Diversiti bakteria pengikat nitrogen endofitik daripada pokok buluh

Entri sebelum ini menceritakan perihal kulat yang didapati daripada daun buluh yang mereput melalui satu kajian. Kali ini, di China (wilayah Guangdong), di Kolej Pertanian, Universiti Selatan China. Sekumpulan penyelidik daripada Makmal Pembiakbakaan Tumbuhan universiti berkenaan membuat kajian berkenaan diversiti mikrob endofitik (mikrob yang menjalankan hubungan simbiotik dengan perumah) yang didapati dari pokok buluh duri (Bambusa blumeana) yang terdapat banyak di negara Asia tropika. Gambar kiri: Buluh duri (kredit: NHE Rabbitry)

Bakteria endofitik seperti Acetobacter, Azoarcus dan Herbaspirillum, yang biasa terdapat daripada tumbuhan graminaceous, menduduki tisu tumbuhan dan mampu mengikat sejumlah nitrogen bagi keperluan tumbuhan tersebut (James and Olivares, 1998; Reinhold-Hurek and Hurek, 1998). Bakteria pengikat nitrogen juga dikenali sebagai diazotroph. Berdasarkan kajian ini, pelbagai spesis bakteria endofitik dijangka boleh dijumpai daripada pokok buluh dan menjadi sumber bio mikroorganisma yang menggalakkan pertumbuhan tanaman. Kajian yang dijalankan di China ini bertujuan mencari bakteria endofitik pengikat nitrogen dan membuktikan diversiti bakteria endofitik ini hidup dalam pokok buluh.

Akar, batang dan daun buluh duri dikutip yang kemudiaannya dibersihkan. Sampel-sampel ini kemudian dibuat ujian Polymerase Chain Reaction (PCR) dan Sodium Dodecyl Sulphate–Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE).

Ujian aktiviti nitrogenase

Berdasarkan pertumbuhan bakteria pada media bebas N, bilangan diazotroph yang paling hampir dalam tisu segar buluh berada dalam lingkungan 4.5x10⁴ dan 6.6x10⁶ sel/g. Dengan menggunakan kaedah acetylene reduction assay (ARA), 40 strain dikenalpasti sebagai diazotroph. Jadual 1 menunjukkan aktiviti nitrogenase daripada 40 pencilan yang dianggarkan melebihi 500 nmol/ml per jam (h), yang mana nilainya lebih tinggi daripada yang dilaporkan sebelum ini (Hafeez dan Malik, 2000). Strain z7 merekodkan 3790 nmol/ml per h, yang mempunyai aktiviti nitrogenase tertinggi. Kebanyakan bakteria pengikat nitrogen endofitik (32 strain) tertumpu di bahagian akar. Hanya 4 strain dijumpai di bahagian daun dan batang.

Jadual 1: Aktiviti nitrogenase pencilan daripada pokok buluh

Pencilan diazotroph diletakkan dalam lima kluster (I, II, III, IV and V) melalui proses kaedah SDS-PAGE (elektroforisis) jujukan protein. Analisis kepada jujukan 16 rDNA yang mewakili setiap strain menunjukkan kehadiran diversiti bakteria pengikat nitrogen (Jadual 2) yang banyak daripada genera Azospirillum (subkelas-α proteobacteria), Escherichia dan Pseudomonas (subkelas-ɣ proteobacteria), dan Aquaspirillum (subkelas-β proteobacteria). Ternyata buluh ini mempunyai diversiti bakteria pengikat nitrogen yang besar.

Jadual 2: Spesis-spesis bakteria pengikat nitrogen yang paling hampir yang terdapat pada pokok buluh

Ciri-ciri fisiologi diazotroph endofitik dan sifat-sifat biologi buluh menjelaskan mengapa kebanyakan bakteria endofitik pengikat nitrogen telah diasingkan daripada akar Bambusa blumeana. Diazotroph endofitik boleh membekalkan nitrogen dan metabolit sekunder kepada tumbuhan perumah. Tumbuhan perumah juga mengeluarkan metabolit berguna kepada bakteria dalam tanah melalui akar. Hubungan simbiotik (endofitik) ini menyuburkan pokok buluh dan menggalakkan pertumbuhan tunas baharu buluh. Akar pokok buluh menyediakan tempat yang sesuai bagi bateria ini berkembang dan membiak. Tekanan rendah oksigen pada akar berbanding dalam batang dan daun buluh memberi kesan positif dalam mempengaruhi kehidupan mikroorganisma pengikat nitrogen (Gu dan Wu, 1999; Lauren et al, 2003).

Sumber: Journal of Agricultural Biotechnology 2007