Published April 4, 2018 | Version v1
Publication Open

Boosting Alfalfa (Medicago sativa L.) Production With Rhizobacteria From Various Plants in Saudi Arabia

Creators

  • 1. King Abdulaziz University
  • 2. King Abdullah University of Science and Technology
  • 3. Agricultural Genetic Engineering Research Institute
  • 4. Muhammad Nawaz Shareef University of Agriculture
  • 5. Islamia University of Bahawalpur

Description

This study focused on rhizobacteria with a holistic vision of promoting sustainable crop production in arid regions of Saudi Arabia. The study isolated 17 rhizobacteria from tightly root-adhering soil of various plants at Hada Al-sham in Saudi Arabia, then characterized for plant growth promoting (PGP) traits. All the 17 rhizobacterial isolates were confirmed as PGPR by classical biochemical tests. The strains were then identified using 16S rDNA gene sequence analyses. According to 16S rDNA sequencing, the strains were classified into three different genera: Bacillus, Acinetobacter, and Enterobacter. Subsequently, the strains were assessed for their ability to improve physiology, nutrient uptake, growth, and yield of alfalfa plants grown under desert agriculture conditions. The field trials were conducted in a randomized complete block design. Inoculation of alfalfa with any of these 17 strains improved relative water content; chlorophyll a; chlorophyll b; carotenoid contents; nitrogen (N), Phosphorus (P), and Potassium (K) contents; plant height; leaf-to-stem ratio; and fresh and dry yields. Acinetobacter pittii JD-14 (GenBank ID: KY941126) was most effective, as it was recorded with highest fresh and dry yields of alfalfa, 80.2 and 26.4 tons respectively compared to un-inoculated control where fresh and dry yields of alfalfa were recorded 56.7 and 19.7 tons respectively. Nevertheless, all strains enhanced crop traits when compared to controls. Overall, this study indicates that these desert PGPR strains could be used to develop an eco-friendly biofertilizer for alfalfa and probably for other crop plants to enhance sustainable production in arid regions. However, further studies will be needed to screen them for virulence factors before developing for commercial application.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ركزت هذه الدراسة على الجراثيم مع رؤية شاملة لتعزيز الإنتاج المستدام للمحاصيل في المناطق القاحلة في المملكة العربية السعودية. عزلت الدراسة 17 بكتيريا جذرية من التربة الملتصقة بالجذور بإحكام للنباتات المختلفة في هدى الشام في المملكة العربية السعودية، ثم تميزت بسمات تعزيز نمو النبات (PGP). تم تأكيد جميع العزلات الجذرية الـ 17 على أنها PGPR من خلال الاختبارات الكيميائية الحيوية الكلاسيكية. ثم تم تحديد السلالات باستخدام تحليلات التسلسل الجيني 16S rDNA. وفقًا لتسلسل 16S rDNA، تم تصنيف السلالات إلى ثلاثة أجناس مختلفة: Bacillus و Acinetobacter و Enterobacter. في وقت لاحق، تم تقييم السلالات لقدرتها على تحسين علم وظائف الأعضاء، وامتصاص المغذيات، والنمو، ومحصول نباتات البرسيم التي تزرع في ظل ظروف الزراعة الصحراوية. أجريت التجارب الميدانية في تصميم كتلة كاملة عشوائية. أدى تلقيح البرسيم بأي من هذه السلالات السبعة عشر إلى تحسين المحتوى المائي النسبي ؛ الكلوروفيل أ ؛ الكلوروفيل ب ؛ محتويات الكاروتينويد ؛ محتويات النيتروجين (N) والفوسفور (P) والبوتاسيوم (K )؛ ارتفاع النبات ؛ نسبة الورقة إلى الجذع ؛ والمحاصيل الطازجة والجافة. كانت Acinetobacter pittii JD -14 (GenBank ID: KY941126) أكثر فعالية، حيث تم تسجيلها بأعلى غلة طازجة وجافة من البرسيم، 80.2 و 26.4 طن على التوالي مقارنة بالتحكم غير الملقح حيث تم تسجيل غلة طازجة وجافة من البرسيم 56.7 و 19.7 طن على التوالي. ومع ذلك، فإن جميع السلالات تعزز سمات المحاصيل عند مقارنتها بالضوابط. بشكل عام، تشير هذه الدراسة إلى أنه يمكن استخدام سلالات PGPR الصحراوية هذه لتطوير سماد حيوي صديق للبيئة للبرسيم وربما لنباتات المحاصيل الأخرى لتعزيز الإنتاج المستدام في المناطق القاحلة. ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لفحصها بحثًا عن عوامل الفوعة قبل تطويرها للتطبيق التجاري.

Translated Description (French)

Cette étude s'est concentrée sur les rhizobactéries avec une vision holistique de la promotion de la production végétale durable dans les régions arides d'Arabie saoudite. L'étude a isolé 17 rhizobactéries à partir du sol étroitement adhérent aux racines de diverses plantes à Hada Al-sham en Arabie saoudite, puis a caractérisé les caractères favorisant la croissance des plantes (PGP). Tous les 17 isolats de rhizobactéries ont été confirmés comme PGPR par des tests biochimiques classiques. Les souches ont ensuite été identifiées à l'aide d'analyses de la séquence du gène de l'ADNr 16S. Selon le séquençage de l'ADNr 16S, les souches ont été classées en trois genres différents : Bacillus, Acinetobacter et Enterobacter. Par la suite, les souches ont été évaluées pour leur capacité à améliorer la physiologie, l'absorption des nutriments, la croissance et le rendement des plantes de luzerne cultivées dans des conditions d'agriculture dans le désert. Les essais sur le terrain ont été menés dans un modèle de bloc complet randomisé. L'inoculation de luzerne avec l'une de ces 17 souches a amélioré la teneur relative en eau ; la chlorophylle a ; la chlorophylle b ; les teneurs en caroténoïdes ; les teneurs en azote (N), en phosphore (P) et en potassium (K) ; la hauteur de la plante ; le rapport feuille/tige ; et les rendements frais et secs. Acinetobacter pittii JD-14 (GenBank ID : KY941126) a été le plus efficace, car il a été enregistré avec les rendements frais et secs les plus élevés de luzerne, respectivement 80,2 et 26,4 tonnes par rapport au témoin non inoculé où des rendements frais et secs de luzerne ont été enregistrés respectivement 56,7 et 19,7 tonnes. Néanmoins, toutes les souches ont amélioré les caractéristiques des cultures par rapport aux témoins. Dans l'ensemble, cette étude indique que ces souches de PGPR du désert pourraient être utilisées pour développer un biofertilisant écologique pour la luzerne et probablement pour d'autres plantes cultivées afin d'améliorer la production durable dans les régions arides. Cependant, d'autres études seront nécessaires pour les dépister pour les facteurs de virulence avant de les développer pour une application commerciale.

Translated Description (Spanish)

Este estudio se centró en las rizobacterias con una visión holística de promover la producción sostenible de cultivos en regiones áridas de Arabia Saudita. El estudio aisló 17 rizobacterias del suelo fuertemente adherido a las raíces de varias plantas en Hada Al-sham en Arabia Saudita, luego se caracterizó por los rasgos que promueven el crecimiento de las plantas (PGP). Los 17 aislados de rizobacterias se confirmaron como PGPR mediante pruebas bioquímicas clásicas. A continuación, las cepas se identificaron utilizando análisis de secuencia génica de ADNr 16S. De acuerdo con la secuenciación del ADNr 16S, las cepas se clasificaron en tres géneros diferentes: Bacillus, Acinetobacter y Enterobacter. Posteriormente, se evaluó la capacidad de las cepas para mejorar la fisiología, la absorción de nutrientes, el crecimiento y el rendimiento de las plantas de alfalfa cultivadas en condiciones de agricultura en el desierto. Los ensayos de campo se realizaron en un diseño de bloque completo aleatorizado. La inoculación de alfalfa con cualquiera de estas 17 cepas mejoró el contenido relativo de agua; clorofila a; clorofila b; contenido de carotenoides; contenido de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K); altura de la planta; relación hoja a tallo; y rendimientos frescos y secos. Acinetobacter pittii JD-14 (GenBank ID: KY941126) fue el más efectivo, ya que se registró con los rendimientos más altos de alfalfa fresca y seca, 80.2 y 26.4 toneladas respectivamente en comparación con el control no inoculado donde se registraron rendimientos de alfalfa fresca y seca de 56.7 y 19.7 toneladas respectivamente. Sin embargo, todas las cepas mejoraron los rasgos de los cultivos en comparación con los controles. En general, este estudio indica que estas cepas de PGPR del desierto podrían usarse para desarrollar un biofertilizante ecológico para la alfalfa y probablemente para otras plantas de cultivo para mejorar la producción sostenible en regiones áridas. Sin embargo, se necesitarán más estudios para detectar factores de virulencia antes de desarrollarlos para su aplicación comercial.

Files

pdf.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:eef98c1a553d80ac5444eb855ad64701
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تعزيز إنتاج البرسيم (Medicago sativa L.) بالبكتيريا الجذرية من مختلف النباتات في المملكة العربية السعودية
Translated title (French)
Stimuler la production de luzerne (Medicago sativa L.) avec des rhizobactéries provenant de diverses plantes en Arabie saoudite
Translated title (Spanish)
Impulsar la producción de alfalfa (Medicago sativa L.) con rizobacterias de varias plantas en Arabia Saudita

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2796096358
DOI
10.3389/fmicb.2018.00477

Is supplement to
https://openalex.org/W64454863 (Other)
https://openalex.org/W3204659669 (Other)
https://openalex.org/W3123344217 (Other)
https://openalex.org/W3114774990 (Other)
https://openalex.org/W3010408537 (Other)
https://openalex.org/W2222208191 (Other)
https://openalex.org/W2184946562 (Other)
https://openalex.org/W2018385086 (Other)
https://openalex.org/W1884639328 (Other)
https://openalex.org/W1127733949 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1155398712
  • https://openalex.org/W1884759049
  • https://openalex.org/W1937840208
  • https://openalex.org/W1967229486
  • https://openalex.org/W1969387684
  • https://openalex.org/W1974907033
  • https://openalex.org/W1977966516
  • https://openalex.org/W1982737371
  • https://openalex.org/W1987269711
  • https://openalex.org/W1994758268
  • https://openalex.org/W1998303033
  • https://openalex.org/W2002879562
  • https://openalex.org/W2007422186
  • https://openalex.org/W2007746227
  • https://openalex.org/W2009906332
  • https://openalex.org/W2015065509
  • https://openalex.org/W2016654116
  • https://openalex.org/W2021835886
  • https://openalex.org/W2024095498
  • https://openalex.org/W2024244252
  • https://openalex.org/W2027702314
  • https://openalex.org/W2040012617
  • https://openalex.org/W2042545902
  • https://openalex.org/W2045839457
  • https://openalex.org/W2051778798
  • https://openalex.org/W2057342739
  • https://openalex.org/W2065461553
  • https://openalex.org/W2066583678
  • https://openalex.org/W2067024833
  • https://openalex.org/W2068911704
  • https://openalex.org/W2069519206
  • https://openalex.org/W2070118960
  • https://openalex.org/W2077678945
  • https://openalex.org/W2079715729
  • https://openalex.org/W2085642204
  • https://openalex.org/W2089774081
  • https://openalex.org/W2092597362
  • https://openalex.org/W2093191665
  • https://openalex.org/W2094724813
  • https://openalex.org/W2097706568
  • https://openalex.org/W2098752326
  • https://openalex.org/W2100435771
  • https://openalex.org/W2105748312
  • https://openalex.org/W2115618215
  • https://openalex.org/W2116265706
  • https://openalex.org/W2132872860
  • https://openalex.org/W2132926880
  • https://openalex.org/W2142480217
  • https://openalex.org/W2152669036
  • https://openalex.org/W2153749592
  • https://openalex.org/W2158714788
  • https://openalex.org/W2172611199
  • https://openalex.org/W2179987198
  • https://openalex.org/W2233045698
  • https://openalex.org/W2260123535
  • https://openalex.org/W2262916401
  • https://openalex.org/W2311203695
  • https://openalex.org/W2402221506
  • https://openalex.org/W2421443716
  • https://openalex.org/W2444328981
  • https://openalex.org/W2462314196
  • https://openalex.org/W2468493648
  • https://openalex.org/W2470714545
  • https://openalex.org/W2478590558
  • https://openalex.org/W2478927397
  • https://openalex.org/W2495722976
  • https://openalex.org/W2510226396
  • https://openalex.org/W2530343860
  • https://openalex.org/W2559626869
  • https://openalex.org/W2562341724
  • https://openalex.org/W2586438326
  • https://openalex.org/W2740945851
  • https://openalex.org/W2741466805
  • https://openalex.org/W2750996195
  • https://openalex.org/W2766049292
  • https://openalex.org/W2955605573
  • https://openalex.org/W298574580
  • https://openalex.org/W4254065744
  • https://openalex.org/W594062137
  • https://openalex.org/W622115922