Phosphate solubilizing effect by two paraburkholderia bacteria Isolated from button mushroom medium

The present study was conducted to investigate the synergistic effects caused by single and co-inoculation of the phosphate solubilizing bacteria (PSB), Paraburkholderia phenazinium YH3 and Paraburkholderia metrosideri YH4. Phosphate solubilization was assessed by measuring the phosphorus contents for 7 days in a single and co-inoculation medium. Co-inoculation of the two strains was found to release the highest content of soluble phosphorus ($1,250{\mu}g\;mL^{-1}$) into the medium, followed by the single inoculation of P. metrosideri YH4 ($1196.59{\mu}g\;mL^{-1}$) and P. phenazinium YH3 ($994.34{\mu}g\;mL^{-1}$). The highest pH reduction, organic acid production and glucose consumption was also observed in the co-inoculation medium of the two strains. A plant growth promotion bioassay revealed that co-inoculation with the two strains enhanced the growth of romaine lettuce more than single inoculation with either of the two strains (28.5% for leaf and 16.6% for root). Although there was no significant difference between single and co-inoculation of bacterial strains in terms of phosphorous release and plant growth, the synergistic effects of co-inoculation with PSB could be beneficial for crop growth.

양송이배지로부터 분리한 두 Paraburkholderia 속 세균에 의한 인산가용화 효과

양송이배지로부터 분리한 인산가용화균 Paraburkholderia phenazinium YH3와 Paraburkholderia metrosideri YH4의 단일접종 및 동시접종에 따른 인산가용화 능력의 시너지효과 및 상추생육효과를 조사하였다. 인산캄슘이 함유된 NBRIP 액체배지에 분리균을 접종하고 해리된 가용인산(soluble phosphorus)함량을 HPLC에 의해 분석하여 인산가용화능을 측정한 결과, 배양 3일차에 동시접종구 $1,250{\mu}g\;mL^{-1}$, P. metrosideri $1196.59{\mu}g\;mL^{-1}$, P. phenazinium $994.34{\mu}g\;mL^{-1}$의 순으로 나타나 두 종의 인산가용화 박테리아간의 동시 접종에 의한 시너지효과가 관찰되었다. 배지 내 pH 와 잔류 glucose 함량 변화도 모든 접종구에서 배양 1일 후 대부분의 변화가 이루어져 pH의 경우 초기 pH 7.0에서 pH 4.0 수준으로 감소하였으며, 잔류 glucose 함량은 초기 $10mg\;mL^{-1}$에서 $4.8mg\;mL^{-1}$ 수준으로 검출되어 인산가용화능과 거의 유사한 경향을 보였다. 배양여액의 유기산 분석결과 gluconic acid 약 $11mg\;mL^{-1}$와 malic acid 약 $4mg\;mL^{-1}$ 수준으로 가장 높게 검출되었으며, Park et al(2016)에 의해 보고된 oxalic acid는 검출되지 않았다. 대부분의 유기산이 배양 1일과 3일 후 생성되는 결과를 보임으로서 유기산이 배지의 pH를 감소시키고 인산 가용화를 유도하는 주요 원인임을 확인할 수 있었다. 접종 4주 후 상추 생육차이를 조사한 결과, TCP를 첨가하지 않은 P. phenazinium 접종구, P. metrosideri 접종구 와 동시 접종구에 비해 TCA 첨가한 모든 처리구에서 10 -20% 수준의 생육증진효과가 확인되었으나 단일접종과 동시접종구간에 유의수준의 차이를 확인할 수 없었다. 결과적으로 인(P) 결핍 토양 및 염류토양에 인산가용화균을 사용하면 식물과 작물 수확량에 의한 P 섭취가 동시에 증가하고 생육이 촉진된다는 다른 연구결과(Rodriguez et al, 1999; Suh et al, 2008; Walpola and Yoon. 2013)와 유사한 경향을 보였다.