Mengevaluasi Potensi Isolat Rizobakteri dalam Meningkatkan Toleransi Stres Abiotik Tanaman Sorgum: Fokus pada Isolat Tanah Ethiopia dari Akar Sorgum

ABSTRAK
Sorgum merupakan tanaman pangan yang penting secara ekonomi untuk konsumsi manusia, pakan ternak dan produksi biomassa. Akan tetapi, produktivitasnya dipengaruhi oleh tekanan abiotik dan biotik. Kekeringan merupakan salah satu masalah global utama akibat perubahan iklim global yang mengkhawatirkan. Bakteri pemacu pertumbuhan tanaman (PGPR) membantu tanaman pangan meningkatkan ketahanan dan kelangsungan hidup mereka di lingkungan yang kekurangan air. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki potensi pemacu pertumbuhan isolat bakteri rizobakteri untuk meningkatkan toleransi sorgum terhadap kekeringan dan tekanan abiotik lainnya. Sampel bakteri dari akar tanah yang berbeda dari genotipe sorgum diisolasi dari lokasi yang berbeda di Ethiopia menggunakan teknik pengenceran serial. Sifat biokimia isolat ini dievaluasi. Potensi sifat PGPR ini untuk meningkatkan toleransi abiotik pada sorgum dianalisis dalam suhu, pH, salinitas dan tekanan kekeringan yang berbeda. Lebih jauh, potensi kinerja isolat rhizobakteri untuk meningkatkan toleransi kekeringan sorgum dievaluasi menggunakan empat konsentrasi PEG (6000) yang berbeda: (10%, 15%, 25% dan 32,6%), yang menginduksi stres osmotik dengan mengurangi ketersediaan air, sehingga meniru efek kekeringan pada sorgum. Deteksi PCR gen yang terkait dengan stres abiotik, seperti pelarutan fosfat, fiksasi nitrogen, ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylate) deaminase dan produksi fitohormon dilakukan dengan menggunakan primer yang dirancang. Selain itu, identifikasi dan karakterisasi molekuler PGPR dilakukan dengan menggunakan primer spesifik gen 16S ribosomal RNA (rRNA). Teknik pengenceran serial tanah dari akar genotipe sorgum yang berbeda menghasilkan identifikasi 210 isolat rhizobakteri. Analisis biokimia mengungkapkan bahwa 68 isolat menunjukkan potensinya untuk fiksasi nitrogen, sementara 50 isolat menunjukkan kemampuannya untuk melarutkan fosfat. Amplifikasi PCR mengidentifikasi gen yang terlibat dalam solubilisasi fosfat, fiksasi nitrogen, ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylate) deaminase dan produksi fitohormon dalam beberapa isolat rhizobacterial, yang menunjukkan bahwa mereka memiliki potensi untuk meningkatkan toleransi stres abiotik sorgum. Di antara 68 isolat rhizobacterial yang diperiksa, amplifikasi PCR mengidentifikasi gen nifH dalam 16 isolat, gen acdS dalam 10 isolat dan gen pgg dalam 21 isolat. Di antara ini, isolat bakteri Pseudomonas ms22 menunjukkan potensi tinggi untuk meningkatkan pertumbuhan sorgum di bawah kinerja rumah kaca. Oleh karena itu, temuan kami menunjukkan bahwa memanfaatkan potensi Pseudomonas ms22 dapat membuka jalan bagi praktik pertanian yang ramah lingkungan dan efisien dalam kondisi stres abiotik.