L'agricoltura è la risorsa più importante nei mercati mondiali e i sistemi ecologici si trovano ad affrontare numerose sfide. Il consumo globale di fertilizzanti chimici è in crescita e svolge un ruolo vitale per le rese delle colture1. Tuttavia, le piante coltivate in questo modo non hanno abbastanza tempo per crescere e maturare correttamente e quindi non acquisiscono eccellenti qualità vegetali2. Inoltre, composti tossici molto dannosi possono accumularsi nell'organismo umano e nel terreno3. Pertanto, è necessario sviluppare soluzioni ecocompatibili e sostenibili per ridurre la necessità di fertilizzanti chimici. I microrganismi benefici possono essere un'importante fonte di composti naturali biologicamente attivi4.
Le comunità endofitiche nelle foglie variano a seconda della specie della pianta ospite o del genotipo, dello stadio di crescita della pianta e della morfologia della pianta. 13 Diversi studi hanno riportato che Azospirillum, Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas ed Enterobacter hanno il potenziale perpromuovere la crescita delle piante14 Inoltre, Bacillus e Azospirillum sono i generi di PGPB più studiati in termini di miglioramento della crescita e della resa delle piante. 15 Studi hanno dimostrato che la co-inoculazione di Azospirillum brasiliensis e Bradyrhizobium nelle leguminose può migliorare la resa di mais, grano, soia e fagiolo rosso. 16, 17 Studi hanno dimostrato che l'inoculazione di Salicornia con Bacillus licheniformis e altri PGPB promuove sinergicamente la crescita delle piante e l'assorbimento dei nutrienti. 18 Azospirillum brasiliensis Sp7 e Bacillus sphaericus UPMB10 migliorano la crescita radicale della banana dolce. Analogamente, i semi di finocchio sono difficili da coltivare a causa della scarsa crescita vegetativa e della bassa germinazione, soprattutto in condizioni di stress da siccità20. Il trattamento dei semi con Pseudomonas fluorescens e Trichoderma harzianum migliora la crescita precoce delle piantine di finocchio in condizioni di stress da siccità21. Per la stevia, sono stati condotti studi per valutare gli effetti dei funghi micorrizici e dei rizobatteri promotori della crescita delle piante (PGPR) sulla capacità dell'organismo di crescere, accumulare metaboliti secondari ed esprimere geni coinvolti nella biosintesi. Secondo Rahi et al.22, l'inoculazione di piante con diversi PGPR ha migliorato la loro crescita, l'indice fotosintetico e l'accumulo di stevioside e stevioside A. D'altra parte, l'inoculazione di stevia con rizobi promotori della crescita delle piante e funghi micorrizici arbuscolari ha stimolato l'altezza della pianta, il contenuto di stevioside, minerali e pigmenti.23 Oviedo-Pereira et al.24 hanno riportato che gli endofiti irritanti Enterobacter hormaechei H2A3 e H5A2 hanno aumentato il contenuto di SG, stimolato la densità dei tricomi nelle foglie e promosso l'accumulo di metaboliti specifici nei tricomi, ma non hanno promosso la crescita delle piante;
GA3 è una delle proteine gibberellino-simili più importanti e biologicamente attive31. Il trattamento esogeno della stevia con GA3 può aumentare l'allungamento del fusto e la fioritura32. D'altra parte, alcuni studi hanno riportato che GA3 è un induttore che stimola le piante a produrre metaboliti secondari come antiossidanti e pigmenti, e funge anche da meccanismo di difesa33.
Relazioni filogenetiche degli isolati in relazione ad altri tipi di ceppi. I numeri di accesso GenBank sono indicati tra parentesi.
Le attività di amilasi, cellulasi e proteasi sono mostrate come bande chiare attorno alle colonie, mentre i precipitati bianchi attorno alle colonie indicano attività lipasi. Come mostrato nella Tabella 2, la SrAM4 di B. paramycoides può produrre tutte le idrolasi, mentre la SrMA3 di B. paralicheniformis può produrre tutti gli enzimi tranne la cellulasi, e la SrAM2 di B. licheniformis produce solo la cellulasi.
Diversi importanti generi microbici sono stati associati a un aumento della sintesi di metaboliti secondari nelle piante medicinali e aromatiche74. Tutti gli antiossidanti, enzimatici e non enzimatici, sono risultati significativamente aumentati in S. rebaudiana Shou-2 rispetto al controllo. L'effetto positivo del PGPB sulla TPC nel riso è stato riportato anche da Chamam et al.75; Inoltre, i nostri risultati sono coerenti con quelli di TPC, TFC e DPPH in S. rebaudiana, attribuiti all'azione combinata di Piriformospora indica e Azotobacter chroococcum76. TPC e TFC77 erano significativamente più elevati nelle piante di basilico trattate con microrganismi rispetto alle piante non trattate. Inoltre, l'aumento degli antiossidanti può verificarsi per due motivi: gli enzimi idrolitici stimolano i meccanismi di difesa indotti della pianta allo stesso modo dei microrganismi patogeni fino a quando la pianta non si adatta alla colonizzazione batterica78. In secondo luogo, il PGPB può agire come iniziatore dell'induzione di composti bioattivi formati tramite il percorso dello shikimato nelle piante superiori e nei microrganismi 79 .
I risultati hanno mostrato che esisteva una relazione sinergica tra numero di foglie, espressione genica e produzione di SG quando più ceppi venivano coinoculati. D'altra parte, la doppia inoculazione si è rivelata superiore alla singola inoculazione in termini di crescita e produttività delle piante.
Gli enzimi idrolitici sono stati rilevati dopo l'inoculazione dei batteri su terreno agarizzato contenente substrato indicatore e incubazione a 28 °C per 2-5 giorni. Dopo aver seminato i batteri su terreno agarizzato con amido, l'attività amilasica è stata determinata utilizzando una soluzione di iodio 100. L'attività cellulasica è stata determinata utilizzando un reagente rosso Congo acquoso allo 0,2% secondo il metodo di Kianngam et al. 101. L'attività proteasica è stata osservata attraverso zone trasparenti attorno alle colonie seminate su terreno agarizzato al latte scremato come descritto da Cui et al. 102. D'altra parte, la lipasi 100 è stata rilevata dopo l'inoculazione su terreno agarizzato Tween.
Data di pubblicazione: 06-01-2025