دانشگاه اصفهان زیست شناسی میکروبی 3060-7647 8 32 2019 12 22 Multifunctional Biofertilizer from Pseudomonas Putida PT: A Potential Approach for Simultaneous Improving Maize Growth and Bioremediation of Cadmium-polluted Soils کود زیستی چند منظوره از Pseudomonas putida PT: رویکردی برای تحریک همزمان رشد ذرت و زیست‌پالایی خاک‌های آلوده به کادمیوم 117 129 23770 10.22108/bjm.2019.115315.1181 FA ساناز خاشعی گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران زهرا اعتمادی فر گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران حمیدرضا رحمانی استادیار/ مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی، اصفهان، ایران Journal Article 2019 01 27 <strong>Introduction</strong><strong>:</strong> Pollution of agricultural soils with heavy metals is a serious problem in the world. The aim of this study was to produce a multipurpose biofertilizer which can remove cadmium from polluted soils as well as enhancing plant growth. <br /><strong>Materials and method</strong>s<strong>:</strong> To study the ability of <em>Pseudomonas putida</em> strain PT for establishing an effective relationship with plants, the effects of some compounds present in plant root exudates were examined on chemotaxis, growth, and biofilm formation of bacteria. Pot experiments were performed by using biofertilizers prepared from <em>P. putida</em> PT by two different methods including seed immersion and immobilization of the bacterial cells on rice bran as carrier. After measuring the fresh weight and dry weight of each plant, cadmium concentrations in plant aerial tissues and soil in the presence and absence of biofertilizers was measured by atomic absorption spectrometry. <br /><strong>Results</strong><strong>:</strong> Results showed positive chemotactic responses of <em>P. putida</em> PT to sucrose, mannitol, glucose, alanine, histidine, tryptophan, succinic acid, malic acid, and citric acid. Succinic acid, mannitol, and sucrose promoted both biofilm formation and growth of <em>P. putida</em> PT. Malic acid enhanced only the bacterial growth, whereas histidine, tryptophan and glucose promoted biofilm formation. Both biofertilizers enhanced the fresh and dry weight of maize plants about 2-fold. The maximum reduction of cadmium concentration in the soil was observed in the presence of immobilized cells (97.57%), followed by the inoculation of bacterial cells by seed immersion method (68.67%). Cadmium concentration in plants was decreased from 6310 ppb in control experiment to 885 ppb and 2917.5 ppb in the presence of biofertilizers produced by cell immobilization and seed immersion techniques, respectively. <br /><strong>Discussion and conclusion: </strong>Using these fertilizers is an approach to promote maize growth in cadmium contaminated soils along with decreasing metal concentrations in soil and plant. مقدمه: آلودگی خاک‌های کشاورزی با فلزات سنگین یک معضل جهانی است. هدف پژوهش تهیه کود زیستی چند منظوره با قابلیت حذف کادمیوم از خاک‌های آلوده و افزایش رشد گیاه است.<br /> مواد و روش‌‌ها: جهت ارزیابی توانایی سویه Pseudomonas putida PT در برقراری رابطه‌ای موثر با گیاهان، تاثیر برخی ترکیبات موجود در ریشه گیاهان بر کموتاکسی، رشد و تشکیل بیوفیلم بررسی شد. آزمایش‌های گلدانی با کودهای زیستی تهیه شده از P. putida PT با دو روش متفاوت شامل غوطه‌وری بذر و تثبیت باکتری بر سبوس برنج به عنوان حامل، انجام شد. پس از محاسبه وزن تر و خشک گیاهان، غلظت‌های کادمیوم در بخش‌های هوایی گیاه و خاک در حضور و عدم حضور کودهای زیستی به وسیله طیف سنجی جذب اتمی اندازه‌گیری شد.<br /> نتایج: پاسخ‌های کموتاکتیک مثبت P. putida PT به ساکارز، مانیتول، گلوکز، آلانین، هیستیدین، تریپتوفان، سوکسینیک اسید، مالیک اسید و سیتریک اسید مشاهده شد. مانیتول، ساکارز و سوکسینیک اسید رشد و تشکیل بیوفیلم را افزایش دادند. مالیک اسید تنها رشد باکتری و هیستیدین، تریپتوفان و گلوکز تشکیل بیوفیلم را بهبود بخشیدند. هر دو نوع کودهای زیستی وزن تر و خشک ذرت را حدود دو برابر افزایش دادند. حداکثر کاهش کادمیوم در خاک به ترتیب در حضور کودهای زیستی تهیه شده با روش‌‌های تثبیت سلولی (97.57%) و غوطه‌وری بذر (68.67%) مشاهده شد. غلظت کادمیوم در گیاهان از 6310 پی‌پی‌بی در آزمایش شاهد به 884 و 5. 2917 پی‌پی‌بی به ترتیب در حضور کودهای زیستی تهیه شده با تکنیک‌های تثبیت سلولی و غوطه‌وری بذر، کاهش یافت.<br /> بحث و نتیجه ‏ گیری: استفاده از این کودها رویکردی جهت بهبود رشد ذرت در خاک‌های آلوده به کادمیوم توام با کاهش غلظت فلز در خاک و گیاه است. https://bjm.ui.ac.ir/article_23770_6f78a22f8d6660e6fc803958d0038cd2.pdf