L'agricoltura è la risorsa più importante nei mercati mondiali e gli ecosistemi si trovano ad affrontare numerose sfide. Il consumo globale di fertilizzanti chimici è in crescita e svolge un ruolo vitale nelle rese agricole1. Tuttavia, le piante coltivate in questo modo non hanno il tempo sufficiente per crescere e maturare correttamente e quindi non acquisiscono qualità vegetali ottimali2. Inoltre, composti tossici molto dannosi possono accumularsi nel corpo umano e nel suolo3. Pertanto, è necessario sviluppare soluzioni ecocompatibili e sostenibili per ridurre la necessità di fertilizzanti chimici. I microrganismi benefici possono rappresentare un'importante fonte di composti naturali biologicamente attivi4.
Le comunità endofitiche nelle foglie variano a seconda della specie o del genotipo della pianta ospite, 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 difavorire 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 aumentare la resa di mais, grano, soia e fagiolo. 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 delle radici della banana dolce. Allo stesso modo, i semi di finocchio sono difficili da coltivare a causa della scarsa crescita vegetativa e della bassa germinazione, soprattutto in condizioni di stress idrico20. Il trattamento dei semi con Pseudomonas fluorescens e Trichoderma harzianum migliora la crescita iniziale delle piantine di finocchio in condizioni di stress idrico21. 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 delle 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 della 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 della pianta;
La GA3 è una delle proteine gibberelline-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 la GA3 è un induttore che stimola le piante a produrre metaboliti secondari come antiossidanti e pigmenti, ed è anche un meccanismo di difesa33.
Relazioni filogenetiche degli isolati rispetto ad altri tipi di ceppo. I numeri di accesso a 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 l'attività della lipasi. Come mostrato nella Tabella 2, B. paramycoides SrAM4 può produrre tutte le idrolasi, mentre B. paralicheniformis SrMA3 può produrre tutti gli enzimi tranne la cellulasi e B. licheniformis SrAM2 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 dei PGPB sul TPC nel riso è stato riportato anche da Chamam et al.75; inoltre, i nostri risultati sono coerenti con i risultati di TPC, TFC e DPPH in S. rebaudiana, che è stato attribuito all'azione combinata di Piriformospora indica e Azotobacter chroococcum76. TPC e TFC77 erano significativamente più alti 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 della pianta indotti nello stesso modo dei microrganismi patogeni fino a quando la pianta non si adatta alla colonizzazione batterica78. In secondo luogo, i PGPB possono agire come iniziatori dell'induzione di composti bioattivi formati attraverso la via dello shikimato nelle piante superiori e nei microrganismi 79.
I risultati hanno mostrato una relazione sinergica tra il numero di foglie, l'espressione genica e la produzione di SG quando sono stati co-inoculati più ceppi. D'altra parte, la doppia inoculazione si è dimostrata 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 la semina dei 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 il reagente rosso Congo acquoso allo 0,2% secondo il metodo di Kianngam et al. 101. L'attività proteasica è stata osservata attraverso zone chiare attorno alle colonie seminate su terreno agarizzato con latte scremato come descritto da Cui et al. 102. D'altra parte, la lipasi 100 è stata rilevata dopo l'inoculazione su terreno agarizzato con Tween.
Data di pubblicazione: 6 gennaio 2025