Biological effects of L-tryptophan and the vaccine azotobakteryna in soil

• Autorzy: Wyszkowska J. , Kucharski J. , Borowik A.

Warianty tytułu

PL

Biologiczne skutki działania L-tryptofanu i azotobakteryny w glebie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of this study has been to determine the effect of L-tryptophan on the biological properties of soil. The influence of L-tryptophan, a precursor of auxins, was tested in a pot experiment. Another aim has been to check whether it is possible to enhance the effect of L-tryptophan by increasing the pool of soil-borne Azotobacter spp. bacteria. The experiments were performed on samples of eutrophic brown soil developed from loamy sand of the pHKCl equal to 6.9. Portions of soil weighing 3.2 kg were placed in pots. The research comprised two series: with and without the vaccine Azotobakteryna added to soil. L-tryptophan was applied in the following doses: 0; 0.5; 5; 50 and mg kg-1 of soil. Onion was the tested plant. The results have demonstrated that L-tryptophan significantly affected the growth and development of onion. It had positive influence on the microbiological and biochemical properties of soil. L-tryptophan raised counts of the following bacteria: oligotrophic and their endospores, copiotrophic and their endospores, ammonifying, nitrogen-immobilizing, Azotobacter, and cellulolytic cells, as well as actinomycetes and fungi. It also stimulated the activity of dehydrogenases, urease, acid and alkaline phosphatase. In contrast, it decreased the counts of Arthrobacter and Pseudomonas. The vaccine Azotobakteryna increased the counts of such bacteria as Azotobacter, oligotrophs and their endospores, copiotrophs and their endospores, nitrogen-fixing bacteria, Arthrobacter, Pseudomonas, actinomycetes and fungi. The vaccine stimulated the activity of urease, but lowered the counts of ammonifying and cellulolytic bacteria as well as the activity of dehydrogenases.

PL

Celem badań było określenie wpływu L-tryptofanu na biologiczne właściwości gleby. Działanie tego prekursora auksyn testowano w doświadczeniu wazonowym. Sprawdzano możliwość wzmocnienia efektywności L-tryptofanu poprzez zwiększenie w glebie puli bakterii z rodzaju Azotobacter. Badania wykonano w próbkach gleby brunatnej eutroficznej typowej wytworzonej z piasku gliniastego (loamy sand) o pHKCl 6,9. W wazonach umieszczono po 3,2 kg gleby. Badania obejmowały dwie serie: bez i z dodatkiem do gleby szczepionki Azotobakteryny. L-tryptofan stosowano w następującej ilości: 0; 0.5; 5 i 50 mg kg-1 gleby. Rośliną doświadczalną była cebula. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że L-tryptofan istotnie wpływał na wzrost i rozwój cebuli. Korzystnie oddziaływał na mikrobiologiczne i biochemiczne właściwości gleby. Zwiększał liczebność bakterii oligotroficznych i ich form przetrwalnych, kopiotroficznych i ich form przetrwalnych, amonifikacyjnych, immobilizujących azot, Azotobacter, celulolitycznych, promieniowców i grzybów oraz aktywność dehydrogenaz, ureazy, fosfatazy kwaśnej i fosfatazy alkalicznej, a zmniejszał - Arthrobacter i Pseudomonas. Azotobakteryna zwiększała liczebność bakterii: Azotobacter, oligotroficznych i ich form przetrwalnych, kopiotroficznych i ich form przetrwalnych, immobilizujących azot Arthrobacter, Pseudomonas, promieniowców i grzybów oraz stymulowała aktywność ureazy a zmniejszała liczebność bakterii amonifikacyjnych i celulolitycznych i aktywność dehydrogenaz.

Słowa kluczowe

EN

L-tryptophane; enzymes activity; microorganisms numbers

PL

L-tryptofan; aktywność enzymów; liczebność mikroorganizmów

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, nr 4
• Strony: 238--241
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wyszkowska J.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn Department of Microbiology pl. Łódzki 3, 10-727 Olsztyn, Poland

autor

Kucharski J.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn Department of Microbiology pl. Łódzki 3, 10-727 Olsztyn, Poland

autor

Borowik A.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn Department of Microbiology pl. Łódzki 3, 10-727 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• [1] Ahmed M, Stal LJ, Hasnain S.: Production of indole-3-acetic acid by the cyanobacterium Arthrospira platensis strain MMG-9. Microbiol. Biotechnol., 2010, Vol. 20, 1259-1265.
• [2] Arhipova T.N., Prinsen E., Veselov S.U., Martinienko E.V., Melentiev A.J., Kudoyarova G.R.: Cytokinin producing bacteria enhance plant growth in drying soil. Plant Soil, 2007, Vol. 292, 305-315.
• [3] Gutierrez C.K., Matsui Y., Lincoln DE, Lovell C.R.: Production of the phytohormone indole-3-acetic acid by estuarine species of the genus Vibrio. Appl. Environ. Microbiol., 2009, Vol. 75, 2253–2258.
• [4] Hashtroudi M.S., Ghassempour A., Riahi H., Shariatmadari Z., Khanjir M.: Endogenous auxins in plant growthpromoting Cyanobacteria - Anabaena vaginicola and Nostoc calcicola. J Appl. Phycol., 2013, Vol. 25, 379–386.
• [5] Kucharski J., Wyszkowska J., Nowak G.: Response of field bean plants and soil microorganisms to cytokinine precursors and N-benzyladenine. Polish J. Soil Sci., 1999, Vol. 32(2), 89-95.
• [6] Kucharski J., Wyszkowska J., Nowak G.: Effect of Ltryptophane and b-indoleacetic acid on yield of field bean and soil microlbial activity. Natur. Sc., 2000, Vol. 5, 55-63.
• [7] Lewis D.R., Negi S., Sukumar P., Muday G.K.: Ethylene inhibits lateral root development, increases IAA transport and expression of PIN3 and PIN7 auxin efflux carriers. Development, 2011, Vol. 138, 3485–3495.
• [8] Matysiak K., Adamczewski K.: Regulatory wzrostu i rozwoju roślin – kierunki badań w Polsce i na świecie. Prog. Plant Prot., 2009, Vol. 49(4), 1810-1816.
• [9] Muhammad A., Rashid H., Hussain I., Saqlan Naqvi S.m.: Proliferation - rate of BAP and kinetin on Bababa (Musa spp. AAA Group). Hort Sci., 2007, Vol. 27(5), 1253-1255.
• [10] Nassar A.H., El-Tarabily K.A., Sivasithamparam K.: Promotion of plant growth by an auxin-producing isolate of the yeast Williopsis saturnus endophytic in maize (Zea mays L.) roots. Biol. Fertil. Soils, 2005, Vol. 42, 97–108.
• [11] Ouyang J, Shao X, Li J.: Indole-3-glycerol phosphate, a branchpoint of indole-3-acetic acid biosynthesis from the tryptophan biosynthetic pathway in Arabidopsis thaliana. Plant J., 2000, Vol. 24, 327–333.
• [12] Sarwar M., Frankenberger W.T.: Influence of L-tryptophan and auxins applied to the rhizosphere on the vegetative growth of Zea mays L. Plant & Soil, 1994, Vol. 160, 97-104.
• [13] StatSoft, Inc. 2011. STATISTICA (data analysis software system), version 10. www. statsoft.com.
• [14] Wyszkowska J., Kucharski M., Kucharski J.: Microbiological and biochemical properties of soil depending on adenine and Azotobacterin applied. J. Elem., 2008, Vol. 13(1), 127-137.
• [15] Zhang R, Wang B, Ouyang J, Li J, Wang Y.: Arabidopsis indole synthase, a homolog of tryptophan synthase alpha, is an enzyme involved in the Trp-independent indole-containing metabolite biosynthesis. J. Integr. Plant Biol., 2008, Vol. 50, 1070–1077.