Γενετική ποικιλομορφία αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων τα οποία απομονώθηκαν από τη ριζόσφαιρα καλλιεργούμενων δημητριακών

Abstract

Από τις πιο διαδεδομένες καλλιέργειες στον Ελλαδικό χώρο αποτελεί η καλλιέργεια των δημητριακών. Η βρώμη και το κριθάρι όπως και όλα σχεδόν τα αγρωστώδη έχουν αυξημένες ανάγκες σε άζωτο, στοιχείο σημαντικό για την ανάπτυξη τους, που όμως η μη-αφομοιώσημη μορφή του στην φύση, δεν το καθιστά ικανό να απορροφηθεί από τα φυτά. Έτσι η διαδικασία τροφοδότησης της ριζόσφαιρας με άζωτο στη φύση επιτελείται από αζωτοδεσμευτικά βακτήρια ελεύθερης διαβίωσης. Ο στόχος της παρούσας διατριβής αποτέλεσε την ταυτοποίηση με μοριακές μεθόδους 8 στελεχών αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων, τα οποία συλλέχθησαν από τη ριζόσφαιρα φυτικών δειγμάτων βρώμης και κριθαριού προερχόμενα από τα διαμερίσματα που αποτελούν τους κύριους σιτοβολώνες της Ελλάδας. Συγκεκριμένα, αναλύθηκε μοριακά το γονίδιο nifH που κωδικοποιεί για την Fe-πρωτεΐνη της νιτρογενάσης (αναγωγάση νιτρογενάσης)και είναι υπεύθυνο για την διαδικασία της αζωτοδεύσμευσης. Εν συνεχεία προχωρήσαμε σε ανάλυση δύο αρκετά συντηρημένων γονιδίων του 16S rRNA, όπου αποτελεί το πιο αποδεκτό και ευρέως χρησιμοποιούμενο γονίδιο στην βακτηριακή ταξινόμηση και φυλογένεια, και του dnaK που κωδικοποιεί για μόρια σαπερόνης (chaperone protein) τα οποία εμπλέκονται σε σημαντικές κυτταρικές λειτουργίες. Τέλος σε ορισμένα στελέχη αναλύθηκε το γονίδιο το οποίο εκφράζει την αποκαρβοξυλάση του ινδολοπυροβικού οξέος ipdC. Η φυλογενετική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε έδειξε ότι από τα 8 αζωτοδεσμευτικά στελέχη πέντε ανήκουν στο γένος Azospirillum (A. brasilense, A. zeae )και τα τρία στο είδος Pseudomonas stutzeri.

The cultivation of cereals is very widespread in Greece. Barley and oat like most of the grasses have an increased demand for nitrogen, a very important element for their growth. Nitrogen in nature is non-assimilable and cannot be absorbed from the plants. The provision of nitrogen to the rhizosphere of grain in nature is accomplished by free-living diazotrophic bacteria. The aim of the present study is the identification by molecular methods of 8 strains of diazotrophic bacteria, collected from the rhizosphere of barley and oat plant samples deriving from regions that constitute the main grain growing regions of Greece. Specificly, a molecular analysis of the nifH gene was conducted, which encodes the Fe-protein of nitrogenase ( nitrogenase reductase )and is responsible for the nitrogen-fixing ability. We also proceed to the analysis of two housekeeping genes, the gene that encodes for the 16S rRNA, which is widely accepted as an indespensible tool for the phyllogenetic classification, and dnaK which encodes for chaperones responsible for important cellular functions. Finally we analysed the gene which that encodes the indole-pyruvate decarboxylase ipdC in certain strains. The phylogenetic analysis carried out showed that among the 8 strains of diazotrophic bacteria, 5 strains belong to the Azospirillum genus (A. brasilense, A. zeae ) and 3 strains belong to Pseudomonas stutzeri species.