Блог

Jun 09, 2023

Экзополисахарид

Scientific Reports, том 12, номер статьи: 21330 (2022) Цитировать эту статью 3748 Доступов 3 Цитирования 2 Подробности о альтметрических метриках Очень часто наблюдался своеобразный бактериальный рост у листьев, инициированных

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

3748 Доступов

3 цитаты

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Своеобразный рост бактерий очень часто наблюдался в культурах тканей, инициированных листьями, 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 сахаров. 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 какого-либо 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, связанных 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.