upitbg

Usporedba učinaka bakterijskih bioloških agensa i giberelinske kiseline na rast stevije i proizvodnju steviol glikozida reguliranjem njezinih kodirajućih gena

Poljoprivreda je najvažniji resurs na svjetskim tržištima, a ekološki sustavi suočavaju se s mnogim izazovima. Globalna potrošnja kemijskih gnojiva raste i igra vitalnu ulogu u prinosima usjeva1. Međutim, biljke uzgojene na ovaj način nemaju dovoljno vremena za pravilan rast i sazrijevanje te stoga ne postižu izvrsne biljne kvalitete2. Osim toga, vrlo štetni toksični spojevi mogu se akumulirati u ljudskom tijelu i tlu3. Stoga postoji potreba za razvojem ekološki prihvatljivih i održivih rješenja kako bi se smanjila potreba za kemijskim gnojivima. Korisni mikroorganizmi mogu biti važan izvor biološki aktivnih prirodnih spojeva4.
Endofitske zajednice u listovima variraju ovisno o vrsti ili genotipu biljke domaćina, stadiju rasta biljke i morfologiji biljke. 13 Nekoliko je studija izvijestilo da Azospirillum, Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas i Enterobacter imaju potencijalpoticati rast biljaka. 14 Nadalje, Bacillus i Azospirillum su najintenzivnije proučavani rodovi PGPB-a u smislu poboljšanja rasta biljaka i prinosa. 15 Studije su pokazale da koinokulacija Azospirillum brasiliensis i Bradyrhizobium u mahunarkama može povećati prinos kukuruza, pšenice, soje i crvenog graha. 16, 17 Studije su pokazale da inokulacija Salicornije s Bacillus licheniformis i drugim PGPB-ima sinergistički potiče rast biljaka i unos hranjivih tvari. 18 Azospirillum brasiliensis Sp7 i Bacillus sphaericus UPMB10 poboljšavaju rast korijena slatke banane. Slično tome, sjeme komorača teško je uzgajati zbog slabog vegetativnog rasta i niske klijavosti, posebno u uvjetima stresa uzrokovanog sušom20. Tretman sjemena s Pseudomonas fluorescens i Trichoderma harzianum poboljšava rani rast sadnica komorača u uvjetima stresa uzrokovanog sušom21. Za steviju su provedene studije kako bi se procijenili učinci mikoriznih gljiva i rizobakterija koje potiču rast biljaka (PGPR) na sposobnost organizma da raste, akumulira sekundarne metabolite i eksprimira gene uključene u biosintezu. Prema Rahi i sur.22, inokulacija biljaka s različitim PGPR-ovima poboljšala je njihov rast, fotosintetski indeks i akumulaciju steviozida i steviozida A. S druge strane, inokulacija stevije rizobijama koje potiču rast biljaka i arbuskularnim mikoriznim gljivama stimulirala je visinu biljke, sadržaj steviozida, minerala i pigmenata.23 Oviedo-Pereira i sur.24 izvijestili su da iritantni endofiti Enterobacter hormaechei H2A3 i H5A2 povećavaju sadržaj SG, stimuliraju gustoću trihoma u listovima i potiču akumulaciju specifičnih metabolita u trihomima, ali nisu potiču rast biljaka;
GA3 je jedan od najvažnijih i biološki najaktivnijih proteina sličnih giberelinu31. Egzogeni tretman stevije s GA3 može povećati izduživanje stabljike i cvjetanje32. S druge strane, neke studije su izvijestile da je GA3 induktor koji stimulira biljke na proizvodnju sekundarnih metabolita poput antioksidansa i pigmenata, a ujedno je i obrambeni mehanizam33.
Filogenetski odnosi izolata u odnosu na druge tipove sojeva. Pristupni brojevi GenBank navedeni su u zagradama.
Aktivnost amilaze, celulaze i proteaze prikazana je kao bistre trake oko kolonija, dok bijeli talozi oko kolonija ukazuju na aktivnost lipaze. Kao što je prikazano u Tablici 2, B. paramycoides SrAM4 može proizvesti sve hidrolaze, dok B. paralicheniformis SrMA3 može proizvesti sve enzime osim celulaze, a B. licheniformis SrAM2 proizvodi samo celulazu.
Nekoliko važnih mikrobnih rodova povezano je s povećanom sintezom sekundarnih metabolita u ljekovitim i aromatičnim biljkama74. Svi enzimski i neenzimski antioksidansi bili su značajno povećani u S. rebaudiana Shou-2 u usporedbi s kontrolom. Pozitivan učinak PGPB-a na TPC u riži također su izvijestili Chamam i sur.75; Nadalje, naši rezultati su u skladu s rezultatima TPC-a, TFC-a i DPPH-a u S. rebaudiana, što se pripisuje kombiniranom djelovanju Piriformospora indica i Azotobacter chroococcum76. TPC i TFC77 bili su značajno veći u biljkama bosiljka tretiranim mikroorganizmima u usporedbi s netretiranim biljkama. Štoviše, povećanje antioksidansa može se dogoditi iz dva razloga: hidrolitički enzimi stimuliraju inducirane obrambene mehanizme biljaka na isti način kao i patogeni mikroorganizmi sve dok se biljka ne prilagodi bakterijskoj kolonizaciji78. Drugo, PGPB može djelovati kao inicijator indukcije bioaktivnih spojeva nastalih putem šikimatnog puta u višim biljkama i mikroorganizmima 79.
Rezultati su pokazali da postoji sinergijski odnos između broja listova, ekspresije gena i proizvodnje SG kada je više sojeva istovremeno inokulirano. S druge strane, dvostruka inokulacija bila je superiornija u odnosu na jednokratnu u smislu rasta biljaka i produktivnosti.
Hidrolitički enzimi su detektirani nakon inokulacije bakterija na agar-agar medij koji sadrži indikatorski supstrat i inkubacije na 28 °C tijekom 2-5 dana. Nakon nasađivanja bakterija na škrobni agar medij, aktivnost amilaze je određena pomoću otopine joda 100. Aktivnost celulaze je određena pomoću 0,2%-tne vodene otopine kongo crvenog reagensa prema metodi Kianngama i suradnika 101. Aktivnost proteaze je uočena kroz bistre zone oko kolonija nasađenih na agar-agar medij s obranim mlijekom kako je opisano od strane Cuija i suradnika 102. S druge strane, lipaza 100 je detektirana nakon inokulacije na Tween agar medij.

 

Vrijeme objave: 06.01.2025.