Sélection et caractérisation des bactéries solubilisant le phosphate isolées du sol salin dans l’ouest algérien: effet sur la promotion de la croissance du blé (Triticum sp.).

Abstract

Résumé Les bactéries solubilisant le phosphate jouent un rôle vital dans la fertilité du sol et par conséquent favorisent la croissance des plantes. L’objectif globale de cette étude consiste à isoler et identifier des bactéries solubilisant le phosphate et étudier leurs activités PGP afin d’évaluer leurs effets sur la croissance d’une variété de blé dur. 104 bactéries solubilisant le phosphate ont été isolées de la rhizosphère de blé cultivé dans des sols salins dans une région de l’Ouest Algérien. Selon leurs capacités à solubiliser le phosphate tricalcique, 41 isolats ont été sélectionnés et évalués pour leurs activités favorisant la croissance des plantes telles que la production de l’acide indole acétique (AIA), de l’acide cyanhydrique (HCN), des sidérophores et d’ammoniac et la capacité à fixer l’azote atmosphérique. Des quantités importantes de phosphore solubilisé par les isolats ont été enregistrées allant de 327,50 à 738,57 µg/ml de phosphore libre. La production d’AIA et d’ammoniac a été démontrée par tous les isolats bactériens. 29,26% produisaient de l’HCN, 87% sont producteur de sidérophores et 75,6% ont été capables de fixer l’azote. Ces bactéries solubilisant le phosphate ont été rapprochées phénotypiquement aux genres Pseudomonas (39 ,02%) suivie par Bacillus (19,51%), Serratia (14,63%) Enterobacter (12 ,19%) et en fin par Aeromomas et Burkholderia avec 7,31%. Cinq BSP les plus performantes ont été sélectionnées (selon leurs activités PGP) et identifiées par le séquençage de leurs gènes ARNr 16S comme Enerobacter sp. (PSB18, PSB45), Serratia odorifera (PSB41, PSB87) et Bacillus cereus (PSB91). Ces isolats ont montré une bonne tolérance au sel, ils ont été par la suite utilisés pour inoculer les grains de blé dur sous trois traitements (sans sel avec phosphore soluble, sans sel avec phosphate insoluble et avec 100 mM de NaCl plus phosphate insoluble). L’inoculation des grains de blé par ces isolats bactériens a donné lieu à des améliorations variables de la croissance des tiges et des racines de plants de blé sous les trois traitements. Les taux de phosphore absorbé par les plantes et les taux de chlorophylle foliaire ont été améliorés suite à cette inoculation dans tous les traitements. Une diminution des taux de Na+ avec une augmentation des taux de K+ dans les feuilles de blé ont été constatées sous stress salin chez les plantes inoculées. Les PSB isolées à partir du sol salin dans cette étude ont montré un fort potentiel de produire des substances impliquées dans la promotion de la croissance des plantes. Les cinq inoculas sélectionnés ont pu augmenter l’absorption de phosphore par les plantes et ont réduit l’effet du stress salin. Mots clés : Activités PGP, Bactéries solubilisant le phosphate, Inoculation, Stress salin. Abstract Phosphate solubilizing bacteria play a vital role in soil fertility and thus promote the growth of plants. The objective of his work is isolation, identification and selection of phosphate solubilizing bacteria according to their PGP activities and evaluation of their effect on a variety of durum wheat growth. 104 phosphate solubilizing bacteria were isolated from wheat rhizosphere, of saline soils in a western region of Algeria. Depending on their ability to solubilize tricalcium phosphate, 41 isolates were selected and evaluated for their plant growth promoting activities such as the production of indole acetic acid (IAA), hydrocyanic acid (HCN), siderophores and ammonia and the ability to fix atmospheric nitrogen. Significant amounts of solubilized phosphorus by isolates were recorded ranging from 327,50 to 738,57 μg/ml of released phosphorus. IAA and ammoniac production was shown by almost all the bacterial isolates. 29,26% of the isolates were positive for HCN production, 87% were siderophore producers and 75,6% were able to fix nitrogen. Those phosphate solubilizing bacteria were identified biochemically as Pseudomonas (39,02%) followed by Bacillus (19,51%), Serratia (14,63%), Enterobacter (12,19%) and ultimately by Aeromomas and Burkholderia with 7,31%. Five of the most efficient PSB were selected and identified by sequencing their rRNA16S gene as Enerobacter sp. (PSB18, PSB45), Serratia odorifera (PSB41, PSB87) and Bacillus cereus (PSB91). Those isolates showed a good salt tolerance, they were used to inoculate the durum wheat grains with three treatments (without salt with soluble phosphorus, without salt and with insoluble phosphate, with 100 mM of NaCl and insoluble phosphate). Inoculation of wheat grains by these bacterial isolates improved the growth of shoots and roots of wheat plants with high percentages of improvement under the three treatments. The phosphorus levels absorbed by plants and foliar chlorophyll content were high following this inoculation in all treatments. A decrease in Na+ levels with an increase in K+ levels in wheat leaves were observed under salt stress in inoculated plants. PSB that have been isolated from saline soil in this study have shown a high potential to produce substances involved in plant growth promoting. Five selected inoculants have been able to increase phosphorus uptake by plants and reduce the effect of salt stress. Key words: PGP activities, Phosphate solubilizing bacteria, Inoculation, Salt stress.

الملخص تلعب البكتيريا المذيبة للفوسفات دورا حيويا في خصوبة التربة وبالتالي تعزز نمو مجموعة كبيرة من النباتات. الهدف من هذه الدراسة هو عزل وتشخيص البكتيريا المذيبة للفوسفات، دراسة أنشطتها PGP من اجل تقييم تأثيرها على نمو أحد أصناف القمح الصلب. تم عزل 104 عزلة بكتيريا مذيبة للفوسفات من منطقة الجذور لنبات القمح المزروع في تربة مالحة في منطقة من الغرب الجزائري. وفقا لقدرتها على اذابة الفوسفات غير قابل للذوبان تم اختيار41 عزلة وتقييم نشاطها المتعلق بتعزيز نمو النباتات مثل إنتاج حامض الأندول الخليك (AIA)، سيانيد الهيدروجين (HCN) ، السيدروفورات والأمونيا و قدرتها على تثبت النيتروجين الجوي. سجلت كميات كبيرة من الفوسفور المذاب بالعزلات البكترية حيث تراوحت كميات الفوسفور المحررة من 327,50 إلى 738,57 مغ/ ملل. جميع العزلات كانت منتجة لحمض الأندول الخليك والأمونيا بينما 29,26٪ منها كانت منتجة لسيانيد الهيدروجين و 87٪ كانت منتجة للسيدروفورات و75,6٪ كان لها القدرة على تثبيت النيتروجين الجوي. البكتيريا المذيبة للفوسفات التي تم تشخيصها كيميائيا تنتمي الى جنس Pseudomonas 39,02)٪( يليها Bacillus 19,51)٪( ، 14,63) Serratia٪( و Enterobacter 12,19) ٪( وفي الأخير Aeromomas و Burkholderia بنسبة 7,31٪ . تم اختيار خمسة من البكتيريا المذيبة للفوسفات الأكثر فعالية و تشخيصها جزيئيا بطريقة تسلسل مورثة الحمض النووي rARN16S مما اظهر انتماءها ل Enerobacter sp. (PSB45,PSB18) odorifera Serratia (PSB87, PSB41) و .(PSB91) Bacillus cereus أبدت هذه العزلات قدرة جيّدة على تحمّل الملوحة و قد تم استخدامها لتلقيح بذور القمح الصلب بواسطة ثلاثة علاجات (بدون ملح مع اضافة الفوسفور ، بدون ملح مع اضافة الفوسفور غير قابل للذوبان ، مع اضافة100 ميلي مولر من الملح و الفوسفور غير قابل للذوبان). أدى تلقيح بذور القمح بواسطة هذه العزلات البكتيرية إلى تحسن نمو السيقان والجذور لنباتات القمح بنسب مختلفة باستخدام ثلاث علاجات سيما تحت الضغط الملحي.كميات الفوسفور التي امتصتها النباتات ومعدلات الكلوروفيل في الاوراق كانت مرتفعة عقب التلقيح في كل الحالات، كما سجل انخفاض ملحوظ في نسبة الصوديوم +Na مع زيادة في نسبة البوتاسيوم+K في أوراق القمح تحت الضغط الملحي لدى النباتات الملقحة. أظهرت البكتيريا المذيبة للفوسفات إمكانات عالية لإنتاج المواد المساهمة في تعزيز نمو النبات و الخمس لقاحات المستعملة كانت فعالة وتمكنت من زيادة امتصاص الفوسفور في النباتات وقللت من تأثير الضغط الملحي. الكلمات المفتاحية: أنشطة PGP، البكتيريا المذيبة للفوسفات، تلقيح، الضغط الملحي.