農業は世界市場において最も重要な資源であり、生態系は多くの課題に直面しています。化学肥料の世界的な消費量は増加しており、作物の収量に重要な役割を果たしています1。しかし、このように栽培された植物は十分に成長・成熟する時間がなく、優れた植物特性を獲得できません2。さらに、非常に有害な毒性化合物が人体や土壌に蓄積する可能性があります3。したがって、化学肥料の必要性を減らすための環境に優しく持続可能な解決策を開発する必要があります。有益な微生物は、生物活性天然化合物の重要な供給源となり得ます4。
葉内の内生菌群集は、宿主植物種または遺伝子型、植物の成長段階、および植物の形態によって異なる。13 いくつかの研究では、アゾスピリルム、バチルス、アゾトバクター、シュードモナス、およびエンテロバクターが潜在的に植物の成長を促進する14 さらに、バチルス属とアゾスピリルム属は、植物の成長と収量を向上させるという点で最も集中的に研究されているPGPB属です。15 研究では、マメ科植物にアゾスピリルム・ブラジリエンシスとブラディリゾビウムを同時接種すると、トウモロコシ、小麦、大豆、インゲン豆の収量が向上することが示されています。16, 17 研究では、サルコルニアにバチルス・リケニフォルミスと他のPGPBを接種すると、植物の成長と栄養吸収が相乗的に促進されることが示されています。18 アゾスピリルム・ブラジリエンシスSp7とバチルス・スファエリクスUPMB10は、スイートバナナの根の成長を改善します。同様に、フェンネルの種子は、特に干ばつストレス条件下では、栄養成長が悪く発芽率が低いため、栽培が困難です20。 Pseudomonas fluorescensとTrichoderma harzianumによる種子処理は、干ばつストレス条件下でのフェンネル苗の初期成長を改善する21。ステビアについては、菌根菌と植物成長促進根圏細菌（PGPR）が、生物の成長、二次代謝産物の蓄積、および生合成に関与する遺伝子の発現能力に及ぼす影響を評価する研究が行われている。 Rahiら22によると、異なるPGPRを植物に接種すると、植物の成長、光合成指数、ステビオシドとステビオシドAの蓄積が改善された。一方、ステビアに植物成長促進根粒菌とアーバスキュラー菌根菌を接種すると、植物の高さ、ステビオシド、ミネラル、色素含有量が刺激された。23 Oviedo-Pereiraら24は、刺激性内生菌Enterobacter hormaechei H2A3とH5A2がSG含有量を増加させ、葉の毛状突起密度を刺激し、毛状突起内の特定の代謝物の蓄積を促進したが、植物の成長は促進しなかったと報告した。
GA3は、最も重要で生物学的に活性なジベレリン様タンパク質の1つです31。ステビアをGA3で外因的に処理すると、茎の伸長と開花が促進されます32。一方、GA3は植物に抗酸化物質や色素などの二次代謝産物を生成させる誘導物質であり、防御機構でもあるという研究報告もあります33。
分離株と他の株タイプとの系統発生学的関係。括弧内はGenBankアクセッション番号を示す。
アミラーゼ、セルラーゼ、プロテアーゼの活性はコロニーの周囲に明瞭なバンドとして現れ、コロニーの周囲に白い沈殿物が見られるのはリパーゼ活性を示している。表2に示すように、B. paramycoides SrAM4はすべての加水分解酵素を産生できるが、B. paralicheniformis SrMA3はセルラーゼを除くすべての酵素を産生でき、B. licheniformis SrAM2はセルラーゼのみを産生する。
いくつかの重要な微生物属は、薬用植物や芳香植物における二次代謝産物合成の増加と関連付けられています74。S. rebaudiana Shou-2 では、対照と比較して、すべての酵素的および非酵素的抗酸化物質が有意に増加しました。イネの TPC に対する PGPB の正の効果は Chamam らによっても報告されています75。さらに、私たちの結果は、Piriformospora indica と Azotobacter chroococcum の複合作用に起因する S. rebaudiana の TPC、TFC、および DPPH の結果と一致しています76。微生物で処理したバジル植物では、未処理の植物と比較して、TPC と TFC77 が有意に高くなりました。さらに、抗酸化物質の増加は、2 つの理由で発生する可能性があります。加水分解酵素は、植物が細菌のコロニー形成に適応するまで、病原性微生物と同じように誘導された植物の防御機構を刺激します78。第二に、PGPBは高等植物や微生物においてシキミ酸経路を介して生成される生物活性化合物の誘導の開始因子として機能する可能性がある79。
複数の菌株を同時接種した場合、葉数、遺伝子発現、SG生産量の間には相乗効果が見られた。一方、植物の成長と生産性に関しては、二重接種は単一接種よりも優れていた。
指示基質を含む寒天培地に細菌を接種し、28 °C で 2〜5 日間培養した後、加水分解酵素が検出された。デンプン寒天培地に細菌を塗布した後、ヨウ素 100 溶液を使用してアミラーゼ活性を測定した。セルラーゼ活性は、Kianngam ら 101 の方法に従って 0.2% 水性コンゴーレッド試薬を使用して測定した。プロテアーゼ活性は、Cui ら 102 が記載したように、脱脂乳寒天培地に塗布したコロニーの周囲の透明帯を通して観察された。一方、リパーゼ 100 は、Tween 寒天培地に接種した後に検出された。
投稿日時：2025年1月6日
