulted in aflatoxin contamination is a major problem affecting peanut production in Egypt. Chemical fungicides are commonly used to protect seeds and seedlings from fungal diseases However, these fungicides adversely affect rhizobial inoculants efficiency as well as its hazardous effect on environment and human and animal health. Biological control can be used as a powerful alternative solution for chemical control of such fungal diseases. Rhizobacteria which have the ability to antagonize and inhibit these fungal pathogens are considered effective bio-agents. In addition to their antagonistic activity, rhizobacteria are used as powerful plant growth promoting bacteria. This study aimed at improvement of peanut rhizobial inoculants through acquiring new antagonistic traits using conjugation between efficient peanut nodulated rhizobia and effective rhizobacteria. The results of this study can be summarized as follows:1-The symbiotic effectiveness of all tested rhizobial isolates/ strains was evaluated with different peanut cultivars grown in Egypt under greenhouse conditions. The pot experiments involved two Bradyrhizobiumstrains (USDA 3456 and USDA -97 -3339), four local isolates (ARC 601, ARC 617, isolate 1 and isolate 2) and six peanut cultivars (Early bunch, Gregory, NC, Giza 5, Giza 6and Ismailia 1). 2-The pot experiment revealed results showed that all tested rhizobial strains/ isolates exhibited prolific nodulation patterns with the local peanut cultivars (Giza 5, Giza 6 and Ismailia 1),. Rhizobial treatments showed total nodules dry weight ranged from 75.0 to 252.5 mg/plant, whereas the un-inoculated control did not form any nodules. The obtained results showed significant increases in plants shoot dry weight and shoot N-content with a range of 4.8-60.5% and 5.9-99.8%, respectively compared to the un-inoculated control3-All tested rhizobial strains /isolates had a positive effect with the foreign peanut cultivars (Gregory, NC and Early bunch). All tested rhizobia displayed different nodulation patterns with dry weight of nodules ranged from 104.9 to 235.3 mg/ plant compared to the un-inoculated control which did not form any nodules. The obtained results revealed significant increases in plants shoot dry weight and shoot N-content with a range of 8-62 % and 22 -123%, respectively compared to the un-inoculated control4-All bradyrhizobial treatments showed significant differences compared to the un-inoculated control in respect to peanut plants growth parameters and their shoot N2contents. Also, the results clarified that the Bradyrhizobium strain USDA 3456 was the highly efficient strain with all tested peanut cultivars than other tested rhizobial strains/ isolates. -98 -5-The antagonistic activity of five isolates of Serratia marcescen ssp. (SER4, EG10, GT, BF9 and BEF91) and three isolates of Pseudomona ssp. (P. putida, P. aeruginosa and P. fluorescens) were tested in-vitro, by assaying their ability to inhibit the mycelial growth of Aspergillus flavus fungus.6-The results demonstrated that GT isolate of S. marcescenssp. and P. putidasp. exhibited the highly antagonistic effect against A. flavus; they had the largest inhibition zones compared to control. On the otherhand, other tested isolates of S. marcescenssp. and Pseudomonassp. did not show any antagonistic effect against fungal growth.7-The conjugation process between the highly efficient N2fixing bradyrhizobia, USDA 3456 as a recipient and the most antagonistic rhizobacteria, S. marcescens(GT) and P. putida as donors was carried out.8-The three bacterial strains/ isolates used in conjugation were genetically marked by four antibiotics (ampicillin, chloramphenicol, neomycin sulphate and streptomycin). The results demonstrated that all bacterial strains/ isolates were sensitive to ampicillin and resistance to neomycin sulphate. The results also clarified that bradyrhizobial strain USDA 3456 was sensitive to streptomycin and resistant to chloramphenicol. On the contrary, Serratia sp. (GT) and P. putida sp. were resistant to streptomycin and sensitive to chloramphenicol.9-Two bradyrhizobial transconjugants, DiM 71 (conjugation between Bradyrhizobium USDA 3456 and S. marcescensGT) and DiM 73 (conjugation between Bradyrhizobium USDA 3456 and P. putida) were obtained. -99 -10-The symbiotic effectiveness and antagonistic activity of the DiM 71 and DiM 73 were evaluated. The obtained results showed that both transconjugants acquired the antagonistic traits as well as maintained their N2fixation effectiveness. The results also clarified that, there was no significant difference between the parent Bradyrhizobiumstrain USDA 3456 and the new transconjugants in respect to their symbiotic effectiveness. The results also revealed that the obtained transconjugants exhibited highly antagonistic effect against peanut fungal pathogen, A. flavus in-vitro.11-One-dimensional protein analysis of all tested rhizobial isolates/ strains was carried out using SDS-PAGE. The electrophoretic analysis showed a high level similarity among all tested bradyrhizobia however; several discriminating protein bands could differentiate between the tested rhizobia. Strain USDA 3456 along with isolate 1, ARC 601 and 617 were ranked in a separate SDS-PAGE cluster, while strain USDA 3339 and isolate 2 were grouped in another cluster.12-The conjugation process was tracked on proteomic level using SDS-PAGE. The electrophoretic analysis of the new transconjugants (DiM 71 and DiM 73) expressed different proteins of their related parents (Bradyrhizobium USDA 3456, S. marcescens GT and P. putida sp.), individually. However, intensive level of similarity was found between the new transconjugants (DiM 71 and DiM 73) and their donor Bradyrhizobium strain, USDA 3456

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0183c569-cc3a-474e-84f5-3dcdd6dd0e0d

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

0183c569-cc3a-474e-84f5-3dcdd6dd0e0d_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تحسين بعض صفات سلاسالت الريزوبيا المتخصصة للفول السوداني

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"أشرف بكري عبد الرازق","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"ابراهيم حلمي عباس","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"سهام محمد شاش","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"فيروز حسن عبد المجيد ","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"محمود عبد المقصود ناصف","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Improvement of Some Traits of Rhizobia Specific to Peanut (Arachis hypogaea)

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

يعتبر نقص النيتروجين في التربة واحدا من اهم المعوقات التى تواجه الزراعة فى معظم الاراضى المصرية والتى تصنف ضمن المناطق شبه الجافة .وبالرغم من ان غاز النيتروجين يشغل 08% من مكونات الهواء الجوى الا انه يوجد فى صورة غير ملائمة للاستخدام بواسطة النبات. ولذلك يتم اضافة كميات كبيرة من الاسمدة الازوتية الكيماوية خلال المواسم الزراعية لامداد المحاصيل المختلفة باحتياجاتها لعنصر النيتروجين.وقد ادى الاستخدام المفرط لتلك الاسمدة الى ارتفاع اسعار الغذاء العالمى بشكل كبيربالاضافة الى المشاكل الصحية والبيئية الناجمة عن صناعة واستخدام تلك الاسمدة. يعتبر التلقيح البكتيرى للمحاصيل البقولية واحدا من اهم الطرق البديلة لاستخدام الاسمدة الازوتية فى مصر والعالم. يعتمد التلقيح البكتيرى على بكتريا الريزوبيا المثبتة للنيتروجين الجوى تكافليا وذلك لقدرتها على اقامة علاقة تكافلية مع البقوليات من خلال تكوين عقد جذرية على النباتات البقولية والتى تقوم بتثبيت النيتروجين الجوى بيولوجيا وتحويلة الى الامونيا (NH3) والتى تستخدم بسهولة في تغذية النباتات.تعتبر الامراض الفطرية التي تصيب الفول السوداني مشكله خطيره تهدد زراعة وانتاجيه محصول الفول السوداني في مصر و من اهم هذه الامراض الاصابه بفطر الـAspergillus flavusالمسبب لتراكم الـ Aflatoxinوهي ماده مسرطنه تتسبب في امراض الكبد. تستخدم المبيدات الفطريه في الحد من هذه الامراض ولكن هذه المبيدات الكيميائيه لها تاثير ضار علي البيئه وصحه الانسان ولذلك تعتبر المقاومه الحيويه من اهم الحلول البديله لاستخدام المبيدات الكيميائيه.من اهم الكائنات الحية الدقيقة التى تستخدم فى مجالالمقاومه الحيويه مجموعة البكتريا التى تعيش فى محيط المجموع الجذرى والتى تسمى بــRhizobacteria . وترجع اهمية تللك البكتريا الى قدرتها على تحفيز نمو النبات بالاضافة الى دورها فى مقاومه او وقف نمو الفطريات الممرضه للنبات. وقد اجريت هذه الدراسه بهدف تحسين لقاحات ريزوبيا الفول السوداني من خلال عمل تزاوجConjugation”"بينها وبين عزلات من بكتيريا الجذور"Rhizobacteria“ذات كفاءه في وقف نمو الفطريات الممرضه للفول السوداني لانتاج اتحادات وراثيه جديده لها القدره علي مقاومه الامراض الفطريه بالاضافه الي دورها الرئىيسي في تثبيت النيتروجين الجوي تكافليا.ويمكن تلخيص النتائج التي تم الحصول عليها كما يلي:1.تم اختبار مدي كفاءة عزلات وسلالات من ريزوبيا الفول السوداني في تثبيت النيتروجين الجوي تكافليا مع نباتات الفول السوداني تحت ظروف الصوب الزراعيه مقارنه بالكنترول الغير ملقح. وقد اشتلمت تجربه الاصص علي سلالاتمرجعية من ريزوبيا الفول السوداني (USDA 3339, USDA 3456) و4عزلات محلية (ARC 601,ARC 617, Isolate 1, Isolate 2) مع 6اصناف محلية واجنبية من الفول السوداني (Giza 5, Giza 6, Ismailia 1, Gregory, NC, Early bunch.)2.اظهرت النتائج ان جميع معاملات التلقيح بالريزوبيا لها تأثيرا ايجابيا علي النباتات المنزرعه من الاصناف المحليه (Giza 5, Giza 6, Ismailia 1)مقارنه بالكنترول الغير ملقح .حيث تراوح الوزن الجاف للعقد في جميع المعاملات البكتيريه بين 0.57و2.25.مللي جرام / نبات بينما لم يتكون عقد في حاله الكنترول . وتراوحت الزياده في الوزن الجاف والمحتوي النيتروجيني للمجموع الخضري في جميع المعاملات البكتيريه بين % 454-675.و% .55-5554علي الترتيب بالمقارنه بالكنترول الغير ملقح.3.اظهرت جميعمعاملات التلقيح بالريزوبيا تأثيرا ايجابيا علي النباتات المنزرعه من الاصناف الاجنبيه(Gregory, NC, Early bunch) مقارنه بالكنترول الغير ملقح. حيث تراوح الوزن الجاف للعقد في جميع المعاملات البكتيريه بين17455و 23.53مللي جرام / نبات بينما لم يتكون عقد في حاله الكنترول. وتراوحت الزياده في الوزن الجاف والمحتوي النيتروجيني للمجموع الخضري في جميع المعاملات البكتيريه بين 4-62 و %22–123% علي الترتيب بالمقارنه بالكنترول الغير ملقح.4.وقد ادت كل معاملات الريزوبيا الى زياده ملحوظه على قياسات نمو نباتات الفول السوداني والمحتوي النيتروجيني للمجموع الخضري مقارنه بالكنترول الغير ملقح. كما اوضحت النتائج ان السلاله USDA 3456 كانت الاكثر كفاءه بين كل العزلات و السلالات المختبره من حيث تثبيت النيتروجين الجوى تكافليا. ..تم اختبار مدي قدرة .عزلات من السراتيا "Serratiamarcescens"(SER4 ,EG 10 , GT , BF9 and BEF 91 )و3عزلات من البسيدوموناس (Pseudomonas putida, P. aeruginosa , P. fluorescens) علي وقف نمو فطر الــــ Aspergillus flavus المفرزللسموم الفطرية الــ Aflatoxinsعلي الاطباق في المعمل.6.اوضحت النتائج ان عزلة السراتيا GTوعزلة البسيدوموناس P. putidaهما الاكثر كفاءة في وقف نمو الفطر مقارنة بباقي العزلات المختبرة.0.بناء علي نتائج التجارب السابقة تم اجراء تزاوج ثنائى بين سلالة الريزوبيا USDA 3456الاكثر كفاءة في تثبيت النيتروجين تكافليا و اكثرعزلات بكتيريا الجذور قدرة علي وقف نمو الفطر وهي عزلة السراتيا GTوعزلة البسيدوموناس P.putidaكلا على حده. وقد استخدمت سلالة الريزوبيا USDA 3456كمستقبل "Recipient" بينما استخدمت عزلات بكتريا الجذور كمصدر"Donor" للجينات في هذا التزاوج.4.تم استخدام 4مضادات حيوية كوسيلة لتعليم السلالات البكتيرية الثلاثة المستخدمه في عملية التزاوج البكتيري وراثيا وهي (Ampicillin, chloramphenicol, neomycinsulphate and streptomycin) .وكانت كل السلالات حساسة للـــ Ampicillinبينما كانت كلها مقاومه للـــ neomycinsulphate. كما اوضحت النتائج ان سلاله الريزوبيا USDA 3456 كانت حساسه للـــ streptomycinومقاومه للـــ chloramphenicolوعلي العكس من ذلك فإن عزلة السراتيا GTوعزلة البسيدوموناس P. putidaكانت مقاومة للــ streptomycinوحساسة للــ chloramphenicol.5.تم انتاج اتحادين وراثيين نتيجه للتزاوج البكتيري وهما DiM 71(الناتجه من التزاوج بين سلالة الريزوبياUSDA 3456 و عزلة السراتيا GT)و DiM 73 ( الناتجه من التزاوج بين سلالة الريزوبياUSDA 3456ووعزلة البسيدوموناسP. putida).17.تم اختبار قدره الاتحادات الوراثية الجديده " Dim 71وDim73 "على تثبيت النيتروجين الجوى مع محصول الفول السودانى " Giza 6 , Gregorey , Early bunch "تحت ظروف الصوب الزراعية. كما تم ايضا اختبار قدرة تلك الاتحادات الوراثية علي وقف نمو الفطريات الممرضه للفول السوداني معمليا. واوضحت النتائج عدم وجود فروق معنويه بين الاتحادات الوراثيه الجديدة (DiM 71, DiM 73) وسلالة الريزوبيا الرئيسيه USDA 3456من حيث قدرتها وكفائتها في تثبيت النيتروجين الجوي تكافليا مع نباتات الفول السوداني المنزرعة. اوضحت النتائج ان كلا الاتحادين الوراثيين قد اكتسبا صفة وقف نمو الفطر من االعزلات الرئيسية(عزلة السراتيا GTو وعزلة البسيدوموناس P.putida.)11.تم دراسه درجات التشابه بين عزلات و سلالات الريزوبيا المختبرة من خلال تحليل المحتوي البروتيني باستخدام تقنية الـ SDS-PAGEوقد اظهرت النتائج درجة عالية من التشابه الوراثي بين جميع العزلات والسلالات المختبرة. كما اوضحت النتائج وجود العديد من البروتينات المميزة بين جميع العزلات والسلالات المختبرة.12.وقد اظهرت ايضا نتائج تحليل المحتوي البروتيني وجود درجة عالية من التشابه الوراثي بين سلاله الريزبيا USDA 3456 وعزلات الـ ARC 601 و ARC 617وIsolate 1. بينما اوضحت النتائج درجة عاليه من التشابه الوراثي بين سلالة USDA 3339و Isolate 2.13.تم دراسه عمليه التزاوج الوراثي التي تمت بين العزلات و السلالات البكتيرية المختلفة علي مستوي المحتوي البروتيني باستخدام تقنية SDS-PAGEبين العزلات و السلالات الرئيسية (سلالة الريزوبيا USDA 3456و عزلة السراتيا GTو وعزلة البسيدوموناس P.putida) و الاتحادات الوراثية الجديدة(Dim 71وDim73) وقد اظهرت النتائج تعبير الاتحادات الوراثية الجديده عدد من البروتينات المختلفة الخاصة بالسلالات والعزلات الرئيسية التي استخدمت في عملية التزاوج كلا علي حده. كما اوضحت النتائج وجود درجة عالية من التشابه الوراثي بين الاتحادات الوراثية الجديدة (Dim 71وDim73) وسلالة اليزوبيا USDA 3456

كلمات الباحثين

Traits of Rhizobia - Peanut (Arachis hypogaea)

إشراف وإعداد

الإشراف

أشرف بكري عبد الرازق, ابراهيم حلمي عباس, سهام محمد شاش, محمود عبد المقصود ناصف

الإعداد

فيروز حسن عبد المجيد

الاقتباسات الببليوغرافية