Sardunyada (Pelargonium sp.) Çiçeklenme ve Çiçek Kalitesi Üzerinde AC Fosfataz Gen Bölgesi Tanımlanan Rizobakteri (PGPR) Suşlarının Etkileri

Yıl 2024, Cilt: 20 Sayı: Özel Sayı, 380 - 391, 23.12.2024

Akife Dalda Şekerci , Emel Ünlü

https://doi.org/10.58816/duzceod.1559833

Öz

Son yıllarda sardunya (Pelargonium sp.), Türkiye de dahil olmak üzere dünya genelinde en popüler ve yaygın olarak yetiştirilen çiçekli saksı bitkilerinden biri haline gelmiştir. Sardunya yetiştiriciliğinde temel hedeflerden biri, yüksek kaliteli ve sürekli çiçeklenmenin sağlanmasıdır. Fosfor, çiçek kalitesinde önemli bir rol oynar. Toprakta yeterli miktarda fosfor bulunmasına rağmen, bitkiler tarafından alınabilir kısmı oldukça sınırlıdır. Toprak bakterileri, bu kullanılmayan fosforu çözerek bitkilerin alabileceği hale getirebilir. Bu çalışma, AC Fosfataz gen bölgeleri ile tanımlanan Bacillus megaterium ve Pseudomonas putida rizobakteri suşlarının sardunyaların çiçeklenmesi ve çiçek kalitesi üzerindeki etkilerini belirlemeyi amaçlamıştır. Sonuçlar, rizobakteri uygulamalarının sardunyaların çiçeklenme ve çiçek kalitesi üzerinde olumlu etkiler sağladığını göstermiştir. PGPR uygulamaları ile sardunya fidelerinde çiçeklenme iki hafta erken gerçekleşmiş ve kontrol grubuna kıyasla bitki boyu, dal sayısı, yaprak sayısı ve alanı, çiçek salkımı sayısı ve salkım başına düşen çiçek sayısında önemli artışlar gözlemlenmiştir. Ayrıca, yapraklardan yapılan protein izolasyonları, morfolojik özelliklerin yanı sıra protein profillerinin de olumlu etkilendiğini göstermiştir. Sonuç olarak, bulgular rizobakteri uygulamasının sardunyaların çiçeklenme, çiçek kalitesi ve protein profilleri üzerinde önemli olumlu etkiler sağladığını ortaya koymuştur. Rizobakteri ve benzeri biyostimulantların tarımda kullanımı, çevre dostu ve sürdürülebilir tarımsal üretime katkı sağlayarak, süs bitkileri de dahil olmak üzere bahçe bitkileri üretimini iklim değişikliğine daha dayanıklı hale getirebilir.

Anahtar Kelimeler

Süs bitkileri, Pelargonium, PGPR, protein profili

Etik Beyan

The authors have no conflicts of interest to declare

Destekleyen Kurum

Erciyes Üniversitesi

Teşekkür

VIII. Ulusal Süs Bitkileri Kongresi

Effects of AC Phosphatase Gene-Identified Rhizobacteria (PGPR) Strains on Flowering and Flower Quality in Geranium (Pelargonium sp.)

Öz

In recent years, geraniums (Pelargonium sp.) have become one of the most popular and widely cultivated flowering potted plants worldwide, including in Turkey. One of the primary goals in geranium cultivation is to achieve high-quality and continuous flowering. Phosphorus plays a crucial role in flower quality. Although phosphorus is sufficiently present in soils, only a small fraction is available for plant uptake. Soil bacteria can solubilize this unavailable phosphorus, making it accessible to plants. This study aimed to determine the effects of Bacillus megaterium and Pseudomonas putida rhizobacteria, identified by their AC Phosphatase gene regions, on the flowering and flower quality of geraniums. The results showed that rhizobacteria applications positively impacted flowering and flower quality in geraniums. Flowering occurred two weeks earlier in the treated geranium seedlings, and significant increases were observed in plant height, branch number, leaf number and area, inflorescence number, and the number of flowers per inflorescence compared to the control group. Additionally, protein isolation from leaves indicated that, besides morphological traits, protein profiles were also positively affected. In conclusion, the findings demonstrate that rhizobacteria have significant positive effects on flowering, flower quality, and protein profiles in geraniums. The use of rhizobacteria and similar biostimulants in agriculture can contribute to environmentally friendly and sustainable agricultural production, potentially making horticultural production, including ornamental plants, more resilient to climate change.

Anahtar Kelimeler

Ornamental plants, Pelargonium, PCPR, protein profile

Kaynakça

• Antoun, H., & Prévost, D. (2006). Ecology of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). Biocontrol and biofertilization, 1-38.
• Asewar, B. V., Bainade, S. S., Kohire, O. D., Binade, P. S. (2003). Response of pigeon pea to application of phosphorus and P solubilizer. Annals of Plant Physiology, 17(2),193-195.
• Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical biochemistry, 72(1-2), 248-254.
• Çakmakçi, R., Erat, M., Oral, B., Erdogan, Ü., Șahin, F. (2009). Enzyme activities and growth promotion of spinach by indole-3-acetic acid-producing rhizobacteria, The Journal of Horticultural Science and Biotechnology 84(4), 375-380.
• Coşkun, G., (2022). Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis Bakterilerinin Acc Deaminaz (1- Aminosiklopropan-1 Karboksilat) Aktivitelerinin Araştırılması. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans tezi. Tez no:751350, 77 sayfa.
• Edwards, U., Rogall, T., Blöcker, H., Emde, M., Böttger, E. C. (1989). Isolation and direct complete nucleotide determination of entire genes. Characterization of a gene coding for 16S ribosomal RNA. Nucleic acids research, 17(19), 7843-7853.
• Eid AR, Awad MN, Hamouda HA (2009) Evaluate effectiveness of bio and mineral fertilization on the growth parameters and marketable cut flowers of Matthiola incana L. Am. Eurasian J. Agric. Environ. Sci. 5(4), 509-518.
• Flores‐Félix, J.D., Menéndez, E., Rivera, L.P., Marcos‐García, M., Martínez‐Hidalgo, P., Mateos, P.F., Rivas, R., (2013). Use of Rhizobium leguminosarum as a potential biofertilizer for Lactuca sativa and Daucus carota crops, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 176(6), 876-882.
• García-Fraile P, Carro L, Robledo M, Ramírez-Bahena MH, Flores-Félix JD, Fernández MT, Velázquez E (2012) Rhizobium promotes non-legumes growth and quality in several production steps: towards a biofertilization of edible raw vegetables healthy for humans. PLoS One 7(5): e38122.
• Gökçek, D. (2020). Bacillus cereus, B. tubtilis ve B. thuringiensis türü bakterilerin mısırda (Zea mays L.) protein ifade profili üzerine etkisinin araştırılması. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans tezi.
• Gyaneshwar, P., Kumar, G.N, Parekh, L.J., Poole, P.S. (2002). Role of soil microorganisms in improving P nutrition of plants. Plant and Soil. 245, 83-93.
• Karagöz, F.P., Dursun, A., Kotan, R., Ekinci, M., Yıldırım, E. and Mohammadi, P. (2016). Assessment of the effects of some bacterial isolates and hormones on corm formation and some plant properties in saffron (Crocus sativus L.). Journal of Agricultural Science, 22: 500-511.
• Kisvarga, S., Farkas, D., Boronkay, G., Neményi, A., & Orlóci, L. (2022). Effects of biostimulants in horticulture, with emphasis on ornamental plant production. Agronomy, 12(5), 1043.
• Liang, M., Yang, X., Li, H., Su, S., Yi, H., Chai, L., & Deng, X. (2015). De novo transcriptome assembly of pummelo and molecular marker development. PLoS One, 10(3), e0120615.
• Mishra, R. K., Prakash, O., Alam, M., & Dikshit, A. (2010). Influence of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on the productivity of Pelargonium graveolens L. herit. Recent research in science and technology, 2(5).
• Mohamed, M. H., Sami, R., Al-Mushhin, A. A., Ali, M. M. E., El-Desouky, H. S., Ismail, K. A., ... & Zewail, R. M. (2021). Impacts of effective microorganisms, compost tea, fulvic acid, yeast extract, and foliar spray with seaweed extract on sweet pepper plants under greenhouse conditions. Plants, 10(9), 1927.
• Nautiyal C.S. (1999). An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiology Letters, 170(1), 265-270.
• Orhan, E., Ercisli, S., Esitken, A., & Sahin, F. (2006). Lateral Root Inductıon By Bacterıa, Radıcle Cut Off and IBA Treatments Of Almond Cvs.‘Texas’and ‘Nonpareıl’seedlıngs. Sodininkystė ir Daržininkystė, 71.
• Padmadevi, K., Jawaharlal, M., & Vijayakumar, M. (2004). Effect of biofertilizers on floral characters and vase life of anthurium (Anthurium andraeanum Lind.) cv. Temptation. Chakraborty U, Chakraborty BN, Chakraborty AP, Dey P.L., (2013). Water stress amelioration and plant growth promotion in wheat plants by osmotic stress tolerant bacteria. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 29.789–803.
• Parađiković, N., Teklić, T., Zeljković, S., Lisjak, M., & Špoljarević, M. (2019). Biostimulants research in some horticultural plant species—A review. Food and Energy Security, 8(2), e00162.
• Parlakova Karagöz F., (2018). Effects of plant growth promoting rhizobacteria isolates with the chemical fertilizers combinations on plant growth parameters in poinsettia (Euphorbia pulcherrima L.). ‐ Ph.D. Thesis, Atatürk University, Turkey, pp. 86
• Pikovskaya, R. (1948). Mobilization of phosphorus in soil in connection with vital activity of some microbial species. Mikrobiologiya, 17, 362-370.
• Raddadi, N., Cherif, A., Boudabous, A., & Daffonchio, D. (2008). Screening of plant growth promoting traits of Bacillus thuringiensis. Annals of Microbiology, 58, 47-52.
• Rodríguez, R. Vassilev, N. and Azcon, R. (1999). Increases in growth and nutrient uptake of alfalfa grown in soil amended with microbially-treated sugar beet waste. Appl Soil Ecol 11 (1), 9-15.
• Samancıoğlu, A., Yıldırım, E. (2015). Bitki gelişimini teşvik eden bakteri uygulamalarının bitkilerde kuraklığa toleransı artırmadaki etkileri. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(1), 72-79.
• Seshadri, S., R. Muthukumarasamy, C. Lakshminarasimhan, and S. Lgnacimuthu. (2000). Solubilization of inorganic phosphates by Azospirillum halopraeferans. Currentsience. 79 (5): 565-567
• Şevik M.A., (2010). Bitki virüs hastalıklarına karşı kullanılan bitki gelişimini teşvik eden rhizobakteriler (PGPR). Elektronik Mikrobiyoloji Dergisi, 08: 31-43.
• Sezen, İ., Külekçi, E. A. (2020). Süs bitkilerinin gelişim parametreleri üzerine bitki gelişimini teşvik eden bakterilerin etkisi. Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(Özel Sayı), 9-20.
• Sharma S, Kaur M (2010) Antimicrobial activities of rhizobacterial strains of Pseudomonas and Bacillus strains isolated from rhizosphere soil of carnation (Dianthus caryophyllus cv. Sunrise). Indian J. Microbiol. 50(2), 229-232.
• Sıddıqui, Z.A., (2006). Prospective Biocontrol Agents of Plant Pathogens. PGPR: Biocontrol and Biofertlization. Edited by Zaki A. Sıddıqui. S 111- 142., Springer, The Netherlands.
• Singh, H., Reddy, M. S. (2011). Effect of inoculation with phosphate solubilizing fungus on growth and nutrient uptake of wheat and maize plants fertilized with rock phosphate in alkaline soils. European Journal of Soil Biology, 47(1), 30-34.
• Srivastava R, Govil M (2007) Influence of biofertilizers on growth and flowering in gladiolus cv. American beauty. Acta Hortic. 742(742), 183-188.
• Tütüncü, M., Şekerci, A. D., Dönmez, D., İzgü, T., Isak, M. A., & Şimşek, Ö. (2024). Plant biostimulants in ornamentals: Enhancing growth and stress tolerance. Advances in Horticultural Science, 38(2), 211-222.
• Ünlü, E., Şekerci, A. D., Yılmaz, S., Yetisir, H. (2023). Field Trial of PGPR, Bacillus megaterium E-U2-1, On Some Vegetable Species. Journal of Applied Biological Sciences, 17(1), 125-137.
• Upadhyay, S. K., Singh, D. P., & Saikia, R. (2009). Genetic diversity of plant growth promoting rhizobacteria isolated from rhizospheric soil of wheat under saline condition. Current Microbiology, 59, 489-496.
• Walker, J. M. (2002). SDS polyacrylamide gel electrophoresis of proteins. The protein protocols handbook, Humana Press, New Jersey 61-67.
• Whitelaw, M. A. (2000). Growth promotion of plants inoculated with phosphate-solubilizing fungi. Adv Agron 69, 99-151.
• Wilson, K. (2001). Preparation of genomic DNA from bacteria. Current protocols in molecular biology, 56(1), 2-4.
• Yılmaz S. (2010). Çeşitli Habitatlarda izole edilen Bacillus Thuringiensis suşlarının moleküler karakterizasyonu ve bazı zararlı böceklere karşı mücadelede kullanımı. Doktora Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri ,144
• Zulueta-Rodriguez R, Cordoba-Matson MV, Hernandez-Montiel LG, Murillo-Amador B, Rueda-Puente E, Lara L (2014). Effect of Pseudomonas putida on growth and anthocyanin pigment in two poinsettias (Euphorbia pulcherrima) cultivars. Sci. World J. 810192.