Բակտերիալ կենսաբանական նյութերի և գիբբերելաթթվի ազդեցության համեմատությունը ստևիայի աճի և ստևիոլ գլիկոզիդի արտադրության վրա՝ կարգավորելով դրա կոդավորող գեները։

Գյուղատնտեսությունը համաշխարհային շուկաների ամենակարևոր ռեսուրսն է, և էկոլոգիական համակարգերը բախվում են բազմաթիվ մարտահրավերների: Քիմիական պարարտանյութերի համաշխարհային սպառումը աճում է և կարևոր դեր է խաղում բերքի բերքատվության մեջ1: Այնուամենայնիվ, այս կերպ աճեցված բույսերը բավարար ժամանակ չունեն պատշաճ կերպով աճելու և հասունանալու համար, ուստի չեն ձեռք բերում բուսական գերազանց որակներ2: Բացի այդ, շատ վնասակար թունավոր միացություններ կարող են կուտակվել մարդու մարմնում և հողում3: Հետևաբար, անհրաժեշտ է մշակել էկոլոգիապես մաքուր և կայուն լուծումներ՝ քիմիական պարարտանյութերի անհրաժեշտությունը նվազեցնելու համար: Օգտակար միկրոօրգանիզմները կարող են լինել կենսաբանորեն ակտիվ բնական միացությունների կարևոր աղբյուր4:
Տերևներում էնդոֆիտային համայնքները տարբերվում են՝ կախված հյուրընկալող բույսի տեսակից կամ գենոտիպից, բույսի աճի փուլից և բույսի ձևաբանությունից։13 Մի շարք ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ Azospirillum-ը, Bacillus-ը, Azotobacter-ը, Pseudomonas-ը և Enterobacter-ը ունեն ներուժխթանել բույսերի աճը. 14 Ավելին, Bacillus-ը և Azospirillum-ը PGPB սեռերն են, որոնք ամենաշատն են ուսումնասիրվել բույսերի աճի և բերքատվության բարելավման առումով: 15 Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ Azospirillum brasiliensis-ի և Bradyrhizobium-ի համատեղ պատվաստումը լոբազգիների մեջ կարող է բարձրացնել եգիպտացորենի, ցորենի, սոյայի և կարմիր լոբու բերքատվությունը: 16, 17 Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ Salicornia-ի պատվաստումը Bacillus licheniformis-ի և այլ PGPB-ների հետ սիներգիստորեն խթանում է բույսերի աճը և սննդանյութերի կլանումը: 18 Azospirillum brasiliensis Sp7-ը և Bacillus sphaericus UPMB10-ը բարելավում են քաղցր բանանի արմատների աճը: Նմանապես, դաղձի սերմերը դժվար է աճեցնել վատ վեգետատիվ աճի և ցածր ծլման պատճառով, հատկապես երաշտի սթրեսի պայմաններում: 20 Սերմերի մշակումը Pseudomonas fluorescens-ով և Trichoderma harzianum-ով բարելավում է դաղձի սածիլների վաղ աճը երաշտի սթրեսի պայմաններում: Ստևիայի վերաբերյալ ուսումնասիրություններ են իրականացվել՝ գնահատելու միկորիզային սնկերի և բույսերի աճը խթանող ռիզոբակտերիաների (PGPR) ազդեցությունը օրգանիզմի աճի, երկրորդային մետաբոլիտների կուտակման և կենսասինթեզին մասնակցող գեների արտահայտման ունակության վրա: Ռահիի և այլոց22 կարծիքով, բույսերի տարբեր PGPR-ներով պատվաստումը բարելավել է դրանց աճը, ֆոտոսինթետիկ ինդեքսը և ստևիոզիդի ու ստևիոզիդ A-ի կուտակումը: Մյուս կողմից, ստևիայի բույսերի աճը խթանող ռիզոբիաներով և արբուսկուլյար միկորիզային սնկերով պատվաստումը խթանել է բույսի բարձրությունը, ստևիոզիդի, հանքանյութերի և գունանյութերի պարունակությունը:23 Օվիեդո-Պերեյրա և այլք24 հայտնել են, որ գրգռիչ էնդոֆիտները՝ Enterobacter hormaechei H2A3-ը և H5A2-ը, մեծացրել են SG պարունակությունը, խթանել տերևներում տրիխոմների խտությունը և նպաստել տրիխոմներում հատուկ մետաբոլիտների կուտակմանը, բայց դրանք չեն խթանել բույսերի աճը:
GA3-ը գիբերելինանման ամենակարևոր և կենսաբանորեն ակտիվ սպիտակուցներից մեկն է31: Ստևիայի GA3-ով էկզոգեն մշակումը կարող է մեծացնել ցողունի երկարացումը և ծաղկումը32: Մյուս կողմից, որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ GA3-ը ինդուկտոր է, որը խթանում է բույսերի կողմից երկրորդային մետաբոլիտների, ինչպիսիք են հակաօքսիդանտները և գունանյութերը, արտադրությունը, և նաև պաշտպանական մեխանիզմ է33:
Իզոլյատների ֆիլոգենետիկ կապերը այլ շտամների տեսակների հետ։ GenBank-ի մուտքագրման համարները տրված են փակագծերում։
Ամիլազի, ցելյուլազի և պրոտեազի ակտիվությունները ցույց են տրված գաղութների շուրջը հստակ գոտիներով, մինչդեռ գաղութների շուրջը սպիտակ նստվածքները ցույց են տալիս լիպազի ակտիվությունը: Ինչպես ցույց է տրված աղյուսակ 2-ում, B. paramycoides SrAM4-ը կարող է արտադրել բոլոր հիդրոլազները, մինչդեռ B. paralicheniformis SrMA3-ը կարող է արտադրել բոլոր ֆերմենտները, բացի ցելյուլազից, իսկ B. licheniformis SrAM2-ը արտադրում է միայն ցելյուլազ:
Բուժիչ և արոմատիկ բույսերում երկրորդային մետաբոլիտների սինթեզի աճի հետ կապված են մի քանի կարևոր մանրէային սեռեր74: Բոլոր ֆերմենտատիվ և ոչ ֆերմենտատիվ հակաօքսիդանտները զգալիորեն աճել են S. rebaudiana Shou-2-ում՝ համեմատած վերահսկիչ խմբի հետ: PGPB-ի դրական ազդեցությունը բրնձի TPC-ի վրա նույնպես հաղորդել են Չամամը և այլք75: Ավելին, մեր արդյունքները համապատասխանում են S. rebaudiana-ի TPC-ի, TFC-ի և DPPH-ի արդյունքներին, որը վերագրվում է Piriformospora indica-ի և Azotobacter chroococcum-ի համակցված ազդեցությանը76: TPC-ի և TFC77-ի մակարդակը զգալիորեն ավելի բարձր էր միկրոօրգանիզմներով մշակված ռեհանի բույսերում՝ համեմատած չմշակված բույսերի հետ: Ավելին, հակաօքսիդանտների աճը կարող է տեղի ունենալ երկու պատճառով. հիդրոլիտիկ ֆերմենտները խթանում են բույսերի ինդուկցված պաշտպանական մեխանիզմները նույն կերպ, ինչպես պաթոգեն միկրոօրգանիզմները, մինչև բույսը հարմարվի մանրէային գաղութացմանը78: Երկրորդ, PGPB-ն կարող է հանդես գալ որպես բարձրակարգ բույսերում և միկրոօրգանիզմներում շիկիմատային ուղով առաջացող կենսաակտիվ միացությունների ինդուկցիայի նախաձեռնող79:
Արդյունքները ցույց տվեցին, որ տերևների քանակի, գեների արտահայտման և SG արտադրության միջև սիներգիստական ​​կապ կա, երբ մի քանի շտամներ համատեղ պատվաստվել են: Մյուս կողմից, կրկնակի պատվաստումը գերազանցել է մեկ պատվաստմանը բույսերի աճի և արտադրողականության առումով:
Հիդրոլիտիկ ֆերմենտները հայտնաբերվել են բակտերիաները ինդիկատորային սուբստրատ պարունակող ագարի միջավայրի վրա ներարկելուց և 2-5 օր 28°C ջերմաստիճանում ինկուբացիայից հետո: Օսլայի ագարի միջավայրի վրա մանրէներ տեղադրելուց հետո ամիլազի ակտիվությունը որոշվել է յոդ 100 լուծույթի միջոցով: Ցելյուլոզի ակտիվությունը որոշվել է 0.2% ջրային Կոնգոյի կարմիր ռեակտիվի միջոցով՝ համաձայն Կիանգամի և այլոց մեթոդի 101: Պրոտեազի ակտիվությունը դիտարկվել է յուղազերծված կաթի ագարի միջավայրի վրա տեղադրված գաղութների շուրջը թափանցիկ գոտիների միջոցով, ինչպես նկարագրվել է Կուիի և այլոց կողմից 102: Մյուս կողմից, լիպազ 100-ը հայտնաբերվել է Թվինի ագարի միջավայրի վրա ներարկումից հետո: