غربال‌گری باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن مبتنی بر روش رنگ‌سنجی نوین

نویسندگان

1 گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

2 بخش بیوتکنولوژی میکروبی- پژوهشگاه بیوتکنولوژِی کشاورزی ایران

3 بخش بیوتکنولوژی میکروبی- پژوهشگاه بیوتکنولوژِی کشاورزی ایران

4 گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

doi
10.30466/asr.2025.55844.1870
چکیده

تلاش برای کاهش مصرف کودهای شیمیایی نیتروژن‌دار با هدف توسعه کشاورزی پایدار منجر به اختصاص سهم 70 درصدی کودهای زیستی تثبیت‌کننده نیتروژن اتمسفری در بازار جهانی کودهای میکروبی شده است. پیچیدگی و هزینه بالای روش‌های مرسوم اندازه‌گیری میزان تثبیت زیستی نیتروژن یکی از چالش‌های مهم در غربال‌گری سویه‌های باکتریایی دیازوتروف است که ضرورت معرفی روش‌های ساده، دقیق و ارزان‌قیمت را محرز می‌سازد. هدف پژوهش حاضر توسعه روش جدید رنگ­سنجی مبتنی بر نرم‌افزار رایگان Color grab و گوشی هوشمند همراه بود. این روش تبدیل داده‌های حاصل از دستگاه اسپکتروفتومتری به شاخص‌های RGB و HSV و نیز اندازه‌گیری کمی نیتروژن را با هزینه‌ی کم و سهولت بالا امکان‌پذیر می‌سازد. غربال‌گری کیفی 12 جدایه باکتریایی Bacillus subtilis و سویه استاندارد Azotobacter chroococcum در محیط کشت عاری از نیتروژنNFB) ) و حاوی برموتیمول بلو با تغییر رنگ محیط انجام شد. اندازه‌گیری کمی میزان تثبیت زیستی نیتروژن به کمک منحنی استاندارد ترسیم‌شده با روش اسپکتروفتومتری صورت گرفت. با تبدیل داده‌های حاصل از طیف‌سنجی به شاخص رنگ‌سنجی در گوشی هوشمند همراه، امکان غربال سریع، دقیق و کم‌هزینه سویه‌های تثبیت‌کننده نیتروژن فراهم گردید. بر اساس نتایج حاصل از روش رنگ‌سنجی، شاخصS  (97/0(R2 ≤  در هر دو فضای باز و بسته با موفقیت مبنای ترسیم منحنی استاندارد مبتنی بر غلظت‌های مختلف نیتروژن در محدوده صفرتاµg ml-1  18 قرار گرفتند. بر اساس تغییر رنگ محیط کشت NFB، تمام جدایه‌ها به‌جز جدایه‌های  A15d و g33b قادر به تولید یون آمونیوم بودند. میزان کمی غلظت نیتروژن برای جدایه‌های مورد ارزیابی در محدوده µg ml-1 65/1 تا 32/13 برآورد گردید. بیشترین میزان تولید نیتروژن مربوط به جدایه‌های g19l وW بود که به ترتیب معادل µg ml 32/13 و µg ml-149/12 برآورد گردید. همخوانی بسیار خوب داده‌های حاصل از روش طیف‌سنجی و رنگ‌سنجی مؤید کارایی روش مذکور به‌منظور غربال‌گری دقیق و ساده سویه‌های باکتریایی دیازوتروف بود.