Сельское хозяйство является важнейшим ресурсом на мировых рынках, и экологические системы сталкиваются со многими проблемами. Глобальное потребление химических удобрений растет и играет жизненно важную роль в урожайности сельскохозяйственных культур1. Однако растения, выращенные таким образом, не успевают вырасти и созреть должным образом и поэтому не приобретают превосходных растительных качеств2. Кроме того, в организме человека и почве могут накапливаться очень вредные токсичные соединения3. Поэтому необходимо разрабатывать экологически чистые и устойчивые решения для снижения потребности в химических удобрениях. Полезные микроорганизмы могут быть важным источником биологически активных природных соединений4.
Эндофитные сообщества в листьях различаются в зависимости от вида или генотипа растения-хозяина, стадии роста растения и морфологии растения. 13 В нескольких исследованиях сообщалось, что Azospirillum, Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas и Enterobacter обладают потенциаломспособствуют росту растений. 14 Кроме того, Bacillus и Azospirillum являются наиболее интенсивно изучаемыми родами PGPB с точки зрения улучшения роста растений и урожайности. 15 Исследования показали, что совместная инокуляция Azospirillum brasiliensis и Bradyrhizobium в бобовых может повысить урожайность кукурузы, пшеницы, сои и фасоли. 16, 17 Исследования показали, что инокуляция Salicornia с Bacillus licheniformis и другими PGPB синергетически способствует росту растений и усвоению питательных веществ. 18 Azospirillum brasiliensis Sp7 и Bacillus sphaericus UPMB10 улучшают рост корней сладкого банана. Аналогичным образом, семена фенхеля трудно выращивать из-за слабого вегетативного роста и низкой всхожести, особенно в условиях засухи20. Обработка семян Pseudomonas fluorescens и Trichoderma harzianum улучшает ранний рост проростков фенхеля в условиях засухи21. Для стевии были проведены исследования с целью оценки влияния микоризных грибов и ризобактерий, стимулирующих рост растений (PGPR), на способность организма расти, накапливать вторичные метаболиты и экспрессировать гены, участвующие в биосинтезе. По данным Рахи и соавторов22, инокуляция растений различными PGPR улучшила их рост, фотосинтетический индекс и накопление стевиозида и стевиозида А. С другой стороны, инокуляция стевии стимулирующими рост растений ризобиями и арбускулярными микоризными грибами стимулировала высоту растений, содержание стевиозида, минералов и пигментов23. Овиедо-Перейра и соавторы24 сообщили, что раздражающие эндофиты Enterobacter hormaechei H2A3 и H5A2 увеличили содержание СГ, стимулировали плотность трихом в листьях и способствовали накоплению специфических метаболитов в трихомах, но они не способствовали росту растений;
GA3 является одним из наиболее важных и биологически активных гиббереллин-подобных белков31. Экзогенная обработка стевии GA3 может усилить удлинение стебля и цветение32. С другой стороны, некоторые исследования показали, что GA3 является индуктором, который стимулирует растения к производству вторичных метаболитов, таких как антиоксиданты и пигменты, а также является защитным механизмом33.
Филогенетические связи изолятов по отношению к другим типам штаммов. Номера доступа GenBank указаны в скобках.
Активность амилазы, целлюлазы и протеазы показана в виде четких полос вокруг колоний, тогда как белые осадки вокруг колоний указывают на активность липазы. Как показано в таблице 2, B. paramycoides SrAM4 может продуцировать все гидролазы, тогда как B. paralicheniformis SrMA3 может продуцировать все ферменты, кроме целлюлазы, а B. licheniformis SrAM2 продуцирует только целлюлазу.
Несколько важных микробных родов были связаны с повышенным синтезом вторичных метаболитов в лекарственных и ароматических растениях74. Все ферментативные и неферментативные антиоксиданты были значительно увеличены в S. rebaudiana Shou-2 по сравнению с контролем. Положительный эффект PGPB на TPC в рисе также был отмечен Chamam et al.75; Более того, наши результаты согласуются с результатами TPC, TFC и DPPH в S. rebaudiana, что было приписано совместному действию Piriformospora indica и Azotobacter chroococcum76. TPC и TFC77 были значительно выше в растениях базилика, обработанных микроорганизмами, по сравнению с необработанными растениями. Более того, увеличение антиоксидантов может происходить по двум причинам: гидролитические ферменты стимулируют индуцированные механизмы защиты растений таким же образом, как и патогенные микроорганизмы, пока растение не адаптируется к бактериальной колонизации78. Во-вторых, PGPB может выступать в качестве инициатора индукции биоактивных соединений, образующихся по шикиматному пути в высших растениях и микроорганизмах 79 .
Результаты показали, что существует синергическая связь между числом листьев, экспрессией генов и производством SG при совместной инокуляции нескольких штаммов. С другой стороны, двойная инокуляция превосходила одинарную с точки зрения роста растений и производительности.
Гидролитические ферменты были обнаружены после инокуляции бактерий на агаризованной среде, содержащей индикаторный субстрат, и инкубации при 28 °C в течение 2–5 дней. После высева бактерий на крахмальную агаризованную среду активность амилазы определялась с использованием раствора йода 100. Активность целлюлазы определялась с использованием 0,2% водного реагента Конго красного по методу Кианнгама и др. 101 . Активность протеазы наблюдалась через чистые зоны вокруг колоний, высеянных на среду агара с обезжиренным молоком, как описано Куи и др. 102 . С другой стороны, липаза 100 была обнаружена после инокуляции на среду агара Твин.
Время публикации: 06.01.2025