Rolnictwo jest najważniejszym zasobem na rynkach światowych, a systemy ekologiczne stoją przed wieloma wyzwaniami. Globalne zużycie nawozów chemicznych rośnie i odgrywa kluczową rolę w plonach1. Jednak rośliny uprawiane w ten sposób nie mają wystarczająco dużo czasu, aby prawidłowo rosnąć i dojrzewać, a zatem nie nabywają doskonałych cech roślinnych2. Ponadto w organizmie człowieka i glebie mogą gromadzić się bardzo szkodliwe związki toksyczne3. Dlatego istnieje potrzeba opracowania przyjaznych dla środowiska i zrównoważonych rozwiązań w celu zmniejszenia zapotrzebowania na nawozy chemiczne. Pożyteczne mikroorganizmy mogą być ważnym źródłem biologicznie aktywnych związków naturalnych4.
Wspólnoty endofityczne w liściach różnią się w zależności od gatunku rośliny żywicielskiej lub genotypu, fazy wzrostu rośliny i jej morfologii. 13 W kilku badaniach wykazano, że Azospirillum, Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas i Enterobacter mają potencjał dopromować wzrost roślin. 14 Ponadto Bacillus i Azospirillum są najintensywniej badanymi rodzajami PGPB pod kątem poprawy wzrostu roślin i plonów. 15 Badania wykazały, że współszczepienie roślin strączkowych Azospirillum brasiliensis i Bradyrhizobium może zwiększyć plony kukurydzy, pszenicy, soi i fasoli. 16, 17 Badania wykazały, że szczepienie Salicornia z Bacillus licheniformis i innymi PGPB synergicznie wspomaga wzrost roślin i pobieranie składników odżywczych. 18 Azospirillum brasiliensis Sp7 i Bacillus sphaericus UPMB10 poprawiają wzrost korzeni słodkiego banana. Podobnie nasiona kopru włoskiego są trudne w uprawie z powodu słabego wzrostu wegetatywnego i niskiej zdolności kiełkowania, szczególnie w warunkach stresu suszy20. Zaprawianie nasion bakteriami Pseudomonas fluorescens i Trichoderma harzianum poprawia wczesny wzrost sadzonek kopru włoskiego w warunkach stresu suszy21. W przypadku stewii przeprowadzono badania mające na celu ocenę wpływu grzybów mikoryzowych i ryzobakterii promujących wzrost roślin (PGPR) na zdolność organizmu do wzrostu, gromadzenia metabolitów wtórnych i ekspresji genów biorących udział w biosyntezie. Według Rahi i in.22, szczepienie roślin różnymi PGPR poprawiło ich wzrost, wskaźnik fotosyntezy oraz akumulację stewiozydu i stewiozydu A. Z drugiej strony, szczepienie stewii promującymi wzrost roślin bakteriami Rhizobium i grzybami mikoryzowymi arbuskularnymi stymulowało wysokość roślin, zawartość stewiozydu, minerałów i pigmentu.23 Oviedo-Pereira i in.24 podali, że drażniące endofity Enterobacter hormaechei H2A3 i H5A2 zwiększały zawartość SG, stymulowały gęstość włosków w liściach i promowały akumulację specyficznych metabolitów we włoskach, ale nie promowały wzrostu roślin;
GA3 jest jednym z najważniejszych i biologicznie aktywnych białek podobnych do gibereliny31. Egzogenne traktowanie stewii GA3 może zwiększyć wydłużanie łodygi i kwitnienie32. Z drugiej strony, niektóre badania wykazały, że GA3 jest induktorem, który stymuluje rośliny do produkcji metabolitów wtórnych, takich jak przeciwutleniacze i pigmenty, a także jest mechanizmem obronnym33.
Relacje filogenetyczne izolatów w odniesieniu do innych typów szczepów. Numery akcesyjne GenBank podano w nawiasach.
Aktywności amylazy, celulazy i proteazy są widoczne jako wyraźne pasma wokół kolonii, podczas gdy białe osady wokół kolonii wskazują na aktywność lipazy. Jak pokazano w Tabeli 2, B. paramycoides SrAM4 może produkować wszystkie hydrolazy, podczas gdy B. paralicheniformis SrMA3 może produkować wszystkie enzymy z wyjątkiem celulazy, a B. licheniformis SrAM2 produkuje tylko celulazę.
Kilka ważnych rodzajów drobnoustrojów zostało powiązanych ze zwiększoną syntezą metabolitów wtórnych w roślinach leczniczych i aromatycznych74. Wszystkie enzymatyczne i nieenzymatyczne przeciwutleniacze były znacząco zwiększone w S. rebaudiana Shou-2 w porównaniu z kontrolą. Pozytywny wpływ PGPB na TPC w ryżu został również zgłoszony przez Chamam i in.75; Ponadto nasze wyniki są zgodne z wynikami TPC, TFC i DPPH w S. rebaudiana, co przypisano łączonemu działaniu Piriformospora indica i Azotobacter chroococcum76. TPC i TFC77 były znacząco wyższe w roślinach bazylii traktowanych mikroorganizmami w porównaniu z roślinami nietraktowanymi. Ponadto wzrost przeciwutleniaczy może wystąpić z dwóch powodów: enzymy hydrolityczne stymulują indukowane mechanizmy obronne roślin w taki sam sposób jak mikroorganizmy patogenne, dopóki roślina nie dostosuje się do kolonizacji bakteryjnej78. Po drugie, PGPB może działać jako inicjator indukcji związków bioaktywnych powstających na drodze szlaku szikimowego w roślinach wyższych i mikroorganizmach 79 .
Wyniki wykazały, że istniała synergistyczna relacja między liczbą liści, ekspresją genów i produkcją SG, gdy współszczepiono wiele szczepów. Z drugiej strony, podwójna inokulacja była lepsza od pojedynczej inokulacji pod względem wzrostu i produktywności roślin.
Enzymy hydrolityczne wykryto po zaszczepieniu bakterii na podłożu agarowym zawierającym substrat wskaźnikowy i inkubacji w temperaturze 28 °C przez 2–5 dni. Po wysianiu bakterii na podłożu agarowym skrobiowym, aktywność amylazy określono przy użyciu roztworu jodu 100. Aktywność celulazy określono przy użyciu 0,2% wodnego odczynnika czerwieni Kongo zgodnie z metodą Kianngama i in. 101 . Aktywność proteazy obserwowano przez przejrzyste strefy wokół kolonii wysianych na podłożu agarowym z odtłuszczonym mlekiem, jak opisali Cui i in. 102 . Z drugiej strony, lipazę 100 wykryto po zaszczepieniu na podłożu agarowym Tween.
Czas publikacji: 06-01-2025