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저자정보
Warrad Mona (Jouf University Saudi Arabia) Hassan Yasser M. (Beni-Suef University Egypt) Mohamed Mahmoud S.M (Cairo University Egypt) Hagagy Nashwa (University of Jeddah Saudi Arabia) Al-Maghrabi Omar A (University of Jeddah Saudi Arabia) Selim Samy (Jouf University Saudi Arabia) Saleh Ahmed M. (Taibah University Saudi Arabia) AbdElgawad Hamada (Beni-Suef University Egypt)
저널정보
한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology 제30권 제8호
발행연도
2020.1
수록면
1,156 - 1,168 (13page)

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Drought stress is threatening the growth and productivity of many economical crops. Therefore, it is necessary to establish innovative and efficient approaches for improving crop growth and productivity. Here we investigated the potentials of the cell-free extract of Actinobacteria (Ac) isolated from a semi-arid habitat (Al-Jouf region, Saudi Arabia) to recover the reduction in maize growth and improve the physiological stress tolerance induced by drought. Three Ac isolates were screened for production of secondary metabolites, antioxidant and antimicrobial activities. The isolate Ac3 revealed the highest levels of flavonoids, antioxidant and antimicrobial activities in addition to having abilities to produce siderophores and phytohormones. Based on seed germination experiment, the selected bioactive fraction of Ac3 cell-free extract (F2.7, containing mainly isoquercetin), increased the growth and photosynthesis rate under drought stress. Moreover, F2.7 application significantly alleviated drought stress-induced increases in H2O2, lipid peroxidation (MDA) and protein oxidation (protein carbonyls). It also increased total antioxidant power and molecular antioxidant levels (total ascorbate, glutathione and tocopherols). F2.7 improved the primary metabolism of stressed maize plants; for example, it increased in several individuals of soluble carbohydrates, organic acids, amino acids, and fatty acids. Interestingly, to reduce stress impact, F2.7 accumulated some compatible solutes including total soluble sugars, sucrose and proline. Hence, this comprehensive assessment recommends the potentials of actinobacterial cell-free extract as an alternative ecofriendly approach to improve crop growth and quality under water deficit conditions.
#Actinobacteria #cell-free extract #drought stress #Streptomyces #osmoregulation

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Ullah A / 2019 / Drought tolerance improvement in plants : an endophytic bacterial approach / Appl. Microbiol. Biotechnol 103:7385~7397 google schola Mathobo R / 2017 / The effect of drought stress on yield, leaf gaseous exchange and chlorophyll fluorescence of dry beans (Phaseolus vulgaris L.) / Agric. Water Manag. 180:118~125 google schola Falkenmark M / 2013 / Growing water scarcity in agriculture : future challenge to global water security / Philos. Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci 371:20120410 google schola Barnawal D / 2019 / PGPR Amelioration in Sustainable Agriculture / Woodhead Publishing :107~128 google schola Brown ME / 2008 / Food security under climate change / Science 319:580~581 google schola

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