Efficiency of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) for the enhancement of rice growth

Resumo

As rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP) são bactérias benéficas que colonizam as raízes das plantas e aumentam o crescimento delas por meio de uma ampla variedade de mecanismos. O uso de RPCP está aumentando constantemente na agricultura e oferece uma maneira atraente de substituir fertilizantes químicos, pesticidas e suplementos. Aqui, isolamos e caracterizamos a RPCP do solo da rizosfera do campo de arroz para melhorar o crescimento do arroz. Os solos da rizosfera foram coletados de diferentes áreas de Mymensingh, em Bangladesh. Dez isolados de bactérias, designados como PGB1, PGB2, PGB3, PGB4, PGB5, PGT1, PGT2, PGT3, PGG1 e PGG2, foram isolados e caracterizados com sucesso. Posteriormente, para investigar os efeitos dos isolados de RPCP no crescimento do arroz, foi realizado um experimento de cultivo em vasos. Antes do cultivo das sementes em vasos plásticos, as sementes foram tratadas com isolados de RPCP e as mudas foram colhidas após 21 dias de inoculação. Os isolados PGB4, PGT1, PGT2, PGT3, PGG1 e PGG2 induziram a produção de ácido indol acético (IAA), enquanto apenas o isolado PGT3 foi capaz de solubilizar o fósforo. A maioria dos isolados resultou em um aumento significativo na altura da planta, no comprimento da raiz e na produção de matéria seca do broto e da raiz das mudas de arroz. Além disso, os isolados de PGPR aumentaram consideravelmente a germinação de sementes de arroz. Entre os dez isolados, PGB4 e PGG2 foram considerados quase igualmente melhores em todos os aspectos, como produção de matéria seca, altura da planta e comprimento da raiz do arroz e produção de IAA. O isolado PGT3 também se mostrou promissor na produção de IAA, com uma propriedade adicional de solubilização de fosfato. O presente estudo, portanto, sugere que o uso dos isolados de RPCP PGB4, PGG2 e PGT3 como biofertilizantes inoculantes pode ser benéfico para o cultivo de arroz, pois eles aumentaram o crescimento do arroz e induziram a produção de IAA e a solubilização de fósforo.

Abstract

Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) are beneficial bacteria that colonize plant roots and enhance plant growth by a wide variety of mechanisms. The use of PGPR is steadily increasing in agriculture and offers an attractive way to replace chemical fertilizers, pesticides, and supplements. Here, we have isolated and characterized the PGPR from the rhizosphere soil of rice field for the enhancement of growth of rice. Rhizosphere soils were collected from different areas of Mymensingh in Bangladesh. Ten isolates of bacteria, designated as PGB1, PGB2, PGB3, PGB4, PGB5, PGT1, PGT2, PGT3, PGG1 and PGG2, were successfully isolated and characterized. Subsequently, to investigate the effects of PGPR isolates on the growth of rice, a pot culture experiment was conducted. Prior to seeds grown in plastic pots, seeds were treated with PGPR isolates and seedlings were harvested after 21 days of inoculation. Isolates PGB4, PGT1, PGT2, PGT3, PGG1 and PGG2 induced the production of indole acetic acid (IAA), whereas only PGT3 isolate was able to solubilize phosphorus. Most of isolates resulted in a significant increase in plant height, root length, and dry matter production of shoot and root of rice seedlings. Furthermore, PGPR isolates remarkably increased seed germination of rice. Among the ten isolates, PGB4 and PGG2 were found almost equally better in all aspects such as dry matter production, plant height and root length of rice, and IAA production. Isolate PGT3 was also found to be promising in IAA production having an additional property of phosphate solubilization. The present study, therefore, suggests that the use of PGPR isolates PGB4, PGG2 and PGT3 as inoculant biofertilizers might be beneficial for rice cultivation as they enhanced growth of rice, and induced IAA production and phosphorus solubilization.