温室内観賞用作物の品質と水ストレス耐性を向上させる根圏細菌の単離

Isolation of Rhizosphere Bacteria That Improve Quality and Water Stress Tolerance in Greenhouse Ornamentals.

• Nathan P Nordstedt
• Michelle L Jones

抄録

水不足ストレスは、植物の成長と開花に悪影響を及ぼすため、観賞用作物の価値を失う主な原因となる。さらに、生産後の水ストレスは、植物の光合成能力を低下させ、小売店や消費者の家庭や庭での作物の品質に悪影響を与える可能性がある。微生物を含有する生物刺激剤製品の適用は、ストレス耐性と作物の品質を向上させることができるが、温室生産システムにおける市販の生物刺激剤のほとんどの成功は一貫性がない。温室内観葉植物において一貫した生物刺激剤活性を有する有益な細菌を同定するために、我々の研究では、水ストレスを受けた温室内観葉植物の根圏から細菌を単離した。人気のある観葉植物の5種を15の異なる商業温室施設から入手し、3サイクルの水ストレスにさらした。根圏から1,000個以上の細菌単離株を採取し、浸透適応性と1-アミノシクロプロパン-1-カルボキシレート（ACC）デアミナーゼ活性についてスクリーニングした。選抜された80株について、水ストレスを受けた××の植物のサイズと花数を増加させる能力について、ハイスループットの温室試験で評価した。次に、ハイスループット試験から選択された10個の細菌株が、植物の成長を増加させ、水ストレスを受けた植物と××の光合成パラメータの減少を緩和する能力について、温室での妥当性確認試験で評価された。特定のバクテリアの適用は、未処理の水ストレス植物と比較して、水ストレスからの回復後の植物の種の両方の植物のサイズと花数を増加させた。さらに、バクテリアの散布は、水ストレスと回復時の電解質漏出の程度を減少させながら、光化学系II（PSII）の量子収量と効率、電子輸送率（ETR）を含むクロロフィル蛍光パラメータを増加させた。全体的に、本研究は、商業的に重要な観賞用作物2種において、水ストレスへの耐性と水ストレスからの回復を増加させることができる細菌株を同定した。

Water deficit stress is a major contributor to the loss of ornamental crop value due to its negative effects on plant growth and flowering. In addition, post-production water stress can reduce the photosynthetic capacity of plants, negatively impacting crop quality at retail and in the consumer's home and garden. While the application of microbe-containing biostimulant products can increase stress tolerance and crop quality, the success of most commercially available biostimulants in greenhouse production systems is inconsistent. To identify beneficial bacteria with consistent biostimulant activity in greenhouse ornamentals, our study isolated bacteria from the rhizosphere of water stressed greenhouse ornamentals. Five species of popular ornamentals were obtained from 15 different commercial greenhouse facilities and then subjected to three cycles of water stress. Over 1,000 bacterial isolates were collected from the rhizosphere and screened for osmoadaptability and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase activity. Eighty selected isolates were evaluated in a high-throughput greenhouse trial for their ability to increase plant size and flower number of water-stressed × . Ten bacterial strains selected from the high-throughput trial were then evaluated in a greenhouse validation trial for their ability to increase plant growth and to mitigate the reduction in photosynthetic parameters of water stressed and × . Application of certain bacteria increased plant size in both species and flower number of after recovery from water stress when compared to untreated water stressed plants. In addition, bacteria application increased the chlorophyll fluorescence parameters including quantum yield and efficiency of photosystem II (PSII) and electron transport rate (ETR), while decreasing the extent of electrolyte leakage during water stress and recovery. Overall, this study identified bacterial strains that can increase tolerance to and recovery from water stress in two commercially important ornamental crop species.

Copyright © 2020 Nordstedt and Jones.