Экзополисахарид

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 21330 (2022) Цитировать эту статью

3142 Доступа

2 цитаты

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Своеобразный рост бактерий очень часто наблюдался в инициированных листьями тканевых культурах Sansevieria trifasciata, суккулента семейства Спаржевые. Изолят оставлял следы высоковязкого материала на стенках сосудов с суспензией или образовывал толстый налет на полутвердых средах без неблагоприятных последствий для роста растений. FTIR идентифицировал это вещество как внеклеточный полисахарид. Различные морфологические, биохимические тесты и молекулярные анализы с использованием генов 16S рРНК, atpD и RecA характеризовали этот изолят JAS1 как новый штамм Agrobacterium pusense. Его слизистый рост на средах Мурасиге и Скуга привел к образованию огромного количества экзополисахарида (7252 мг/л), тогда как на питательном агаре он образовывал только быстрорастущие рои. В качестве бактерий, способствующих росту растений, они производят значительное количество индол-3-уксусной кислоты (86,95 мг л-1), гиббереллиновой кислоты (172,98 мг л-1), аммиака (42,66 мкмоль мл-1). Кроме того, он продуцирует сидерофоры, дезаминазу 1-аминоциклопропан-1-карбоновой кислоты, фиксирует азот, образует биопленки, продуктивно солюбилизирует неорганические фосфаты почвы и цинк. При различных обработках JAS1 пшеница и нут приводили к значительному улучшению параметров роста побегов и корней. Эффекты PGP от JAS1 положительно улучшили параметры физиологического роста растений, отражая значительное увеличение общего содержания хлорофилла, каротиноидов, пролина, фенолов, флавоноидов и сахара. Кроме того, изолированный штамм поддерживал здоровье как растений, так и почвы в периодическом режиме высыхания почвы, вероятно, благодаря своим свойствам продукции PGP и EPS соответственно.

Эндофиты — это организмы, которые обитают в своих растениях-хозяевах и по-разному колонизируют их. Микробные эндофиты — это бактериальные и грибковые образования, которые обитают в тканях растений, устанавливают симбиотические и несимбиотические отношения с хозяином и, как правило, не оказывают никакого негативного влияния на рост хозяина1,2,3,4. Хотя новые исследования включали патогены, ведущие эндофитный образ жизни5,6, многие другие предлагают хозяину множество преимуществ для роста, что более важно, в плане биодоступности минеральных питательных веществ и защиты от абиотических и биотических стрессоров7. Многие эндофиты также предоставляют ключевые биоресурсы для продуктов и процессов, важных в сельском хозяйстве, медицине и промышленности8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18. Ризобактерии включают различные группы почвенных бактерий, которые положительно и/или отрицательно влияют на рост растений. Ризобактерии, стимулирующие рост растений (PGPR), устанавливают ризосферные и/или эндофитные ассоциации с растениями, что у некоторых хорошо проявляется в образовании корневых клубеньков у бобовых, где они помогают растениям фиксировать атмосферный азот в аммиак. Однако образование клубеньков на корнях не является обязательным, поскольку многие такие бактерии колонизируются в листьях, стеблях, корнях и даже семенах многих бобовых и небобовых растений19,20. PGP-свойства эндофитов понимают по их способности солюбилизировать почвенные минералы, активности 1-аминоциклопропан-1-карбоксилата (АСС) дезаминазы, продукции сидерофоров, синтезу ауксина и т. д.21,22. Известно, что некоторые микробы производят и выделяют, помимо других биологически активных веществ, определенные углеводные биополимеры с низкой и высокой молекулярной массой, называемые внеклеточными полисахаридами (ЭПС). У бактерий, ассоциированных с растениями, секреции ЭПС усиливают (i) их взаимодействие/прилипание, движение и колокализацию внутри растительных систем за счет образования биопленок; (ii) способность почвы и корня хозяина удерживать воду и (iii) а также получение других многих преимуществ, а именно: защита хозяина(ов) от патогенов, передача сигналов субстрата/питательных веществ и, возможно, также акклиматизация растений к воздействиям окружающей среды и т. д.21 , 23. Многие бактериальные выделения ЭПС нашли применение в различных коммерческих продуктах питания, сельском хозяйстве, биомедицинских и косметических целях, их рыночная стоимость растет24,25,26,27,28.