Maatalous on maailmanmarkkinoiden tärkein resurssi, ja ekologiset järjestelmät kohtaavat monia haasteita. Kemiallisten lannoitteiden maailmanlaajuinen kulutus kasvaa ja sillä on keskeinen rooli satojen kannalta1. Tällä tavoin kasvatetuilla kasveilla ei kuitenkaan ole tarpeeksi aikaa kasvaa ja kypsyä kunnolla, eivätkä ne siksi saavuta erinomaisia kasviominaisuuksia2. Lisäksi ihmiskehoon ja maaperään voi kertyä erittäin haitallisia myrkyllisiä yhdisteitä3. Siksi on tarpeen kehittää ympäristöystävällisiä ja kestäviä ratkaisuja kemiallisten lannoitteiden tarpeen vähentämiseksi. Hyödylliset mikro-organismit voivat olla tärkeä biologisesti aktiivisten luonnollisten yhdisteiden lähde4.
Lehtien endofyyttiset yhteisöt vaihtelevat isäntäkasvin lajin tai genotyypin, kasvin kasvuvaiheen ja kasvin morfologian mukaan. 13 Useissa tutkimuksissa on raportoitu, että Azospirillum-, Bacillus-, Azotobacter-, Pseudomonas- ja Enterobacter-bakteereilla on potentiaaliaedistää kasvien kasvua. 14 Lisäksi Bacillus ja Azospirillum ovat intensiivisimmin tutkittuja PGPB-sukuja kasvien kasvun ja sadon parantamisen kannalta. 15 Tutkimukset ovat osoittaneet, että Azospirillum brasiliensis- ja Bradyrhizobium-sukujen yhteisistutus palkokasveihin voi parantaa maissin, vehnän, soijapapujen ja kidneypapujen satoa. 16, 17 Tutkimukset ovat osoittaneet, että Salicornian istuttaminen Bacillus licheniformiksen ja muiden PGPB-sukujen kanssa edistää synergistisesti kasvien kasvua ja ravinteiden ottoa. 18 Azospirillum brasiliensis Sp7 ja Bacillus sphaericus UPMB10 parantavat makean banaanin juurien kasvua. Samoin fenkolin siemeniä on vaikea kasvattaa heikon vegetatiivisen kasvun ja alhaisen itävyyden vuoksi, erityisesti kuivuusstressiolosuhteissa20. Siementen käsittely Pseudomonas fluorescens- ja Trichoderma harzianum -bakteereilla parantaa fenkolin taimien varhaista kasvua kuivuusstressiolosuhteissa21. Stevian osalta on tehty tutkimuksia mykorritsasienten ja kasvien kasvua edistävien rhizobakteerien (PGPR) vaikutusten arvioimiseksi organismin kykyyn kasvaa, kerätä sekundaarisia metaboliitteja ja ilmentää biosynteesiin osallistuvia geenejä. Rahi et al.22:n mukaan kasvien rokottaminen erilaisilla PGPR:illä paransi niiden kasvua, fotosynteesi-indeksiä sekä steviosidin ja steviosidi A:n kertymistä. Toisaalta stevian rokottaminen kasvien kasvua edistävillä rhizobiomilla ja arbuskulaarisilla mykorritsasienillä stimuloi kasvien korkeutta, steviosidi-, mineraali- ja pigmenttipitoisuuksia.23 Oviedo-Pereira et al.24 raportoivat, että ärsyttävät endofyytit Enterobacter hormaechei H2A3 ja H5A2 lisäsivät SG-pitoisuutta, stimuloivat trikomitiheyttä lehdissä ja edistivät spesifisten metaboliittien kertymistä trikomeihin, mutta ne eivät edistäneet kasvien kasvua;
GA3 on yksi tärkeimmistä ja biologisesti aktiivisimmista gibberelliinin kaltaisista proteiineista31. Stevian eksogeeninen käsittely GA3:lla voi lisätä varren pitenemistä ja kukintaa32. Toisaalta joissakin tutkimuksissa on raportoitu, että GA3 on indusoija, joka stimuloi kasveja tuottamaan sekundaarisia metaboliitteja, kuten antioksidantteja ja pigmenttejä, ja se on myös puolustusmekanismi33.
Eristeiden fylogeneettiset suhteet muihin kantatyyppeihin nähden. GenBank-liittymisnumerot on annettu suluissa.
Amylaasin, sellulaasin ja proteaasin aktiivisuudet näkyvät selkeinä juovina pesäkkeiden ympärillä, kun taas valkoiset saostumat pesäkkeiden ympärillä osoittavat lipaasiaktiivisuutta. Kuten taulukosta 2 käy ilmi, B. paramycoides SrAM4 voi tuottaa kaikkia hydrolaaseja, kun taas B. paralicheniformis SrMA3 voi tuottaa kaikkia entsyymejä paitsi sellulaasia, ja B. licheniformis SrAM2 tuottaa vain sellulaasia.
Useita tärkeitä mikrobisukuja on yhdistetty lisääntyneeseen sekundaaristen metaboliittien synteesiin lääke- ja aromaattisissa kasveissa74. Kaikki entsymaattiset ja ei-entsymaattiset antioksidantit lisääntyivät merkittävästi S. rebaudiana Shou-2:ssa verrattuna kontrolliin. Myös Chamam et al.75 raportoivat PGPB:n positiivisen vaikutuksen TPC:hen riisissä; Lisäksi tuloksemme ovat yhdenmukaisia TPC:n, TFC:n ja DPPH:n tulosten kanssa S. rebaudianassa, mikä johtui Piriformospora indican ja Azotobacter chroococcumin yhteisvaikutuksesta76. TPC ja TFC77 olivat merkittävästi korkeammat mikro-organismeilla käsitellyissä basilikassa verrattuna käsittelemättömiin kasveihin. Lisäksi antioksidanttien lisääntyminen voi johtua kahdesta syystä: hydrolyyttiset entsyymit stimuloivat indusoituja kasvin puolustusmekanismeja samalla tavalla kuin patogeeniset mikro-organismit, kunnes kasvi sopeutuu bakteerien kolonisaatioon78. Toiseksi PGPB voi toimia shikimaattireitin kautta muodostuvien bioaktiivisten yhdisteiden induktion initiaattorina korkeammissa kasveissa ja mikro-organismeissa79.
Tulokset osoittivat, että lehtien lukumäärän, geenien ilmentymisen ja SG-tuotannon välillä oli synergistinen suhde, kun useita kantoja inokuloitiin samanaikaisesti. Toisaalta kaksoisrokotus oli parempi kuin yksittäinen rokotus kasvien kasvun ja tuottavuuden kannalta.
Hydrolyyttisiä entsyymejä havaittiin sen jälkeen, kun bakteerit oli inokuloitu indikaattoriagar-agarille ja inkuboitu 28 °C:ssa 2–5 päivän ajan. Kun bakteerit oli viljelyttetty tärkkelysagarille, amylaasiaktiivisuus määritettiin jodi 100 -liuoksella. Sellulaasiaktiivisuus määritettiin 0,2 % vesipitoisella Kongon punaisella reagenssilla Kianngamin ym. 101 menetelmän mukaisesti. Proteaasiaktiivisuutta havaittiin kirkkaiden vyöhykkeiden kautta pesäkkeiden ympärillä, jotka oli viljelyt rasvattomalle maitoagarille, kuten Cui ym. 102 ovat kuvanneet. Toisaalta lipaasi 100 havaittiin Tween-agarille inokuloinnin jälkeen.
Julkaisun aika: 06.01.2025