Μελέτη αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων με βάση το γονίδιο 16S rRNA

Abstract

Η καλλιέργεια σκληρού σιταριού είναι ευρέως διαδεδομένη στην ελληνική γεωργία. Όπως πολλά αγρωστώδη έτσι και το σκληρό σιτάρι έχει αυξημένες ανάγκες σε άζωτο, στοιχείο το οποίο δεν είναι διαθέσιμο σε μεγάλες ποσότητες στη φύση. Η τροφοδότηση της ριζόσφαιρας των σιτηρών με άζωτο στη φύση επιτελείται από αζωτοδεσμευτικά βακτήρια ελεύθερης διαβίωσης. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ταυτοποίηση με μοριακές μεθόδους 17 στελεχών αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων, τα οποία συλλέχθησαν από τη ριζόσφαιρα και ιστούς φυτικών δειγμάτων σκληρού σιταριού προερχόμενα από τα διαμερίσματα που αποτελούν τους κύριους σιτοβολώνες της Ελλάδας. Αρχικά, αναλύθηκε μοριακά η αναγωγάση της νιτρογενάσης nifH που εκφράζει τη σημαντικότερη ιδιότητα των αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων και, ακολούθως, δύο συντηρημένα γονίδια, το γονίδιο που κωδικοποιεί για το 16S rRNA και το γονίδιο που κωδικοποιεί για την σαπερόνη DnaK. Επίσης, για ορισμένα στελέχη αναλύθηκε το γονίδιο το οποίο εκφράζει την αποκαρβοξυλάση του ινδολοπυροβικού οξέος (IpdC). Η αποκαρβοξυλάση του ινδολοπυρουβικού οξέος λαμβάνει μέρος στο μονοπάτι παραγωγής της αυξίνης ινδολοξικό οξύ, η οποία έχει θετική επίδραση στα φυτά αυξάνοντας την επιφάνεια του ριζικού τους συστήματος. Η φυλογενετική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε έδειξε ότι από τα 17 αζωτοδεσμευτικά στελέχη τα έντεκα ανήκουν στο γένος Azospirillum (A. brasilense, A. oryzae και Azospirillum sp.) και τα έξι στο είδος Pseudomonas stutzeri.

The cultivation of durum wheat is widespread in greek agriculture. Like many grasses, durum wheat has an increased demand for nitrogen, an element which is not available in large quantities in nature. The provision of nitrogen to the rhizosphere of grain in nature is accomplished by free-living diazotrophic bacteria. The purpose of this study is the identification by molecular methods of 17 strains of diazotrophic bacteria, collected from the rhizosphere and tissues of durum wheat plant samples deriving from regions that constitute the main grain growing regions of Greece. Initially, a molecular analysis of the Nitrogenase reductase nifH was conducted, expressing the most important property of diazotrophic bacteria and subsequently two housekeeping genes, the gene that encodes for the 16S rRNA and the gene that encodes for the chaperone DnaK. In addition, for certain strains, the gene which expresses the indole-pyruvate decarboxylase (IpdC) was analysed. The indole-pyruvate decarboxylase (IpdC) takes part in the production path of the auxin Indolic Acid, which has a positive effect on plants by increasing the surface of the root system. The phylogenetic analysis carried out showed that of the 17 strains of diazotrophic bacteria, 11 strains belong to the genus Azospirillum (A. brasilense, A. oryzae and Azospirillum sp.) and 6 strains belong to Pseudomonas stutzeri species.