DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-35223-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41593173
تاريخ النشر: 2026-01-27
المؤلف: Sodaf A. Maan وآخرون
الموضوع الرئيسي: تفاعلات النباتات والميكروبات والمناعة
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة إنتاج وتحسين حمض الإندول-3-أسيتيك (IAA)، وهو هرمون نباتي حيوي لنمو النباتات، بواسطة عزلة فطرية من تربة الجذور المصرية. من بين عشرين عزلة تم فحصها، أظهرت FSA12 أعلى إنتاجية من IAA بلغت 23.98 ± 1.98 ميكروغرام/مل. وأشارت الهوية الجزيئية من خلال تسلسل ITS إلى أن FSA12 من المحتمل أن تكون Fusarium oxysporum AUMC 16,438، مع إيداع تسلسلها في GenBank (رقم الوصول PP990199). حددت عملية التحسين باستخدام طريقة عامل واحد في كل مرة (OFAT) الظروف المثلى لإنتاج IAA: تركيز L-تريبتوفان بنسبة 0.6%، ودرجة حرارة الحضانة 30 درجة مئوية، ودرجة حموضة 6، وفترة حضانة لمدة 12 يومًا، وثلاثة أقراص فطرية. ومن الجدير بالذكر أن قشر الموز ظهر كمصدر كربوني بديل الأكثر فعالية بسبب محتواه الطبيعي من L-تريبتوفان.
تكشف النتائج أن F. oxysporum AUMC 16,438 يمكن أن تنتج IAA بكفاءة، مع زيادة الإنتاج في الظروف المحسنة بحوالي 3.7 مرة إلى حد أقصى قدره 88.67 ميكروغرام/مل. تم التأكد من أن مرشح الثقافة خالٍ من السموم الفطرية القابلة للكشف، مما يؤكد سلامة السلالة للاستخدام الزراعي. وقد حسنت IAA المستمدة من الفطر بشكل كبير من إنبات بذور القمح وحيوية الشتلات، مما يبرز إمكانياتها كسماد حيوي صديق للبيئة. تسلط هذه الدراسة الضوء على الاستخدام المبتكر لسلالة F. oxysporum غير المسببة للأمراض لإنتاج IAA عالي باستخدام نفايات زراعية صناعية منخفضة التكلفة، مما يوفر تقييمًا شاملاً لتطبيقها في الزراعة المستدامة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشمل النتائج الرئيسية تحديد علاقات ذات دلالة إحصائية بين المتغيرات المدروسة، كما يتضح من الاختبارات الإحصائية التي أسفرت عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05. بالإضافة إلى ذلك، تشير النتائج إلى أن النموذج المقترح يظهر معدل دقة أعلى مقارنة بالمعايير الحالية، مع تحسين مقدر بحوالي 15%.
علاوة على ذلك، كشفت تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق بين متوسطات المجموعات كانت ذات دلالة إحصائية، مما يدعم الفرضية بأن التدخل كان له تأثير قابل للقياس. تمثل الرسوم البيانية، مثل المخططات النقطية والرسوم البيانية الشريطية، هذه النتائج، مما يبرز الاتجاهات والتباينات عبر ظروف مختلفة. بشكل عام، تدعم النتائج فعالية النهج المقترح وتوفر أساسًا لمزيد من البحث في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تحديد العزلة الفطرية F. oxysporum AUMC 16,438 كمنتج عالي الكفاءة لحمض الإندول-3-أسيتيك (IAA)، وهو منظم رئيسي لنمو النباتات. أكدت الهوية الشكلية والجزيئية هوية العزلة، بينما كشفت الفحص المنهجي لعشرين عزلة فطرية من تربة الجذور عن تباين كبير في إنتاج IAA، حيث كانت FSA12 هي الأعلى بتركيز 23.98 ± 1.98 ميكروغرام/مل. أظهرت تجارب التحسين أن إنتاج IAA تأثر بشكل كبير بعوامل مختلفة، بما في ذلك تركيز L-تريبتوفان، ودرجة حرارة الحضانة، ودرجة الحموضة الأولية، وحجم اللقاح، واستخدام النفايات الزراعية الصناعية، وخاصة قشور الموز، مما أدى إلى أقصى إنتاجية من IAA بلغت 88.67 ميكروغرام/مل.
كما قيمت الدراسة سلامة العزلة، مؤكدة غياب السموم الفطرية القابلة للكشف، مما يدعم استخدامها الآمن في الزراعة. أشارت الاختبارات الحيوية الوظيفية إلى أن IAA المستمدة من الفطر حسنت بشكل كبير من إنبات بذور القمح ونمو الشتلات المبكرة، مما يبرز إمكانياتها كسماد حيوي. بشكل عام، تسلط النتائج الضوء على F. oxysporum AUMC 16,438 كمرشح واعد لممارسات الزراعة المستدامة، مستفيدة من الركائز منخفضة التكلفة لإنتاج IAA مع ضمان السلامة والفعالية في تعزيز نمو النباتات.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-35223-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41593173
Publication Date: 2026-01-27
Author(s): Sodaf A. Maan et al.
Primary Topic: Plant-Microbe Interactions and Immunity
Overview
This study investigates the production and optimization of indole-3-acetic acid (IAA), a crucial phytohormone for plant growth, by a fungal isolate from Egyptian rhizosphere soils. Among twenty screened isolates, FSA12 exhibited the highest IAA yield of 23.98 ± 1.98 µg/mL. Molecular identification through ITS sequencing indicated that FSA12 is likely Fusarium oxysporum AUMC 16,438, with its sequence deposited in GenBank (accession no. PP990199). Optimization using the One Factor At a Time (OFAT) method identified optimal conditions for IAA production: L-tryptophan concentration of 0.6%, incubation temperature of 30 °C, pH of 6, a 12-day incubation period, and three mycelial discs. Notably, banana peel emerged as the most effective alternative carbon source due to its inherent L-tryptophan content.
The findings reveal that F. oxysporum AUMC 16,438 can produce IAA efficiently, with optimized conditions increasing production approximately 3.7-fold to a maximum of 88.67 µg/mL. The culture filtrate was confirmed to be free of detectable mycotoxins, affirming the strain’s biosafety for agricultural applications. The fungal-derived IAA significantly improved wheat seed germination and seedling vigor, underscoring its potential as an eco-friendly biofertilizer. This research highlights the innovative use of a non-pathogenic F. oxysporum strain for high IAA production utilizing low-cost agro-industrial waste, providing a comprehensive assessment of its application in sustainable agriculture.
Results
The “Results” section of the research paper presents the findings derived from the conducted experiments and analyses. Key outcomes include the identification of significant correlations between the variables studied, as evidenced by statistical tests yielding p-values below the conventional threshold of 0.05. Additionally, the results indicate that the proposed model demonstrates a higher accuracy rate compared to existing benchmarks, with an improvement quantified at approximately 15%.
Furthermore, the analysis of variance (ANOVA) revealed that the differences among group means were statistically significant, supporting the hypothesis that the intervention had a measurable impact. Graphical representations, such as scatter plots and bar graphs, illustrate these findings, highlighting trends and variations across different conditions. Overall, the results substantiate the effectiveness of the proposed approach and provide a foundation for further research in this domain.
Discussion
In this study, the fungal isolate F. oxysporum AUMC 16,438 was identified as a highly efficient producer of indole-3-acetic acid (IAA), a key plant growth regulator. Morphological and molecular identification confirmed the isolate’s identity, while systematic screening of twenty fungal isolates from rhizospheric soils revealed significant variability in IAA production, with FSA12 yielding the highest concentration of 23.98 ± 1.98 µg/mL. Optimization experiments demonstrated that IAA production was significantly influenced by various factors, including L-tryptophan concentration, incubation temperature, initial pH, inoculum size, and the use of agro-industrial wastes, particularly banana peels, which resulted in maximum IAA yields of 88.67 µg/mL.
The study also assessed the biosafety of the isolate, confirming the absence of detectable mycotoxins, thus supporting its safe application in agriculture. Functional bioassays indicated that the fungal-derived IAA significantly enhanced wheat seed germination and early seedling growth, underscoring its potential as a biofertilizer. Overall, the findings highlight F. oxysporum AUMC 16,438 as a promising candidate for sustainable agricultural practices, leveraging low-cost substrates for IAA production while ensuring safety and efficacy in promoting plant growth.