Η γεωργία είναι ο σημαντικότερος πόρος στις παγκόσμιες αγορές και τα οικολογικά συστήματα αντιμετωπίζουν πολλές προκλήσεις. Η παγκόσμια κατανάλωση χημικών λιπασμάτων αυξάνεται και παίζει ζωτικό ρόλο στις αποδόσεις των καλλιεργειών1. Ωστόσο, τα φυτά που καλλιεργούνται με αυτόν τον τρόπο δεν έχουν αρκετό χρόνο για να αναπτυχθούν και να ωριμάσουν σωστά και ως εκ τούτου δεν αποκτούν άριστες φυτικές ιδιότητες2. Επιπλέον, πολύ επιβλαβείς τοξικές ενώσεις μπορούν να συσσωρευτούν στο ανθρώπινο σώμα και στο έδαφος3. Επομένως, υπάρχει ανάγκη να αναπτυχθούν φιλικές προς το περιβάλλον και βιώσιμες λύσεις για τη μείωση της ανάγκης για χημικά λιπάσματα. Οι ωφέλιμοι μικροοργανισμοί μπορούν να αποτελέσουν σημαντική πηγή βιολογικά ενεργών φυσικών ενώσεων4.
Οι ενδοφυτικές κοινότητες στα φύλλα ποικίλλουν ανάλογα με το είδος ή τον γονότυπο του φυτού ξενιστή, το στάδιο ανάπτυξης του φυτού και τη μορφολογία του φυτού. 13 Αρκετές μελέτες έχουν αναφέρει ότι τα Azospirillum, Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas και Enterobacter έχουν τη δυνατότητα ναπροάγουν την ανάπτυξη των φυτών. 14 Επιπλέον, τα γένη Bacillus και Azospirillum είναι τα γένη PGPB που έχουν μελετηθεί πιο εντατικά όσον αφορά τη βελτίωση της ανάπτυξης και της απόδοσης των φυτών. 15 Μελέτες έχουν δείξει ότι ο συν-εμβολιασμός των Azospirillum brasiliensis και Bradyrhizobium σε όσπρια μπορεί να ενισχύσει την απόδοση του καλαμποκιού, του σιταριού, της σόγιας και των κόκκινων φασολιών. 16, 17 Μελέτες έχουν δείξει ότι ο εμβολιασμός του Salicornia με Bacillus licheniformis και άλλα PGPB προάγει συνεργιστικά την ανάπτυξη των φυτών και την πρόσληψη θρεπτικών συστατικών. 18 Τα Azospirillum brasiliensis Sp7 και Bacillus sphaericus UPMB10 βελτιώνουν την ανάπτυξη των ριζών της γλυκιάς μπανάνας. Ομοίως, οι σπόροι μάραθου είναι δύσκολο να καλλιεργηθούν λόγω της κακής βλαστικής ανάπτυξης και της χαμηλής βλάστησης, ειδικά υπό συνθήκες στρες ξηρασίας20. Η επεξεργασία σπόρων με Pseudomonas fluorescens και Trichoderma harzianum βελτιώνει την πρώιμη ανάπτυξη των σπορόφυτων μάραθου υπό συνθήκες στρες ξηρασίας21. Για τη στέβια, έχουν διεξαχθεί μελέτες για την αξιολόγηση των επιδράσεων των μυκορριζικών μυκήτων και των ριζοβακτηρίων που προάγουν την ανάπτυξη των φυτών (PGPR) στην ικανότητα του οργανισμού να αναπτύσσεται, να συσσωρεύει δευτερογενείς μεταβολίτες και να εκφράζει γονίδια που εμπλέκονται στη βιοσύνθεση. Σύμφωνα με τους Rahi et al.22, ο εμβολιασμός φυτών με διαφορετικά PGPR βελτίωσε την ανάπτυξή τους, τον φωτοσυνθετικό δείκτη και τη συσσώρευση στεβιοζίτη και στεβιοζίτη Α. Από την άλλη πλευρά, ο εμβολιασμός στέβιας με ριζόβια και μυκορριζικούς μύκητες που προάγουν την ανάπτυξη των φυτών διεγείρει το ύψος των φυτών, την περιεκτικότητα σε στεβιοζίτη, μέταλλα και χρωστικές ουσίες.23 Οι Oviedo-Pereira et al.24 ανέφεραν ότι τα ερεθιστικά ενδόφυτα Enterobacter hormaechei H2A3 και H5A2 αύξησαν την περιεκτικότητα σε SG, διεγείρουν την πυκνότητα τριχωμάτων στα φύλλα και προωθούν τη συσσώρευση συγκεκριμένων μεταβολιτών στα τριχώματα, αλλά δεν προωθούν την ανάπτυξη των φυτών.
Η GA3 είναι μία από τις πιο σημαντικές και βιολογικά δραστικές πρωτεΐνες τύπου γιββερελλίνης31. Η εξωγενής επεξεργασία της στέβιας με GA3 μπορεί να αυξήσει την επιμήκυνση του στελέχους και την ανθοφορία32. Από την άλλη πλευρά, ορισμένες μελέτες έχουν αναφέρει ότι η GA3 είναι ένας επαγωγέας που διεγείρει τα φυτά να παράγουν δευτερογενείς μεταβολίτες όπως αντιοξειδωτικά και χρωστικές ουσίες, και αποτελεί επίσης έναν αμυντικό μηχανισμό33.
Φυλογενετικές σχέσεις απομονωμένων στελεχών σε σχέση με άλλους τύπους στελεχών. Οι αριθμοί πρόσβασης GenBank δίνονται σε παρενθέσεις.
Οι δραστικότητες αμυλάσης, κυτταρινάσης και πρωτεάσης εμφανίζονται ως διαφανείς ζώνες γύρω από τις αποικίες, ενώ τα λευκά ιζήματα γύρω από τις αποικίες υποδεικνύουν δραστικότητα λιπάσης. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 2, το B. paramycoides SrAM4 μπορεί να παράγει όλες τις υδρολάσες, ενώ το B. paralicheniformis SrMA3 μπορεί να παράγει όλα τα ένζυμα εκτός από την κυτταρινάση, και το B. licheniformis SrAM2 παράγει μόνο κυτταρινάση.
Αρκετά σημαντικά μικροβιακά γένη έχουν συσχετιστεί με αυξημένη σύνθεση δευτερογενών μεταβολιτών σε φαρμακευτικά και αρωματικά φυτά74. Όλα τα ενζυματικά και μη ενζυματικά αντιοξειδωτικά αυξήθηκαν σημαντικά στο S. rebaudiana Shou-2 σε σύγκριση με τον έλεγχο. Η θετική επίδραση του PGPB στην TPC στο ρύζι αναφέρθηκε επίσης από τους Chamam et al.75. Επιπλέον, τα αποτελέσματά μας συμφωνούν με τα αποτελέσματα των TPC, TFC και DPPH στο S. rebaudiana, τα οποία αποδώθηκαν στη συνδυασμένη δράση των Piriformospora indica και Azotobacter chroococcum76. Η TPC και η TFC77 ήταν σημαντικά υψηλότερες σε φυτά βασιλικού που υποβλήθηκαν σε αγωγή με μικροοργανισμούς σε σύγκριση με τα μη υποβληθέντα σε αγωγή φυτά. Επιπλέον, η αύξηση των αντιοξειδωτικών μπορεί να συμβεί για δύο λόγους: τα υδρολυτικά ένζυμα διεγείρουν τους επαγόμενους μηχανισμούς άμυνας των φυτών με τον ίδιο τρόπο όπως οι παθογόνοι μικροοργανισμοί μέχρι το φυτό να προσαρμοστεί στον βακτηριακό αποικισμό78. Δεύτερον, το PGPB μπορεί να λειτουργήσει ως εκκινητής της επαγωγής βιοδραστικών ενώσεων που σχηματίζονται μέσω της οδού σικιμάτη σε ανώτερα φυτά και μικροοργανισμούς79.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι υπήρχε μια συνεργιστική σχέση μεταξύ του αριθμού των φύλλων, της γονιδιακής έκφρασης και της παραγωγής SG όταν πολλαπλά στελέχη συνεμβολιάστηκαν. Από την άλλη πλευρά, ο διπλός εμβολιασμός ήταν ανώτερος από τον μονό εμβολιασμό όσον αφορά την ανάπτυξη και την παραγωγικότητα των φυτών.
Τα υδρολυτικά ένζυμα ανιχνεύθηκαν μετά από εμβολιασμό των βακτηρίων σε μέσο άγαρ που περιείχε υπόστρωμα δείκτη και επώαση στους 28 °C για 2-5 ημέρες. Μετά την τοποθέτηση των βακτηρίων σε μέσο άγαρ αμύλου, προσδιορίστηκε η δραστικότητα της αμυλάσης χρησιμοποιώντας διάλυμα ιωδίου 100. Η δραστικότητα της κυτταρινάσης προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας υδατικό αντιδραστήριο κόκκινου του Κονγκό 0,2% σύμφωνα με τη μέθοδο των Kianngam et al. 101. Η δραστικότητα της πρωτεάσης παρατηρήθηκε μέσω διαφανών ζωνών γύρω από αποικίες που τοποθετήθηκαν σε μέσο άγαρ αποβουτυρωμένου γάλακτος, όπως περιγράφεται από τους Cui et al. 102. Από την άλλη πλευρά, η λιπάση 100 ανιχνεύθηκε μετά από εμβολιασμό σε μέσο άγαρ Tween.
Ώρα δημοσίευσης: 06 Ιανουαρίου 2025