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Solubilization of potassium-bearing minerals by a wild-type strain of Bacillus edaphicus and its mutants and increased potassium uptake by wheat

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Abstract:

Two potassium (K)-bearing minerals, Nanjing feldspar and Suzhou illite, were used to investigate K mobilization by the wild-type strain NBT of Bacillus edaphicus, also labeled MPs+, selected for high activity in mobilizing potassium from minerals, and by four of its UV + LiCl mutants, MPs++, MPs+1, MPs+2, and MPs. In liquid cultures, the five bacterial strains showed better growth on Suzhou illite than on Nanjing feldspar. Suzhou illite was the better potassium source for the growth of the wild type and the MPs++, MPs+1, and MPs+2 mutants. Solubilization of K from its sources by the wild-type NBT and the MPs++ mutant resulted mostly from the action of organic acids and capsular polysaccharides. Oxalic acid seemed to be a more active agent for the solubilization of Nanjing feldspar. Oxalic and tartaric acids were likely involved in the solubilization of Suzhou illite. The MPs mutant did not produce any organic acid or capsular polysaccharide when grown on the above two K sources. In a pot experiment, wheat (Triticum aestivum L.) 'Yangmai-158' was grown in a yellow–brown soil that had low available K. After inoculation with bacterial strains, B. edaphicus NBT and its four mutants, MPs++, MPs+1, MPs+2, and MPs (in separate tests), the root growth and shoot growth of wheat were significantly increased by B. edaphicus NBT and the mutants MPs++ and MPs+1. Bacterial inoculation also resulted in significantly higher N, P, and K contents of plant components. The bacteria were able to survive in the wheat rhizosphere soils after root inoculation.Key words: Bacillus edaphicus, potassium release, organic acids, potassium nutrition.

Deux minéraux contenant du potassium (K), le feldspath de Nanjing et l'illite de Suzhou, ont été employés afin d'étudier la mobilisation du potassium par la souche sauvage NBT de Bacillus edaphicus, également désignée (MPs+), sélectionnée pour son activité élevée de mobilisation du potassium minéral, ainsi que de quatre de ses mutants UV + LiCl, MPs++, MPs+1, MPs+2 et MPs. En culture liquide, les cinq souches bactériennes ont démontré une meilleure croissance avec de l'illite de Suzhou qu'avec du feldspath de Nanjing. L'illite de Suzhou représentait une meilleure source de potassium pour la croissance de la souche sauvage et des mutants MPs++, MPs+1 et MPs+2. La solubilisation du K à partir de ses sources par la souche NBT sauvage et le mutant MPs++ était principalement le résultat de l'action d'acides organiques et de polysaccharides capsulaires. L'acide oxalique a semblé être un agent plus actif pour la solubilisation du feldspath de Nanjing. Les acides oxaliques et tartriques participaient probablement à la solubilisation de l'illite de Suzhou. Le mutant MPs n'a produit aucun acide organique ou polysaccharide capsulaire lorsque cultivé en présence des deux précédentes sources de K. Dans une expérience en pot, du blé, Triticum aestivum L. 'Yangmai-158', fut cultivé dans un sol jaune–brun contenant peu de K disponible. Après inoculation avec les souches bactériennes B. edaphicus NBT et ses quatre mutants MPs++, MPs+1, MPs+2 et MPs dans des tests séparés, la croissance des racines et de la tige du blé fut significativement augmentée par B. edaphicus NBT et ses deux mutants MPs++ et MPs+1. L'inoculation de bactéries a également engendré des parties de plantes à contenus en N, P et K supérieurs. Les bactéries ont été capables de survivre dans les sols de rhizosphères de blé suite à l'inoculation des racines.Mots clés : Bacillus edaphicus, libération de potassium, acides organiques, apport de potassium.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2006

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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