Isolation and characterization of Klebsiella oxytoca from the rhizosphere of Lotus corniculatus and its biostimulating features / Isolamento e caracterização de Klebsiella oxytoca da rizosfera de Lotus corniculatus e suas características bioestimulantes

Significant food resource shortages are occurring worldwide. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) represent an ecofriendly and efficient approach for increasing soil fertility and plant productivity. The current study explored biostimulating traits of PGPR from the rhizosphere of Lotus corniculatus growing in the Al-Ahsa region. A bacterial isolate (LCK121) was obtained, characterized for phenotypic, and identified by 16S rRNA gene sequencing. In addition, its growth-stimulating effects on barley were investigated. The strain identity was confirmed via comparative analysis of the 16S rDNA sequences with Klebsiella oxytoca (99.3% similarity level). LCK121 exhibited multiple plant growth-promoting features, including indole-3-acetic acid (IAA) production (16.34 µg mL-1), 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase activity (1.35±0.02 µmol α-ketobutyrate mg−1 h−1), phosphate solubilization, and nitrogen fixation. Furthermore, in vitro inoculation of barley with LCK121 significantly increased the root and shoot dry weights. The results highlight the potential of LCK121 for developing green fertilizers for sustainable agriculture.

A escassez significativa de recursos alimentares está ocorrendo em todo o mundo. As rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (PGPR) representam uma abordagem ecologicamente correta e eficiente para aumentar a fertilidade do solo e a produtividade das plantas. O presente estudo explorou características bioestimulantes de PGPR da rizosfera de Lotus corniculatus crescendo na região de Al-Ahsa. Um isolado bacteriano (LCK121) foi obtido, caracterizado quanto ao fenotípico, e identificado por sequenciamento do gene 16S rRNA. Além disso, seus efeitos estimulantes do crescimento na cevada foram investigados. A identidade da cepa foi confirmada por meio de análise comparativa das sequências de 16S rDNA com Klebsiella oxytoca (nível de similaridade de 99,3%). LCK121 exibiu várias características de promoção do crescimento de plantas, incluindo produção de ácido indol-3-acético (IAA) (16,34 µg mL-1), atividade de desaminase de ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) (1,35±0,02 µmol α-cetobutirato mg −1 h−1), solubilização de fosfato e fixação de nitrogênio. Além disso, a inoculação in vitro da cevada com LCK121 aumentou significativamente os pesos secos da raiz e da parte aérea. Os resultados destacam o potencial do LCK121 para o desenvolvimento de fertilizantes verdes para a agricultura sustentável.

In vitro antibacterial activities of silver nanoparticles synthesised using the seed extracts of three varieties of Phoenix dactylifera / Atividades antibacterianas in vitro de nanopartículas de prata sintetizadas usando extratos de sementes de três variedades de Phoenix dactylifera

Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) is an ecofriendly, cost-effective and promising approach for discovery of novel therapeutics. The aim of the current work was to biogenic synthesize, characterize AgNPs using seed extracts of three economically important varieties of date palm (Iklas, Irziz and Shishi), and assess their anti-pathogenic bacterial activities. AgNPs were synthesised then characterised using electron microscopy and Fourier transform infrared analyses. The bactericidal activities of AgNPs against five different bacterial pathogens, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, methicillin-resistant Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae, were determined in vitro. In particular, changes in membrane integrity of virulent bacterial strains in response to AgNPs were investigated. Results of lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase activity assays, and measurement of membrane potential revealed that the cytotoxic effects of the AgNPs were mainly centred on the plasma membrane of bacterial cells, leading to loss of its integrity and eventually cell death. In conclusion, green synthesis of AgNPs is an efficient, cost-effective and promising strategy to combat virulent antibiotic-resistant strains.

A síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs) é uma abordagem ecologicamente correta, econômica e promissora para a descoberta de novas terapêuticas. O objetivo do presente trabalho foi sintetizar biogênica, caracterizar AgNPs usando extratos de sementes de três variedades economicamente importantes de tamareira (Iklas, Irziz e Shishi) e avaliar suas atividades bacterianas antipatogênicas. AgNPs foram sintetizados e caracterizados usando microscopia eletrônica e análise de infravermelho por transformada de Fourier. As atividades bactericidas de AgNPs contra cinco diferentes patógenos bacterianos, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Streptococcus pneumoniae, foram determinadas in vitro. Em particular, foram investigadas alterações na integridade da membrana de cepas bacterianas virulentas em resposta a AgNPs. Os resultados da lactato desidrogenase, dos ensaios da atividade da fosfatase alcalina e da medição do potencial de membrana revelaram que os efeitos citotóxicos dos AgNPs estavam principalmente centrados na membrana plasmática das células bacterianas, levando à perda de sua integridade e, eventualmente, à morte celular. A síntese verde de AgNPs é uma estratégia eficiente, econômica e promissora para combater cepas virulentas resistentes a antibióticos.

In vitro antibacterial activities of silver nanoparticles synthesised using the seed extracts of three varieties of Phoenix dactylifera

Abstract Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) is an ecofriendly, cost-effective and promising approach for discovery of novel therapeutics. The aim of the current work was to biogenic synthesize, characterize AgNPs using seed extracts of three economically important varieties of date palm (Iklas, Irziz and Shishi), and assess their anti-pathogenic bacterial activities. AgNPs were synthesised then characterised using electron microscopy and Fourier transform infrared analyses. The bactericidal activities of AgNPs against five different bacterial pathogens, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, methicillin-resistant Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae, were determined in vitro. In particular, changes in membrane integrity of virulent bacterial strains in response to AgNPs were investigated. Results of lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase activity assays, and measurement of membrane potential revealed that the cytotoxic effects of the AgNPs were mainly centred on the plasma membrane of bacterial cells, leading to loss of its integrity and eventually cell death. In conclusion, green synthesis of AgNPs is an efficient, cost-effective and promising strategy to combat virulent antibiotic-resistant strains.

Resumo A síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs) é uma abordagem ecologicamente correta, econômica e promissora para a descoberta de novas terapêuticas. O objetivo do presente trabalho foi sintetizar biogênica, caracterizar AgNPs usando extratos de sementes de três variedades economicamente importantes de tamareira (Iklas, Irziz e Shishi) e avaliar suas atividades bacterianas antipatogênicas. AgNPs foram sintetizados e caracterizados usando microscopia eletrônica e análise de infravermelho por transformada de Fourier. As atividades bactericidas de AgNPs contra cinco diferentes patógenos bacterianos, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Streptococcus pneumoniae, foram determinadas in vitro. Em particular, foram investigadas alterações na integridade da membrana de cepas bacterianas virulentas em resposta a AgNPs. Os resultados da lactato desidrogenase, dos ensaios da atividade da fosfatase alcalina e da medição do potencial de membrana revelaram que os efeitos citotóxicos dos AgNPs estavam principalmente centrados na membrana plasmática das células bacterianas, levando à perda de sua integridade e, eventualmente, à morte celular. A síntese verde de AgNPs é uma estratégia eficiente, econômica e promissora para combater cepas virulentas resistentes a antibióticos.

In vitro antibacterial activities of silver nanoparticles synthesised using the seed extracts of three varieties of Phoenix dactylifera / Atividades antibacterianas in vitro de nanopartículas de prata sintetizadas usando extratos de sementes de três variedades de Phoenix dactylifera

Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) is an ecofriendly, cost-effective and promising approach for discovery of novel therapeutics. The aim of the current work was to biogenic synthesize, characterize AgNPs using seed extracts of three economically important varieties of date palm (Iklas, Irziz and Shishi), and assess their anti-pathogenic bacterial activities. AgNPs were synthesised then characterised using electron microscopy and Fourier transform infrared analyses. The bactericidal activities of AgNPs against five different bacterial pathogens, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, methicillin-resistant Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae, were determined in vitro. In particular, changes in membrane integrity of virulent bacterial strains in response to AgNPs were investigated. Results of lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase activity assays, and measurement of membrane potential revealed that the cytotoxic effects of the AgNPs were mainly centred on the plasma membrane of bacterial cells, leading to loss of its integrity and eventually cell death. In conclusion, green synthesis of AgNPs is an efficient, cost-effective and promising strategy to combat virulent antibiotic-resistant strains.

A síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs) é uma abordagem ecologicamente correta, econômica e promissora para a descoberta de novas terapêuticas. O objetivo do presente trabalho foi sintetizar biogênica, caracterizar AgNPs usando extratos de sementes de três variedades economicamente importantes de tamareira (Iklas, Irziz e Shishi) e avaliar suas atividades bacterianas antipatogênicas. AgNPs foram sintetizados e caracterizados usando microscopia eletrônica e análise de infravermelho por transformada de Fourier. As atividades bactericidas de AgNPs contra cinco diferentes patógenos bacterianos, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Streptococcus pneumoniae, foram determinadas in vitro. Em particular, foram investigadas alterações na integridade da membrana de cepas bacterianas virulentas em resposta a AgNPs. Os resultados da lactato desidrogenase, dos ensaios da atividade da fosfatase alcalina e da medição do potencial de membrana revelaram que os efeitos citotóxicos dos AgNPs estavam principalmente centrados na membrana plasmática das células bacterianas, levando à perda de sua integridade e, eventualmente, à morte celular. A síntese verde de AgNPs é uma estratégia eficiente, econômica e promissora para combater cepas virulentas resistentes a antibióticos.

Plant growth promoting bacteria drive food security / Bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCP) impulsionam a segurança alimentar

The essence of food security centers on ensuring availability and accessibility of foods in adequate amounts and quality for all populations at all times for an active and healthy life. Microorganisms are tiny bioreactors, which represent sustainable resources and promising approaches to bridging the gap between food production and consumption globally via various biotechnological applications. This review focuses on plant-growth promoting bacteria (PGPB) which exert their potential impacts on increasing soil fertility, plant growth, and productivity through a variety of processes, including direct, indirect, and synergistic mechanisms. PGPB plays a substantial role in accelerating nutrients' availability such as (N, P), producing phytohormones such as gibberellins, IAA, and bioactive compounds against biotic and abiotic stressors. Recent advances in PGPB will be addressed as a sustainable approach to satisfy global food demand.

A essência da segurança alimentar centra-se em garantir a disponibilidade e acessibilidade de alimentos em quantidade e qualidade adequadas para todas as populações e em todos os momentos, visando a qualidade de vida ativa e saudável. Os microrganismos são biorreatores minúsculos, que por meio de diversas aplicações biotecnológicas, representam recursos sustentáveis e possuem abordagens promissoras para preencher a lacuna entre a produção e o consumo de alimentos globalmente. Esta revisão concentra-se em bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCP) que exercem seus impactos potenciais no aumento da fertilidade do solo, crescimento de plantas e produtividade por intermédio de uma variedade de processos, incluindo mecanismos diretos, indiretos e sinérgicos. As BPCP desempenham um papel substancial na aceleração da disponibilidade de nutrientes como (N, P), produzindo fitormônios como giberelinas, IAA e compostos bioativos contra estressores bióticos e abióticos. Os avanços recentes das BPCP serão analisados a partir de uma abordagem sustentável para satisfazer a demanda global de alimentos.

In vitro antibacterial activities of silver nanoparticles synthesised using the seed extracts of three varieties of Phoenix dactylifera / Atividades antibacterianas in vitro de nanopartículas de prata sintetizadas usando extratos de sementes de três variedades de Phoenix dactylifera

Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) is an ecofriendly, cost-effective and promising approach for discovery of novel therapeutics. The aim of the current work was to biogenic synthesize, characterize AgNPs using seed extracts of three economically important varieties of date palm (Iklas, Irziz and Shishi), and assess their anti-pathogenic bacterial activities. AgNPs were synthesised then characterised using electron microscopy and Fourier transform infrared analyses. The bactericidal activities of AgNPs against five different bacterial pathogens, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, methicillin-resistant Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae, were determined in vitro. In particular, changes in membrane integrity of virulent bacterial strains in response to AgNPs were investigated. Results of lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase activity assays, and measurement of membrane potential revealed that the cytotoxic effects of the AgNPs were mainly centred on the plasma membrane of bacterial cells, leading to loss of its integrity and eventually cell death. In conclusion, green synthesis of AgNPs is an efficient, cost-effective and promising strategy to combat virulent antibiotic-resistant strains.(AU)

A síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs) é uma abordagem ecologicamente correta, econômica e promissora para a descoberta de novas terapêuticas. O objetivo do presente trabalho foi sintetizar biogênica, caracterizar AgNPs usando extratos de sementes de três variedades economicamente importantes de tamareira (Iklas, Irziz e Shishi) e avaliar suas atividades bacterianas antipatogênicas. AgNPs foram sintetizados e caracterizados usando microscopia eletrônica e análise de infravermelho por transformada de Fourier. As atividades bactericidas de AgNPs contra cinco diferentes patógenos bacterianos, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Streptococcus pneumoniae, foram determinadas in vitro. Em particular, foram investigadas alterações na integridade da membrana de cepas bacterianas virulentas em resposta a AgNPs. Os resultados da lactato desidrogenase, dos ensaios da atividade da fosfatase alcalina e da medição do potencial de membrana revelaram que os efeitos citotóxicos dos AgNPs estavam principalmente centrados na membrana plasmática das células bacterianas, levando à perda de sua integridade e, eventualmente, à morte celular. A síntese verde de AgNPs é uma estratégia eficiente, econômica e promissora para combater cepas virulentas resistentes a antibióticos.(AU)