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 имеют достаточно времени для полноценного роста и созревания и, следовательно, не приобретают отличных качеств². Кроме того, в организме человека и почве могут накапливаться очень вредные токсичные соединения³. Поэтому существует необходимость в разработке экологически чистых и устойчивых решений для снижения потребности в химических удобрениях. Полезные микроорганизмы могут стать важным источником биологически активных природных соединений⁴.
Эндофитные сообщества в листьях различаются в зависимости от вида или генотипа растения-хозяина, стадии роста растения и его морфологии. 13 Несколько исследований показали, что Azospirillum, Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas и Enterobacter обладают потенциалом дляспособствовать росту растений14 Более того, Bacillus и Azospirillum являются наиболее интенсивно изучаемыми родами PGPB с точки зрения улучшения роста и урожайности растений. 15 Исследования показали, что совместная инокуляция Azospirillum brasiliensis и Bradyrhizobium в бобовые 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. Аналогично, семена фенхеля трудно выращивать из-за плохого вегетативного роста и низкой всхожести, особенно в условиях засухи20. Обработка семян бактериями Pseudomonas fluorescens и Trichoderma harzianum улучшает ранний рост сеянцев фенхеля в условиях засухи21. Что касается стевии, были проведены исследования для оценки влияния микоризных грибов и ризобактерий, способствующих росту растений (PGPR), на способность организма к росту, накоплению вторичных метаболитов и экспрессии генов, участвующих в биосинтезе. Согласно Рахи и др.22, инокуляция растений различными PGPR улучшила их рост, индекс фотосинтеза и накопление стевиозида и стевиозида А. С другой стороны, инокуляция стевии ризобиями, стимулирующими рост растений, и арбускулярными микоризными грибами стимулировала высоту растений, содержание стевиозида, минералов и пигментов.23 Овьедо-Перейра и др.24 сообщили, что раздражающие эндофиты Enterobacter hormaechei H2A3 и H5A2 увеличили содержание SG, стимулировали плотность трихом в листьях и способствовали накоплению специфических метаболитов в трихомах, но не стимулировали рост растений;
ГА3 — один из наиболее важных и биологически активных гиббереллиноподобных белков31. Экзогенная обработка стевии ГА3 может увеличить удлинение стебля и цветение32. С другой стороны, некоторые исследования показали, что ГА3 является индуктором, стимулирующим растения к выработке вторичных метаболитов, таких как антиоксиданты и пигменты, а также выступает в качестве защитного механизма33.
Филогенетические взаимосвязи изолятов по отношению к другим типам штаммов. Номера доступа GenBank указаны в скобках.
Активность амилазы, целлюлазы и протеазы проявляется 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, в то время как B. paralicheniformis SrMA3 может продуцировать все ферменты, кроме целлюлазы, а B. licheniformis SrAM2 продуцирует только целлюлазу.
Несколько важных родов микроорганизмов были связаны с увеличением синтеза вторичных метаболитов в лекарственных и ароматических растениях74. Содержание всех ферментативных и неферментативных антиоксидантов значительно увеличилось в S. rebaudiana Shou-2 по сравнению с контролем. Положительное влияние PGPB на общее содержание фенольных соединений (TPC) в рисе также было отмечено Chamam et al.75; Кроме того, наши результаты согласуются с результатами TPC, TFC и DPPH в S. rebaudiana, что было объяснено комбинированным действием Piriformospora indica и Azotobacter chroococcum76. Содержание TPC и TFC77 было 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 так же, 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 наличие синергетической связи между количеством листьев, экспрессией генов и производством SG при одновременной инокуляции несколькими штаммами. С другой стороны, двойная инокуляция превосходила одинарную по показателям роста и продуктивности растений.
Гидролитические ферменты определяли после инокуляции бактерий на агаровую среду, содержащую индикаторный субстрат, и инкубации при 28 °C в течение 2–5 дней. После посева бактерий на крахмальный агар определяли активность амилазы с использованием раствора йода-100. Активность целлюлазы определяли с использованием 0,2% водного раствора конго красного по методу Кианнгама и др. 101. Активность протеазы наблюдали по прозрачным зонам вокруг колоний, посеянных на агаровую среду с обезжиренным молоком, как описано Цуй и др. 102. С другой стороны, липазу-100 определяли после инокуляции на агаровую среду с Твином.
Дата публикации: 06.01.2025