Characterization of microorganisms mineralizer of organic matter from different types of soil

Abstract

<p>Mikroorganizmi u zemlji&scaron;tu su ključni pokretači sinteze i mineralizacije organske materije. Mineralizacija (dehumifikacija) i humifikacija su dva procesa koja teku uporedo, ili prate jedan drugi. Oba su od velikog značaja za organsku materiju zemlji&scaron;ta. Mikrobiolo&scaron;ko razlaganje organske materije u zemlji&scaron;tu predstavlja proces koji za posledicu ima oslobađanje biljnih asimilativa i neophodno kruženje materije i energije koji određuju plodnost zemlji&scaron;ta i karakteristike agroekosistema. Izolacija, determinacija i odabir efektivnih sojeva bakterija, aktinomiceta i gljiva koje doprinose boljem i bržem razlaganju organske materije u zemlji&scaron;tu predstavlja polaznu osnovu za diferencijaciju sojeva mikroorganizama kao biofertilizatora &ndash; mikrobiolo&scaron;kih đubriva. U zemlji&scaron;te svakodnevno kroz organske ostatke dospevaju velike količine celuloze koju razgrađuju celulolitičke bakterije, gljive i aktinomicete .<br />Cilj ovih istraživanja bio je da se izolacijom bakterija, aktinomiceta i gljiva iz pet različith tipova zemlji&scaron;ta i njihovom morfolo&scaron;kom, fiziolo&scaron;kom, biohemijskom, PGP i molekularnom karakterizacijom izdvoje sojevi sa najvećim potencijalom razgradnje organske materije u cilju daljeg ispitivanja i formulacije mikrobiolo&scaron;kog preparata.<br />Izolacija mikroorganizama izvr&scaron;ena je iz pet različitih tipova zemlji&scaron;ta &ndash; ritska crnica, distrični kambisol, černozem, ranker i pseudoglej i određene su agrohemijskih karakteristika zemlji&scaron;ta. U ovim istraživanjima izolovano je ukupno 47 bakterijskih izolata, 32 aktinomicete i 61 izolat gljiva.<br />Od morfolo&scaron;kih osobina određene su morfolo&scaron;ke karakteristike ćelije i morfologija (izgled) kolonije. Od fiziolo&scaron;kih osobina određivani su: odnos prema izvoru ugljenika, temperaturi, reakciji sredine, koncentraciji NaCl i te&scaron;kim metalima. Od biohemijskih osobina ispitivane su: hidroliza želatina, aktivnost lipaze, amilaze, pektinaze, celulaze, produkcija vodonik- sulfida, ureaze i spobnost kori&scaron;ćenja citrata kao izvora energije. Od PGP osobina određivane su: produkcija indol-sirćetne kiseline, produkcija siderofora i produkcija HCN.<br />Molekularnom karakterizacijom izolata, metodom MALDI-TOF SP, utvrđen je identitet svih ispitivanih bakterijskih izolata. Utvrđeno je da svi izolati pripadaju rodu Bacillus. Izolati ČB4 i LB2 su identifikovani kao vrsta Bacillus mojavensis, ČB7 je identifikovan kao vrsta Bacillus licheniformis, LB4 je identifikovan kao Bacillus cereus, ČB5 kao Bacillus megaterium i izolat &Scaron;B11 kao vrsta Bacillus mycoides.<br />Na osnovu morfolo&scaron;ke karakterizacije i determinacije izolata gljiva, utvrđeno je da rodu Penicillium pripadaju sledeći izolati: LG1, LG2, LG3, ČG6, &Scaron;G5, &Scaron;G10 i &Scaron;G11. Rodu Aspergillus je utvrđeno da pripadaju izolati: ČG3, ČG5, ČG21 i &Scaron;G17. Rodu Trichoderma pripada jedan izolat RCG3. Prema morfolo&scaron;kim karakteristikama izolat RCG3 je najverovatnije vrsta Trichoderma harzianum.<br />Molekularnom karakterizacijom izolata aktinomiceta, metodom sekvenciranja gena 16s rRNA, potvrđen je identitet svih ispitivanih izolata aktinomiceta. Svi izolati pripadali su rodu Streptomyces, osim jednog izolata ČA6 za kojeg je utvrđeno da pripada bakterijskoj vrsti Bacillus mycoides.Izolati LA7 i ČA1 su identifikovani kao vrsta Streptomyces zaomyceticus, izolat LA2 kao vrsta Streptomyces ambofaciens i izolat ČA10 kao vrsta Streptomyces tanashiensis.<br />Biohemijskom karakterizacijom utvrđeno je da svi ispitivani izolati bakterija, aktinomiceta i gljiva produkuju &scaron;irok spektar ekstracelularnih enzima, među kojima su: celulaza, lipaza, amilaza, ureaza, pektinaza i želatinaza.<br />U na&scaron;im istraživanjima vrste B.mojavensis, B. licheniformis, izolati iz roda Penicillium sp. (ČG6, &Scaron;G11), T.harzianum, i izolati aktinomiceta Streptomyces zaomyceticus i Streptomyces tanashiensis(ČA1, ČA10), u sva tri ispitivana supstrata (slama, bukva, leguminoze) razgrađivali su od 38.38% do 81.69 % vi&scaron;e sirove celuloze u periodu od 30 dana inkubacionog ogleda u odnosno na početno stanje. Ovi izabrani izolati bakterija, aktinomiceta i gljiva, pokazali su povećani potencijal za razgradnju celuloze odnosno organske materije, i kao takvi mogu poslužiti kao osnova za formulisanje mikrobiolo&scaron;kog đubriva koje bi se u poljoprivrednoj proizvodnji koristilo za ubrzanje procesa mineralizacije.</p>

<p>Soil microorganisms have a central role of synthesis and mineralisation of organic matter. Mineralisation (dehumification) and humification are two processes which take place parallelly, or one following the other. Both of them are of great significance for organic matter of the soil. Microbiological decomposition of organic matter in the soil represents a process which results in releasing plant assimilatives and energy flow which determine the fertility of the soil and characteristics of an agroecosystem. Isolation, determination and selection of effective isolates of bacteria, actinomycetes and fungi, which contribute to better and faster decomposition of organic matter in soil, represent major steps in creating a biofertilisers &ndash; microbiological fertilizers. A large amount of cellulose comes into soil every day, through organic remains, and it is decomposed by cellulolytic bacteria, fungi and actinomycetes.<br />The aim of this research was to isolate bacterial, actimomycetes and fungal strains with the best degradation potential, by isolating the microorganisms from five different types of soil. Morphological, physiological, biochemical, PGP and molecular characterization were also examined. This would enable further research and formulation of microbiological preparation. Isolation of microorganisms was conducted from five types of soil - luvisol, district cambisol, chernozem, humus silicate soil (ranker) and pseudogley. The basic agrochemical characteristics of soil were determined. In these studies 47 bacterial isolates, 32 actinomycetes and 61 isolates of fungi were isolated. Morphological characteristics included morphology of the cell and colony. Physiological characterization included the determination of carbon source utilization, temperature, pH and concentration of NaCl and heavy metals. Biochemical characterization included production of extracellular enzymes (hydrolysis of gelatin, activity of lipase, amylase, pectinase, cellulase, urease and capability of using the citrates as a source of energy and production of hydrogen-sulfide. The production of indol-acetic acid, the production of siderophora and the production of HCN were determined from PGP properties.<br />The molecular characterization, by the method of MALDI-TOF SP, determined the identity of all</p>