Naslov (srp)

Halotolerantne mikrobne zajednice - diverzitet i sposobnost stimulacije biljnog rasta : doktorska disertacija

Autor

Dragojević, Milica, 1988-

Doprinosi

Stanković, Nada, 1972
Karličić, Vera, 1983-
Lević, Steva, 1981-
Novaković, Jelica, 1988-
Lalević, Blažo, 1971-
Jovičić-Petrović, Jelena, 1983-

Opis (srp)

Adaptacije biljaka na specifične uslove staništa blisko su povezane sa biljnom mikrobiotom, pri čemu halotolerantne bakterije stimulatori biljnog rasta (Halotolerant Plant Growth Promoting, HT PGP) imaju važnu ulogu u toleranciji biljaka na stres izazvan povišenom koncentracijom soli. Nastanjene u rizosferi, okolnom zemljištu ili endorizosferi biljaka, HT PGP bakterije poboljšavaju biljni rast i dostupnost nutrijenata, otpornost na abiotički stres i napade patogena, istovremeno obnavljajući plodnost zaslanjenih zemljišta na agroekološki prihvatljiv način.U uslovima rastućeg problema zaslanjivanja zemljišta širom sveta i njegovog negativnog efekta na poljoprivredu, raste interes za upotrebu HT PGP bakterija kao strategije za ublažavanje efekata povećanih koncentracija soli na useve. Stoga su ciljevi ove disertacije bili usmereni ka izučavanju diverziteta bakterijskih zajednica rizosfere, endorizosfere i zemljišta prirodnih slatina na lokalitetu Slano Kopovo (Srbija), kao resursa za formiranje kolekcije okarakterisanih HT PGP bakterija sa potencijalom za primenu u održivoj poljoprivrednoj proizvodnji u olakšavanju prevazilaženja efekata stresa izazvanog solima na useve.U svrhu ispunjenja ciljeva disertacije odabran je integrativni pristup koji kombinuje tehnike izučavanja mikroorganizama nezavisne i zavisne od njihovog gajenja. Primenom sekvenciranja nove generacije (NGS) dobijen je taksonomski profil bakterijskih zajednica povezanih sa halofitama. Za izolaciju i formiranje kolekcije bakterija korišćena su dva kriterijuma, halotolerancija i produkcija enzima 1-aminociklopropan-1-karboksilat (ACC) deaminaze, što je rezultovalo formiranjem HAL kolekcije i ACC kolekcije. Dobijeni izolati su okarakterisani u pogledu halotolerancije i prisustva sledećih PGP odlika: produkcije indol-3-sirćetne kiseline (IAA), amonijaka, solubilizacije fosfata, kalijuma, cinka, stvaranja siderofora, egzopolisaharida (EPS) i biofilmova. PGP svojstva su ispitana u prisustvu različitih koncentracija NaCl, dok je za pojedine sojeve sa višestrukim PGP mehanizmima izvršena molekularna identifikacija. Sojevi Bacillus megaterium 6Z3 i Halomonas songnenensis 14KX2 su odabrani za ispitivanje uticaja na osam parametara klijanja semena i ranih faza rasta ječma, pšenice i suncokreta u uslovima bez i sa dodatkom NaCl. Takođe, odabrani sojevi su inkapsulisani tehnikom ekstruzije u alginatno skrobnom matriksu. Nakon toga je praćeno preživljavanje ćelija tokom godinu dana, kako bi se ispitale mogućnosti za primenu ove tehnike u dobijanju čvrstih bioinokulanata.Metodama nezavisnim od gajenja pokazano je da biljna vrsta u kombinaciji sa spoljašnjim faktorima utiče na diverzitet i sastav bakterijskih zajednica povezanih sa halofitama, kojima je zajednička karakteristika značajna zastupljenost predstavnika Actinobacteria i Proteobacteria. Najveći diverzitet detektovan je u zemljištu, dok je endorizosfera svih biljaka pokazala najniži diverzitet bakterijskih zajednica specijalizovanih pod intenzivnim uticajem biljke.Primenjene strategije za izolaciju rezultirale su kolekcijama multifunkcionalnih sojeva među kojima je 7% HAL izolata i 13% izolata iz ACC kolekcije ispoljavalo svih osam testiranih PGP svojstava. Svojstva solubilizacije kalijuma, fosfata i cinka su bila izraženija među izolatima ACC kolekcije, dok je produkcija IAA bila zastupljenija među predstavnicima HAL kolekcije. Produkcija amonijaka, EPS i stvaranje biofilma su bili zastupljeni kod više od 90% testiranih izolata obe kolekcije. Molekularnom identifikacijom potvrđeno je prisustvo predstavnika halotolerantnih rodova Halomonas, Kusheria, Halobacillus, Mammalicoccus (bivši Staphylococcus) i Planococcus, među kojima su i predstavnici koji ispoljavaju višestruka PGP svojstva u uslovima povišene koncentracije soli...

Opis (srp)

Mikrobiologija - Ekološka mikrobiologija / Microbiology - Microbial ecology Datum odbrane: 27.06.2025.

Opis (eng)

Plant microbiota, specifically Halotolerant Plant Growth-Promoting Bacteria (HT PGP), play a crucial role in plant tolerance to stress caused by increased salt concentrations. HT PGP bacteria, inhabiting the rhizosphere, surrounding soil, or plant endorhizosphere, promote plant growth and nutrient availability, as well as resistance to abiotic stress and pathogen attacks, while restoring the fertility of saline soil in an agroecologically acceptable manner.Given the global problem of soil salinization and its detrimental effects on agriculture, there is growing interest in applying HT PGP bacteria to mitigate the impact of elevated salt concentrations on crops. Consequently, the goal of this dissertation was to study the diversity of bacterial communities in the rhizosphere, endorhizosphere, and soil of natural saline habitats at the Slano Kopovo site (Serbia) as a resource for the formation of a collection of characterized HT PGP bacteria with the potential for application in sustainable agricultural production, helping crops overcome the effects of salt stress.In order to achieve the objectives of the thesis, an integrative method was applied, that includes both culture-independent and culture-dependent strategies. Next generation sequencing (NGS) was used to establish a taxonomic profile of bacterial populations associated with halophytes. The bacterial collection was isolated and formed based on two criteria: halotolerance and synthesis of the enzyme 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase, resulting in the HAL and ACC collections. The isolates were screened for halotolerance and PGP traits such as indole-3-acetic acid (IAA) synthesis, ammonia production, phosphate solubilization, potassium and zinc mobilisation, siderophore production, as well as exopolysaccharides (EPS) and biofilm formation.PGP properties were studied under different NaCl concentrations, while molecular identification was performed for individual strains exhibiting multiple PGP mechanisms. The Bacillus megaterium 6Z3 and Halomonas songnenensis 14KX2 strains were selected to evaluate their effects on eight parameters of seed germination and early growth stages of barley, wheat, and sunflower under conditions with and without NaCl addition. Additionally, the selected strains were encapsulated in an alginate-starch matrix, using the extrusion technique. The viablity of the encapsulated cells was monitored for one year to assess the potential of this technique for the production of solid bioinoculants.Culture-independent methods have revealed that plant species, in combination with external factors, affect the diversity and composition of bacterial communities associated with halophytes, which are predominantely composed of Actinobacteria and Proteobacteria. Soil exhibited the highest bacterial diversity, while the endorhizosphere of all plants had the lowest diversity of bacterial communities that had specialized under the intensive influence of the plant.The isolation method used resulted in collections of multifunctional bacteria, with 7% of HAL isolates and 13% of ACC isolates demonstrating all eight assessed PGP traits. ACC isolates demonstrated greater potassium, phosphate, and zinc solubilization, whereas HAL isolates produced higher levels of IAA. More than 90% of the isolates from both collections synthesized ammonia, EPS, and formed biofilms. Molecular identification confirmed the presence of representatives from halotolerant genera Halomonas, Kushneria, Halobacillus, Mammalicoccus (formerly Staphylococcus), and Planococcus, all of which exhibit multiple PGP properties at elevated salt concentrations...

Jezik

srpski

Datum

2025

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-SA 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Deliti pod istim uslovima 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Pedologija. Nauka o zemljištu

soil salinity, halophyte microbiota, halotolerant plant growth promoting bacteria (HT PGP), Halomonas songenensis, Bacillus megaterium, bacterial seed treatment, encapsulation

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Pedologija. Nauka o zemljištu

zaslanjenost zemljišta, mikrobiota halofita, halotolerantne bakterije stimulatori biljnog rasta (HT PGP), Halomonas songnenensis, Bacillus megaterium, bakterijski tretman semena, inkapsulacija

502.211:579]:574:661.162.66(043.3)