باكتري‌هاي حل‌كننده فسفات: جداسازي باكتري‌ها و ژن‌هاي رمزكننده حل‌كنندگي فسفات، مكانيسم و ژنتيك انحلال فسفات

Phosphate solubilizing bacteria: Isolation of Bacteria and Phosphate Solubilizing Genes, Mechanism and Genetics of Phosphate Solubilization

فسفر يكي از عناصر غذايي مهم براي گياهان مي‌باشد كه در خاك فراهمي كمي دارد. فسفر در خاك به دو شكل آلي و معدني يافت مي‌شود. باكتري‌هاي تحريك‌كننده رشد گياه يا PGPR، باكتري‌هاي موجود در خاك و ريزوسفر گياهان هستند كه با سازوكار‌هاي مختلف به رشد گياه كمك مي‌كنند. توانايي برخي ريزسازواره‌ها به منظور تبديل فسفر نامحلول به شكل قابل استفاده مانند ارتوفسفات، ويژگي مهمي در PGPR مي‌باشد كه باعث افزايش عملكرد گياهان مي‌شود. گونه‌هايي از جنس Pseudomonas، Bacillus، Pantoea وRhizobium از قوي‌ترين حل‌كنندگان فسفات به شمار مي‌آيند. سازوكار اصلي براي انحلال فسفات معدني توليد اسيدهاي آلي است و در انحلال اشكال فسفر آلي اسيد فسفاتازها نقش اصلي را در خاك بازي مي كنند. روش مرسوم در جداسازي اين دسته از باكتري‌ها استفاده از منابع فسفاته معدني و آلي كم محلول يا نامحلول در محيط كشت‌هاي مايع يا جامد مي‌باشد، كه از طريق پايش توليد فسفات آزاد شده و كاهش pH در محيط مايع يا مشاهده هاله شفاف در اطراف كلني‌ها و توليد كلني‌هاي رنگي (سبز ، آبي و زرد) در صورت استفاده از سوبستراهاي رنگزا در محيط كشت جامد دنبال مي‌شود. گر چه دانش ژنتيك انحلال فسفات هنوز اندك مي‌باشد، چندين ژن رمزكننده فسفاتاز مشخص گرديده و همسانه‌سازي شده‌اند و تعدادي ژن درگير در انحلال فسفات معدني جداسازي شده است. روش‌هاي زيست‌شناسي مولكولي رويكردي مفيد براي به دست آوردن و تشخيص سويه‌هاي PGPR كاآمد مي‌باشد. انتقال و بيان ژن‌هاي درگير در انحلال فسفات (فسفات آلي يا معدني) در باكتري‌ها يا گياهان يك راهكار جديد براي بهبود ظرفيت ريزسازواره‌ها به عنوان مايه تلقيح ميكروبي است.

Phosphorus is one of the major plant nutrients that is least available in the soil. There are two components of P in soil, organic and inorganic phosphate. Plant growth-promoting bacteria (PGPR) are soil and rhizosphere bacteria that can benefit plant growth by different mechanisms. The ability of some microorganisms to convert insoluble P to an accessible form, like orthophosphate, is an important trait in a PGPR for increasing plant yields. The use of phosphate solubilizing bacteria as inoculants simultaneously increases P uptake by the plant and crop yield. Strains from the genera Pseudomonas, Bacillus, Pantoea and Rhizobium are among the most powerful phosphate solubilizers. The principal mechanism for mineral phosphate solubilization is the production of organic acids, and acid phosphatases play a major role in the mineralization of organic phosphorous in soil. The main method for isolation PSB is carrying out by using insoluble organic and inorganic phosphate source in solid or liquid media with monitoring of production of free orthophosphate and decreasing pH in liquid media or production halo zone around colonies or production green, blue and yellow colonies in presence of chromogenic substrates in solid media. Although knowledge of the genetics of phosphate solubilization is still scanty, several phosphatase-encoding genes have been cloned and characterized and a few genes involved in mineral phosphate solubilization have been isolated. Molecular biology methods are a benefit approach to access and characterization of improved PGPR. Transfer and expression of phosphate (organic and inorganic phosphate) solvent encoding genes in bacteria or plants, is a new way for improving of microorganism capacitance as an inoculant.