Բակտերիալ կենսաբանական նյութերի և գիբերելային թթվի ազդեցության համեմատությունը ստեվիայի աճի և ստեվիոլ գլիկոզիդների արտադրության վրա՝ կարգավորելով դրա կոդավորման գեները

Գյուղատնտեսությունն ամենակարևոր ռեսուրսն է համաշխարհային շուկաներում, և էկոլոգիական համակարգերը բախվում են բազմաթիվ մարտահրավերների: Քիմիական պարարտանյութերի համաշխարհային սպառումը աճում է և կենսական դեր է խաղում մշակաբույսերի բերքատվության մեջ1: Այնուամենայնիվ, այս ձևով աճեցված բույսերը բավարար ժամանակ չունեն աճելու և ճիշտ հասունանալու համար, հետևաբար չեն ձեռք բերում բույսերի գերազանց հատկություններ2: Բացի այդ, շատ վնասակար թունավոր միացություններ կարող են կուտակվել մարդու մարմնում և հողում3: Ուստի անհրաժեշտություն կա մշակել էկոլոգիապես մաքուր և կայուն լուծումներ՝ նվազեցնելու քիմիական պարարտանյութերի կարիքը: Օգտակար միկրոօրգանիզմները կարող են կենսաբանորեն ակտիվ բնական միացությունների կարևոր աղբյուր լինել4:
Տերևներում էնդոֆիտ համայնքները տարբերվում են՝ կախված հյուրընկալող բույսի տեսակից կամ գենոտիպից, բույսերի աճի փուլից և բույսերի մորֆոլոգիայից: 13 Մի քանի ուսումնասիրություններ հայտնել են, որ Azospirillum-ը, Bacillus-ը, Azotobacter-ը, Pseudomonas-ը և Enterobacter-ը կարող ենխթանել բույսերի աճը. 14 Ավելին, Bacillus-ը և Azospirillum-ը ամենաինտենսիվ ուսումնասիրված PGPB ցեղերն են՝ բույսերի աճի և բերքատվության բարելավման տեսանկյունից: 15 Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ Azospirillum brasiliensis-ի և Bradyrhizobium-ի համատեղ պատվաստումը լոբազգիների մեջ կարող է բարձրացնել եգիպտացորենի, ցորենի, սոյայի և լոբի բերքատվությունը: 16, 17 Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ Salicornia-ի պատվաստումը Bacillus licheniformis-ով և այլ PGPB-ներով սիներգետիկորեն նպաստում է բույսերի աճին և սննդանյութերի կլանմանը: 18 Azospirillum brasiliensis Sp7 և Bacillus sphaericus UPMB10 բարելավում են քաղցր բանանի արմատների աճը: Նմանապես, սամիթի սերմերը դժվար է աճել վեգետատիվ անբավարար աճի և ցածր բողբոջման պատճառով, հատկապես երաշտի սթրեսային պայմաններում20: Սերմերի մշակումը Pseudomonas fluorescens-ով և Trichoderma harzianum-ով բարելավում է սամիթի տնկիների վաղ աճը երաշտի սթրեսային պայմաններում21: Ստևիայի համար ուսումնասիրություններ են իրականացվել՝ գնահատելու միկորիզային սնկերի և բույսերի աճը խթանող ռիզոբակտերիաների (PGPR) ազդեցությունը օրգանիզմի աճելու, երկրորդական մետաբոլիտների կուտակման և կենսասինթեզում ներգրավված գեների արտահայտման վրա: Ըստ Rahi et al.22-ի, բույսերի տարբեր PGPR-ներով պատվաստումը բարելավում է նրանց աճը, ֆոտոսինթետիկ ինդեքսը և ստևիոզիդի և ստևիոզիդ Ա-ի կուտակումը: Oviedo-Pereira et al.24-ը հայտնել է, որ գրգռիչ էնդոֆիտները Enterobacter hormaechei H2A3 և H5A2 ավելացրել են SG-ի պարունակությունը, խթանել տրիխոմի խտությունը տերևներում և խթանել հատուկ մետաբոլիտների կուտակումը տրիխոմներում, սակայն դրանք չեն նպաստել բույսերի աճին:
GA3-ը գիբերելինանման ամենակարևոր և կենսաբանորեն ակտիվ սպիտակուցներից մեկն է31: Ստևիայի էկզոգեն բուժումը GA3-ով կարող է մեծացնել ցողունի երկարացումը և ծաղկումը32: Մյուս կողմից, որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ GA3-ը ինդուկտոր է, որը խթանում է բույսերին արտադրել երկրորդական մետաբոլիտներ, ինչպիսիք են հակաօքսիդանտները և պիգմենտները, և նաև պաշտպանական մեխանիզմ է33:
Մեկուսարանների ֆիլոգենետիկ հարաբերությունները այլ շտամների տեսակների հետ կապված: GenBank-ի միանալու համարները տրված են փակագծերում:
Ամիլազի, ցելյուլազի և պրոթեզերոնի ակտիվությունը ցուցադրվում է որպես պարզ շերտեր գաղութների շուրջ, մինչդեռ գաղութների շուրջ 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-ն արտադրում է միայն ցելյուլազա:
Մի քանի կարևոր մանրէաբանական սեռեր կապված են բուժիչ և անուշաբույր բույսերում երկրորդային մետաբոլիտների սինթեզի ավելացման հետ74: Բոլոր ֆերմենտային և ոչ ֆերմենտային հակաօքսիդանտները զգալիորեն ավելացել են S. rebaudiana Shou-2-ում՝ համեմատած վերահսկողության հետ: PPGB-ի դրական ազդեցությունը բրնձի TPC-ի վրա նույնպես զեկուցվել է Chamam et al.75-ի կողմից; Ավելին, մեր արդյունքները համահունչ են TPC-ի, TFC-ի և DPPH-ի արդյունքներին S. rebaudiana-ում, որը վերագրվել է Piriformospora indica-ի և Azotobacter chroococcum76-ի համակցված գործողությանը: TPC-ն և TFC77-ը զգալիորեն ավելի բարձր են եղել միկրոօրգանիզմներով մշակված ռեհան բույսերում՝ համեմատած չմշակված բույսերի հետ: Ավելին, հակաօքսիդանտների ավելացումը կարող է առաջանալ երկու պատճառով. հիդրոլիտիկ ֆերմենտները խթանում են բույսերի ինդուկտիվ պաշտպանական մեխանիզմները այնպես, ինչպես պաթոգեն միկրոօրգանիզմները, մինչև բույսը հարմարվի բակտերիաների գաղութացմանը78: Երկրորդ, PGPB-ն կարող է հանդես գալ որպես բիոակտիվ միացությունների ինդուկցիայի նախաձեռնող, որը ձևավորվում է բարձրագույն բույսերում և միկրոօրգանիզմներում շիկիմատի ճանապարհով 79:
Արդյունքները ցույց տվեցին, որ տերևների քանակի, գեների արտահայտման և SG-ի արտադրության միջև սիներգիստական ​​կապ կա, երբ բազմաթիվ շտամներ պատվաստվում էին: Մյուս կողմից, կրկնակի պատվաստումը բույսերի աճի և արտադրողականության առումով գերազանցում էր մեկ պատվաստմանը:
Հիդրոլիտիկ ֆերմենտներ են հայտնաբերվել ագարային միջավայրի վրա ցուցիչ սուբստրատ պարունակող բակտերիաների պատվաստումից և 2-5 օր 28 °C ջերմաստիճանում ինկուբացիայից հետո: Օսլայի ագարի միջավայրում բակտերիաների տեղադրումից հետո ամիլազային ակտիվությունը որոշվել է յոդի 100 լուծույթով: Ցելյուլազի ակտիվությունը որոշվել է օգտագործելով 0.2% ջրային Կոնգոյի կարմիր ռեագենտ՝ ըստ Kianngam et al-ի մեթոդի: 101 . Պրոթեզերոնի ակտիվությունը նկատվել է գաղութների շուրջ պարզ գոտիների միջոցով, որոնք պատված են յուղազերծված կաթի ագարի միջավայրի վրա, ինչպես նկարագրված է Cui et al-ի կողմից: 102 . Մյուս կողմից, Tween agar միջավայրում պատվաստումից հետո հայտնաբերվել է լիպազ 100: