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

ABSTRACT

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.

RESUMO

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.