Korean Journal of Microbiology (2013) Vol. 49, No. 1, pp. 46-50 DOI http://dx.doi.org/10.7845/kjm.2013.004 Copyright c 2013, The Microbiological Society of Korea 보문 ACC Deaminase 와식물호르몬생성세균처리에의한토마토식물의가뭄조건에서의생장 서미소 송홍규 * 강원대학교자연과학대학생명과학과 Growth Promotion of Tomato Plant under Drought Conditions by Treatment of Rhizobacteria Producing ACC Deaminase and Phytohormones Mi-So Seo and Hong-Gyu Song * Department of Biological Sciences, Kangwon National University, Chuncheon 200-701, Republic of Korea (Received January 23, 2013 / Accepted March 19, 2013) Some rhizobacteria producing 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase can make plant to continue growth under the stress conditions through lowering the level of phytohormone, ethylene which inhibits the plant growth and accelerates plant aging. In this study, some rhizobacteria producing ACC deaminase have been isolated from the rhizosphere of plants grown at sand beaches, and identified as Escherichia hermannii m-2, Enterobacter asburiae m-4, Pseudomonas thivervalensis BD2-26 and Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca BD3-35 through sequencing of 16S rrna genes. Strain BD3-35 showed the highest activity of ACC deaminase among the isolates, 20.26 α-ketobutyrate μm/mg protein/h. Strains BD3-35 and BD2-26 secreted a phytohormone cytokinin, and strains m-4 and m-2 could produce auxin and abscisic acid, respectively. When these bacteria were applied to the 7-day old tomato plant under drought stress for 7 days, strains BD3-35, m-2, and m-4 increased the length of tomato root by 14, 15, and 35%, respectively, and strains m-2, BD2-26 and BD3-35 increased the dry weight of tomato plant by 22, 33, and 68%, respectively compared to the uninoculated control tomatoes. Therefore, these rhizobacteria may be utilized as a microbial fertilizer for the plants under drought stress. Keywords: ACC deaminase, drought stress, phytohormones, plant growth promotion 최근들어대기중온실가스증가를통한지구온난화에의해이상기후현상이빈번해질가능성이높아지는데, 2012년에는심한폭염과가뭄이세계주요곡창지대에영향을미쳐국제곡물가격이크게상승하였다 (Sung et al., 2012). 이와같이지구온난화에의한일부지역에서의가뭄은작물생산에피해를줄것이예상되므로이에대응하여작물을보호할수있는효과적인방법이필요하다. 가뭄을포함한다양한종류의악조건이식물에가해지면, 식물조직에서에틸렌 (ethylene) 의생성이증가하는데 (Morgan and Drew, 1997), 에틸렌은기체형탄화수소의형태로열매의숙성을촉진하며식물의뿌리생장과개화를억제시킨다 (Glick et al., 1998). 일반적으로에틸렌은식물이노쇠하거나성숙하는동안에만들어지지만각종스트레스에대한반응으로생성되어식물생장을억제하기도하여 stress ethylene이라고도부른다 (Abeles and Abeles, 1972). 식물생장촉진근권세균 (plant growth promoting rhizobacteria, PGPR) 은근권이나근면에존재하는다양한종류의세균으로직 *For correspondence. E-mail: hgsong@kangwon.ac.kr; Tel.: +82-33- 250-8545; Fax: +82-33-251-3990 간접적방식으로식물생장을향상시킨다 (Ahmad et al., 2008). 직접적생장촉진은세균으로부터합성되는생장촉진화합물을식물체에제공하거나, 환경으로부터영양분활용을가능하게하여이루어지며, 간접적생장촉진은식물병원체의해로운영향을감소또는예방시켜일어난다. 이러한작용의예로균주가생성하는식물생장촉진호르몬을식물에제공하거나스트레스에따른피해를감소시키는 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase 작용등이있다 (Glick, 1995). ACC deaminase를생성하는세균은뿌리표면에서에틸렌의전구체인 ACC를 α-ketobutyrate와 ammonia로가수분해하여각각탄소원과질소원으로사용하고뿌리내의 ACC 농도를감소시켜결과적으로식물체내의에틸렌농도를저하시킨다 (Glick, 1995; Glick et al., 1998). 이는가뭄과염분 (Mayak, 2004), 홍수 (Grichko and Glick, 2001) 그리고중금속 (Grichko et al., 2000) 등에의해생성되는 stress ethylene의영향을막아식물이스트레스상황에서생장할수있게도와준다 (Penrose and Glick, 2003). 한편일부 PGPR은옥신 (auxin), 시토키닌 (cytokinin), 지베렐린 (gibberellin), 앱시스산 (abscicisic acid; ABA) 같은식물호르몬을분비하여각호르몬의기능에따라식물의생장촉진에기여한다 (Glick,
근권세균에의한가뭄조건에서의토마토생장촉진 47 1995). 본연구는식물의가뭄스트레스피해를해결하기위해스트레스상황에서식물의정상적인생장을방해하는 stress ethylene 을감소시키는효소 ACC deaminase를생성하고더불어식물생장촉진효과가있는식물호르몬을생성하는균주를선별하는것을목적으로하였다. 그리고실제로선별된균주들이식물의가뭄스트레스극복을돕는지토마토를대상으로조사하였다. 재료및방법균주분리및동정식물의가뭄스트레스하의생장을돕는균주를분리하기위해, 수분결핍과염분스트레스를받는사구식물의근권에서균주를분리하였다. 경기도을왕리해수욕장에서갯씀바귀 (Lxeris repens) 와통보리사초 (Carex kobomugi) 를채취하였고강원도경포해변사구에서맥문동 (Liriope platyphylla) 을채취하였다. 채취한식물의뿌리에붙어있는토양을털어내고생리식염수 (0.9% NaCl) 와혼합하여희석하고, LB 한천배지 (Difco Lab, USA) 에도말하였다. 30 에서계대배양을반복하여균주들을순수분리하였다. 갯씀바귀와통보리사초근권에서각각순수분리한균주 BD3-35와 BD2-26, 맥문동근권에서분리한 m-2와 m-4를동정하기위해 ( 주 ) 마크로젠에 16S rrna 유전자의염기서열분석을의뢰하였고, 얻어진 16S rrna 유전자의전체염기서열을 EzTaxon server 2.1 (http://147.47.212.35.8080/index.jsp) 을이용하여동정하였다. 균주의 ACC deaminase 생성능과활성조사 ACC를유일질소원으로사용하여생장하는능력에근거하여균주를선별하였다. 질소원이존재하지않는 DF salts 최소한천배지 (Penrose and Glick, 2003) 에 10 mm ACC 100 µl를도말하여실험군으로사용하였다. 질소원으로 2.0 g/l (NH 4) 2SO 4 를첨가한것은양성대조군으로, 아무것도첨가하지않은것은음성대조군으로간주하였다. 순수분리한균주들을획선접종하여 3 14일동안 30 에서배양하였고, 음성대조군에선생장하지않았으나양성대조군과대등하게실험군에서생장한균주들을선별하여 (Govindasamy et al., 2009) 이들을대상으로실험을수행하였다. ACC 이용능을가진균주들을 ACC 3 mm (0.5 M ACC stock 45 µl) 이첨가된 7.5 ml의 DF 배지에접종하여배양한 (24 h, 30, 200 rpm) 후원심분리 (3,000 g, 4, 20 min) 를통해 0.1 M Tris-HCl (ph 7.6) 로 3번세척후 0.1 M Tris-HCl (ph 7.6) 1 ml와섞는다. 이를원심분리 (16,000 g, 4, 5 min) 하여상등액을제거하고 0.1 M Tris-HCl (ph 8.5) 600 µl와 toluene 30 µl 를첨가하여 toluenized cell을만들었다. ACC deaminase 활성은 toluenized cell을이용하여측정하였는데활성정도는표준 α-ketobutyrate (α-kb) 로 0.2 10 mm 범위의표준곡선을만들어조사하였다. 단백질정량은 toluenized cell을 Bradford assay를이용하여측정하였는데정량은 bovine serum albumin으로 100 1,000 ppm 범위의표준곡선을만들어 측정하였다. 효소활성결과는균주 1 g이한시간동안생성한 α-ketobutyrate의농도로환산하여나타내었다 (μm α-kb/mg protein/h). 식물호르몬생성능조사 ACC 이용능을가진선별균주들의대표적인옥신화합물인 indole acetic acid (IAA) 와 indole butyric acid (IBA) 생성능을측정하기위해전구물질인 L-tryptophan 3 mm을넣은 90 ml nutrient broth (NB; Difco Lab) 배지에균주를접종하였고배양하였다 (30, 130 rpm). 24시간마다배양액 1 ml을추출하여원심분리하고 (10,000 g, 4, 20 min) 상등액 0.5 ml와 Salkowski 용액 (H 2SO 4 150 ml, H 2O 250 ml, 1.5 M FeCl 3 6H 2O 7.5 ml) 2 ml를상온에서 30분간반응시킨후 IAA는 530 nm 에서, IBA는 450 nm에서흡광도를측정하고표준 IAA와 IBA (Sigma Co., USA) 로표준곡선을만들어정량하였다 (Glickmann and Dessaux, 1995). 균주들의다른식물호르몬인 ABA와 cytokinin 생성능을조사하였는데균주들을 brain heart broth (BHB; Difco Lab.) 배지 100 ml에서선배양후 (72 h, 30 ) 분광광도계를이용하여 OD 600 이 1이되도록보정하였다. 90 ml BHB 배지에보정한균주 10 ml를접종하고빛이없는조건에서배양하였다 (30, 200 rpm). 배양액을원심분리 (3,000 g, 4, 20 min) 한뒤상등액 100 ml를 ph 2.5로보정하고 ethyl acetate 15 ml를첨가하고분별깔때기에넣고 extraction shaker (Recipro shaker RS-1, Jeio Tech) 로 15분간추출후 ethyl acetate층을모으는과정을 3번반복하여총 45 ml의 ethyl acetate를회수하였다. 모아진 ethyl acetate는진공회전농축기 (EYELA, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Japan) 로증발시킨후에 methanol 5 ml에녹여 0.22 μm 지용성필터로여과하였다. 정량분석은 high performance liquid chromatograph (Waters Co., USA) 로 Luna 5 μ C18 column (250 4.60 mm)(phenomenex, USA) 을이용하였고, flow rate는 1 ml/min로설정하였다. ABA는 0.1 M acetic acid를첨가한 55% methanol, 그리고 cytokinin은 70% methanol을이동상으로사용하였고각각 265 nm와 254 nm 파장에서분석하였다 (Karadeniz et al., 2006). 균주의모든식물호르몬생성능은단백질대비값 (μg/mg protein) 으로나타내었다. 토마토뿌리신장조사균주가에틸렌생성을억제하여뿌리생장을촉진하는것을조사하기위해에틸렌생성억제물질인 CoCl 2 를대조군으로처리하여실험을진행하였다. 멸균된 Whatman No. 2 여과지가깔린멸균된유리페트리접시에 70% 알코올로 5분간소독한토마토종자 20개씩을놓은후균주 (5 10 7 cells/ml) 6 ml와 2 μm CoCl 2 6 ml 그리고멸균증류수 6 ml를각각처리하였다. 6일동안 30 에서암조건으로배양한후에발아된토마토유묘의뿌리길이를측정하였고, 결과는 Analysis of Variance (ANOVA, SYSTAT ver. 10, 2000, Systat Software, USA) 를이용하여통계처리하였다.
48 Seo and Song 토마토의소규모토양재배실험선발균주가토마토식물의가뭄스트레스극복을돕는것을조사하기위해소규모토양재배실험을진행하였다. 먼저토양을 2 mm 체로거른후토양과시판되는부산물퇴비의비율이 70:30이되도록혼합한후 250 g씩을직경 7.5 cm인플라스틱용기 3개에각각담았다. 뿌리길이가 1 cm 이하의유사한길이로발아한토마토유묘 4개씩을약 2 cm 깊이로심고 7일간 plant growth chamber에서광조건 (12 h, 30, 6,000 lux) 과암조건 (12 h, 24 ) 하에 2일에한번씩증류수 20 ml를공급하여토양수분보유능의 20% 가되게하며재배하였다. 균주는 LB 배지 (Difco Lab) 에서배양 (72 h, 30, 200 rpm) 후원심분리 (3000 g, 4, 20 min) 를통해멸균증류수로세척하고, 토양 1 g 당균주 10 8 cell로토마토유묘에처리하였다. 재배 7일후에전체식물을회수하여뿌리길이, 줄기길이와건조중량을측정하였으며결과는 ANOVA를이용하여통계처리하였다. 결과및고찰균주의분리동정갯씀바귀와통보리사초근권에서각각분리한균주 BD3-35 와 BD2-26, 맥문동근권에서분리한균주 m-2와 m-4가질소원이없는음성대조군배지에서생장하지않았으나 ACC를유일질소원으로첨가한실험군배지에서생장하였고, 질소원을첨가한양성대조군배지와비교하여대등하게생장하였으므로균주들이 ACC를질소원으로이용하여배양되었다는것을알수있었다. 이에따라각균주들을 ACC deaminase 생성능이있는균주로선별하였다. 이들의 16S rrna 유전자염기서열을 NCBI 등록균주들과비교한결과, BD3-35 는 Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca와 100%, BD2-26은 Pseudomonas thivervalensis 와 99.886%, m-2는 Escherichia hermannii와 98.579%, 그리고 m-4는 Enterobacter asburiae와 99.774% 의상동성을나타내어각각의균주로동정되었다. 그러나정확한종수준까지의동정을위해서는생화학적특성과 DNA-DNA 혼성화실험이필요하다. ACC deaminase 와식물호르몬생성능조사각균주들의 ACC deaminase 활성은 BD3-35 균주가 20.26 μm α-kb/mg protein/h로가장높았으며, BD2-26 균주는 6.31 μm/mg/ h, m-4는 0.41 μm/mg/h, 그리고 m-2는 0.36 μm/mg/h로가장낮았다. BD3-35 균주의효소활성도는우수활성균주로보고된 Enterobacter cloacae UW4의 21.23 μm α-kb/mg/h (Ma et al., 2003) 와비교할때거의유사하여활성이우수한균주임을알수있었다. 나머지세개의균주도 Ma et al. (2003) 의 13개균주나 Belimov et al. (2009) 이보고한 10개균주들의 0.22 10.2 μm α-kb/mg/ h 수준과비교하여유사한활성도수준을보였다. ACC deaminse 생성능을가진 4개의균주들에대해전구물질 L-tryptophan을 3 mm 첨가하여옥신 IAA와 IBA 생성을측정했을때 m-4 균주가가장높은생성능을나타냈는데 IAA는배양 2일째에 763 μg/mg protein으로최대생성능을보이며 IBA는 3일째 426 μg/mg으로최대생성능을나타내었다 (Fig. 1). Acinetobacter rhizosphaerae BIHB723이 0.1% DL-tryptophan 이첨가된 NB 배지에서 2일째에 15.6 μg/ml를생성하는것 (Gulati et al., 2009) 과비교하여 m-4 균주는 0.07% L-tryptophan 이첨가된 NB 배지에서 2일째에 88.87 μg/ml를생성하였다. 전구물질 tryptophan의첨가농도를높일수록균주에의한 IAA 생성량도증가하는것이보고되었는데 (Ahmad et al., 2008) m-4 균주는더낮은농도의 tryptophan에서더많은 IAA 생성량을보였으므로옥신생성능이우수한균주인것을알수있다. 식물호르몬 ABA는일차적으로종자의성숙과기공닫힘을조절함으로써식물체가받는가뭄스트레스에저항한다. 균주들의 ABA 생성능을조사한결과 m-2 균주가배양 4일째 1.83 μg/mg protein (0.32 μg/ml) 의생성능을보였다. 이를동일한방법으로 ABA 생성능을조사한 8개의균주 (Sgroy et al., 2009) 와비교하면 Bacillus subtilis와 Pseudomonas putida의 1.8과 4.2 μg/ml 보다는낮은수준이지만나머지균주들의 0.2 μg/ml 이하의생성능보다는높아보통이상의 ABA 생성능을지닌균주인것을알수있다. 나머지 3개균주는 ABA 생성능을나타내지않았다. 또다른식물호르몬인시토키닌은세포분열을촉진하고엽록체의발달과노쇠시작지연등에관여하는데 BD2-26과 BD3-35 균주가시토키닌을생성하여배양 1일째에각각 14.94 μg/mg protein (3.54 μg/ml) 과 15.61 μg/mg protein (3.61 μg/ml) 의생성능을보였다. 이는동일한방법으로조사한 8개균주중 B. subtilis와 P. putida가각각 25.1 그리고 22.3 μg/ml를생성하는것에비해선낮지만나머지균주들의 2.0 μg/ml 이하의생성 (Sgroy et al., 2009) 과 Boiero 등 (2007) 이높은생성능을지닌균주로제시한 USDA110의 2.5 μg/ml과나머지균주들이 0.75 와 0.82 μg/ml를생성하는것을비교하면 BD2-26 균주도높은시토키닌생성능을지닌균주인것을알수있다. 토마토뿌리신장조사 ACC deaminse와식물호르몬생성능을지닌균주들을대상으로토마토종자발아시뿌리신장을조사하였다. 균주 m-2, m-4, BD2-26과 BD3-35는발아된토마토유묘의뿌리길이를각각유의성있게 132, 171, 161과 102% 증가시켰는데, 이는각균주가지니는 ACC deaminase 작용에의한에틸렌억제능과각식물호르몬작용에따른식물생장촉진능이영향을준것으로 Fig. 1. Auxin production by Enterobacter asburiae m-4 in 3 mm L-tryptophan added nutrient broth medium (, IAA;, IBA).
근권세균에의한가뭄조건에서의토마토생장촉진 49 보인다 (Fig. 2). ACC deaminase에의한에틸렌억제능이뿌리신장에작용하는것은에틸렌생성을억제하는 CoCl 2 (Belimov et al., 2009) 를처리한토마토유묘의뿌리길이가대조군보다 26.8% 긴것으로부터알수있다. 그러나균주들의 ACC deaminase 의활성과뿌리신장의정도는일치하지않았는데종자발아와세포분열및길이생장에다양한식물호르몬이작용할뿐만아니라상호작용할수있으므로 (Ahmad et al., 2008) 이에대해더많은연구가필요하다. 소규모토양재배실험가뭄조건하의소규모토양재배실험은토양수분보유능의 20% 조건에서수행하였는데 10% 인경우토마토가자라지못하고모두말라죽었기때문이다. 7일재배후토마토식물의뿌리길이는 m-4 균주가대조군에비해유의성있게 35% 증가시켜유묘뿌리신장결과와동일하게균주들중에서가장높았다 (Fig. 3). 이는 m-4가다른균주에비해더많이생성하는옥신의뿌리생장촉진능과더불어 ACC deaminase 활성이가뭄스트레스에노출된식물에작용해뿌리생장을촉진한것으로보인다. 뿌리신장은식물이토양속더많은수분을탐색할수있도록하기때문에가뭄스트레스에노출된식물체에이로운점으로작용할것이다 (Passioura, 1982). 균주 m-2와 BD3-35는토마토뿌리길이를대조군대비각각 15% 와 14% 증가시켰으므로두균주또 한식물의가뭄스트레스극복을돕는데도움을줄것이예상된다 (Fig. 3). 뿌리와는대조적으로모든균주들이토마토의줄기길이를증가시키지는못하였으며수분결핍대조군과유사한결과를나타내었다. 이는가뭄스트레스를받는식물에서토양내수분을탐색하기위해줄기와뿌리생장비에서뿌리의생장비율이높아지는경향을보이며 (Passioura, 1982) 여기에균주에의한뿌리생장까지촉진되기때문인것으로추정된다. 토마토식물의건조중량은 BD3-35 균주가유의성있게대조군대비 68% 증가시켰는데 (Fig. 4) 이는이균주가 ACC deaminase 활성이가장높을뿐만아니라식물의세포분열을촉진하는시토키닌생성능을가졌기때문에생장이활발하게일어나는유묘상태의토마토에작용해세포분열을더욱촉진시켜건조중량이증가한것으로보인다. 한편시토키닌생성능이있는 BD2-26 균주와 ABA 생성능이있는 m-2 균주는건조중량을대조군대비각각 33% 와 22% 증가시켰는데 (Fig. 4) 실험개체수를증가시키면통계적유의성이나타날것으로기대되며이들균주또한식물체가가뭄스트레스를극복하고생장하는데도움을줄것이예상된다. 본연구를통해 ACC deaminse와식물호르몬생성능을지닌분리균주 m-2, m-4, BD2-26와 BD3-35가가뭄스트레스에노출된식물체의생장을촉진하는데작용하는것을알수있었다. 실제수분결핍환경에서의후속연구를통해건조한지역에있는작물이나나대지식물에미생물비료등으로활용시식물생장을지속시킬수있을것으로예상된다. 적요 Fig. 2. Root length of germinated tomato seedlings after 6-day treatment of rhizobacterial strains (* p<0.05). 일부근권세균은 ACC deaminase를생성하여식물의생장을저해하고노화를촉진시키는식물호르몬에틸렌의수준을낮춤으로써스트레스조건하의식물의생장을지속시킨다. 본연구에서는모래사장에서자라는식물의근권에서 ACC deaminase 를생성하는세균균주들을분리하여 16S rdna 염기서열분석을통해 Escherichia hermannii m-2, Enterobacter asburiae m-4, Pseudomonas thivervalensis BD2-26, and Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca BD3-35로동정하였다. BD3-35 균주는이들중가장높은 ACC deaminase 활성, 20.26 α-ketobutyrate μm/mg protein/h을나타내었다. 균주 BD3-35와 Fig. 3. Root length of 7-day grown tomato root after inoculation of rhizobacterial strains to 7-day old tomato seedlings (* p<0.05). Fig. 4. Dry weight of 7-day grown tomato plant after inoculation of rhizobacterial strains to 7-day old tomato seedlings (* p<0.05).
50 Seo and Song BD2-26는식물호르몬시토키닌, m-4는옥신 IAA와 IBA, 그리고균주 m-2는 ABA 생성능을가졌다. 이균주들은모두토마토종자발아시유묘의뿌리신장을유의성있게촉진하였다. 또한 7일간자란토마토식물에처리하고가뭄스트레스하에서 7일간재배하였을때비접종대조군에비해균주 BD3-35, m-2와 m-4는토마토뿌리의길이를각각 14, 15와 35% 증가시켰으며, m-2, BD2-26와 BD3-35는토마토식물의건조중량을각각 22, 33과 68% 증가시켰다. 따라서이균주들은가뭄스트레스하의식물을위한미생물비료로사용될수있는가능성을보였다. 감사의말 본연구는환경부 Eco-STAR Project의수생태복원사업지원으로수행되었습니다. 참고문헌 Abeles, A.L. and Abeles, F.B. 1972. Biochemical pathway of stress-induced ethylene. Plant Physiol. 50, 496 498. Ahmad, F., Ahmad, I., and Khan, M. 2008. Screening of free-living rhizospheric bacteria for their multiple plant growth promoting activities. Microbiol. Res. 163, 173 181. Belimov, A.A., Dodd, I.C., Hontzeas, N., Theobald, J.C., Safronovam, V.I., and Davies, W.J. 2009. Rhizosphere bacteria containing 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase increase yield of plants grown in drying soil via both local and systemic hormone signalling. New Phytol. 181, 413 423. Boiero, L., Perrig, D., Masciarelli, O., Penna, C., Cassanm, F., and Luna, V. 2007. Phytohormone production by three strains of Bradyrhizobium japonicum and possible physiological and technological implications. Appl. Microbiol. Biotechnol. 74, 874 880. Glick, B.R. 1995. The enhancement of plant growth by free-living bacteria. Can. J. Microbiol. 41, 109 117. Glick, B.R., Penrose, D.M., and Li, J. 1998. A model for the lowering of plant ethylene concentrations by plant growth-promoting bacteria. J. Theor. Biol. 190, 63 68. Glickmann, E. and Dessaux, Y. 1995. A critical examination of the specificity of the Salkowski reagent for indolic compounds produced by phytopathogenic bacteria. Appl. Environ. Microbiol. 61, 793 796. Govindasamy, V., Senthilkumar, M., Mageshwaran, V., and Annapurna, K. 2009. Detection and characterization of ACC deaminase in plant growth promoting rhizobacteria. J. Plant Biochem. Biotechnol. 18, 71 76. Grichko, V.P., Filby, B., and Glick, B.R. 2000. Increased ability of transgenic plants expressing the bacterial enzyme ACC deaminase to accumulate Cd, Co, Cu, Ni, Pb, and Zn. J. Biotechnol. 81, 45 53. Grichko, V.P. and Glick, B.R. 2001. Amelioration of flooding stress by ACC deaminase-containing plant growth-promoting bacteria. Plant Physiol. Biochem. 39, 11 17. Gulati, A., Vyas, P., and Rahi, P. 2009. Plant growth-promoting and rhizosphere-competent Acinetobacter rhizosphaerae strain BIHB- 723 from the cold deserts of the Himalayas. Cur. Microbiol. 58, 371 377. Karadeniz, A., Topcuoglu, S.F., and İnan, S. 2006. Auxin, gibberellin, cytokinin and abscisic acid production in some bacteria. World J. Microbiol. Biotechnol. 22, 1061 1064. Ma, W., Sebestianova, S.B., Sebestian, J., Burd, G.I., Guinel, F.C., and Glick, B.R. 2003. Prevalence of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase in Rhizobium spp. Antonie van Leeuwen. 83, 285 291. Mayak, S., Tirosha, T., and Glick, B.R. 2004. Plant growth-promoting bacteria that confer resistance to water stress in tomatoes and peppers. Plant Physiol. Biochem. 166, 525 530. Morgan, P.W. and Drew, M.C. 1997. Ethylene and plant response to stress. Physiol. Plantarum 100, 620 630. Passioura, J.B. 1982. Roots and drought resistance. Agri. Water Manag. 7, 265 280. Penrose, D.M. and Glick, B.R. 2003. Methods for isolating and characterizing ACC deaminase-containing plant growth-promoting rhizobacteria. Physiol. Plantarum 118, 10 15. Sgroy, V., Cassan, F., Masciarelli, O., Papa, M., Lagares, A., and Luna, V. 2009. Isolation and characterization of endophytic plant growth-promoting (PGPB) or stress homeostasis-regulating (PSHB) bacteria associated to the halophyte Prosopis strombulifera. Appl. Microbiol. Biotechnol. 85, 371 381. Sung, M., Han, S., and Kwon, N. 2012. World Grain Market. Korean Rural Economic Institute Report 11-2012-04. pp. 27 34.