Plant Secondary Metabolites (PSMS) spelar avgörande roller i växtförsvar, anpassning till miljön och har betydande ekonomiskt värde i olika branscher som läkemedel, kosmetika och mat. Produktionen av dessa metaboliter kan påverkas av olika faktorer, inklusive närvaron av gynnsamma mikroorganismer. Bland dessa Bacillus SSP. har dykt upp som viktiga aktörer för att modulera PSM -produktion. Som leverantör av Bacillus SSP för anläggningstillämpningar har jag bevittnat första hand påverkan som dessa bakterier kan ha på växthälsa och sekundär metabolitsyntes.
Mekanismer för Bacillus ssp. Påverkan på PSM -produktion
Bacillus ssp. kan påverka PSM -produktion genom flera mekanismer. Ett av de primära sätten är genom att inducera systemisk motstånd (ISR) i växter. När Bacillus -bakterier koloniserar växtrötterna utlöser de en serie molekylära och biokemiska svar i växten. Detta leder till aktivering av försvars relaterade gener, av vilka några också är involverade i syntesen av sekundära metaboliter. Till exempel aktiveringen av mitogen -aktiverat proteinkinas -vägar (MAPK) i växter av Bacillus SSP. kan resultera i uppreglering av gener som kodar för enzymer involverade i biosyntesen av fenylpropanoider, en stor klass PSM: er som inkluderar flavonoider, ligniner och fenolsyror.
En annan mekanism sker genom produktion av bioaktiva föreningar av Bacillus SSP. Dessa bakterier kan utsöndra olika ämnen såsom antibiotika, sideroforer och fytohormon - som molekyler. Sideroforer som produceras av Bacillus kan kelera järn i rhizosfären, vilket gör det mer tillgängligt för växten. Detta förbättrade järnupptag kan förbättra aktiviteten hos järn - beroende enzymer involverade i sekundär metabolitsyntes. Till exempel är cytokrom P450 -enzymer, som är viktiga i biosyntesen av många terpenoider, järnberoende.
Bacillus ssp. kan också interagera med växtens hormonbalans. De kan producera indol - 3 - ättiksyra (IAA), en växttillväxt - främjande av hormon. IAA kan stimulera celldelning och förlängning i växter, vilket i sin tur kan påverka växtens övergripande metabolism, inklusive sekundär metabolitproduktion. Dessutom kan Bacillus modulera nivåerna av andra hormoner såsom jasmonsyra (JA) och salicylsyra (SA). Det är känt att JA är involverad i regleringen av biosyntesen av många försvarsmetaboliter, såsom alkaloider och terpenoider.
Specifika exempel på Bacillus SSP. och deras inverkan på PSMS
Bacillus pumilus
Bacillus pumilushar visat sig ha en positiv inverkan på produktionen av sekundära metaboliter i flera växtarter. I tomatväxter kan ympning med Bacillus pumilus öka produktionen av flavonoider och fenolsyror. Dessa metaboliter är viktiga för växtens försvar mot patogener och skadedjur. Flavonoider kan fungera som antioxidanter och skyddar växtcellerna från oxidativ stress orsakad av patogenattack. Fenolsyror kan också ha antimikrobiella egenskaper, vilket hindrar tillväxten av patogena svampar och bakterier.
Dessutom kan Bacillus pumilus förbättra produktionen av flyktiga organiska föreningar (VOC) i växter. VOC: er spelar en roll i växtkommunikation och att locka gynnsamma insekter. I vissa örtartade växter kan till exempel den ökade produktionen av VOC inducerade av Bacillus pumilus locka rovdjur som livnär sig av växtätande skadedjur, vilket ger en naturlig form av skadedjursbekämpning.
Brevibacillus laterosporus
Brevibacillus laterosporusär en annan Bacillus -art som kan påverka PSM -produktion. I medicinalväxter som ginseng kan Brevibacillus laterosporus främja syntesen av ginsenosider, som är de viktigaste bioaktiva komponenterna i ginseng. Ginsenosider har olika farmakologiska aktiviteter, inklusive anti -inflammatoriska, anti -cancer och anti -åldrande effekter. Bakterierna kan förbättra uttrycket av gener involverade i biosyntesvägar med ginsenosid, vilket leder till en ökad ansamling av dessa värdefulla sekundära metaboliter.
Dessutom kan Brevibacillus laterosporus förbättra växternas stresstolerans, som ofta är förknippat med förändringar i sekundär metabolitproduktion. Under stressförhållanden som torka eller hög salthalt tenderar växter att ge mer stress - relaterade sekundära metaboliter. Genom att förbättra växtens stresstolerans kan Brevibacillus laterosporus indirekt påverka produktionen av dessa metaboliter, vilket säkerställer växtens överlevnad och potentiellt öka utbytet av värdefulla PSM: er.
Bacillus amyloliquefaciens
Bacillus amyloliquefaciensär välkänd för sin anläggning - tillväxt - främjande av egenskaper och dess förmåga att påverka PSM -produktion. I vinrankor kan ympning med Bacillus amyloliquefaciens öka produktionen av resveratrol, en polyfenolisk förening med antioxidant, anti -inflammatoriska och hjärtskyddande egenskaper. Bakterierna kan stimulera uttrycket av gener som kodar för enzymer involverade i resveratrolbiosyntesvägen, såsom stilben -syntas.
Bacillus amyloliquefaciens kan också påverka produktionen av antocyaniner i frukt. Anthocyaniner är ansvariga för de röda, lila och blå färger hos många frukter och har antioxidant och hälsa - främjande av egenskaper. Genom att förbättra växtens allmänna hälsa och metabolism kan Bacillus amyloliquefaciens leda till en ökad ansamling av antocyaniner, vilket förbättrar fruktens kvalitet och marknadsvärde.
Konsekvenser för jordbruk och industri
Påverkan av Bacillus ssp. På PSM har produktionen betydande konsekvenser för jordbruket och olika industrier. Inom jordbruket kan användningen av Bacillus -baserade biogödselmedel och biokontrollmedel inte bara förbättra växthälsa och produktivitet utan också förbättra kvaliteten på jordbruksprodukter. I produktionen av medicinalväxter kan till exempel den ökade produktionen av bioaktiva sekundära metaboliter leda till råvaror av högre kvalitet för läkemedelsindustrin.
Inom livsmedelsindustrin kan den förbättrade produktionen av PSM: er såsom antioxidanter och smakföreningar förbättra näringsvärdet och sensoriska egenskaper hos livsmedelsprodukter. Till exempel är frukt och grönsaker med högre nivåer av flavonoider och fenolsyror mer tilltalande för konsumenterna på grund av deras hälsofördelar och bättre smak.
Kontakt för upphandling
Om du är intresserad av att utforska potentialen i Bacillus SSP. För att förbättra växtens sekundära metabolitproduktion i din jordbruks- eller industriella verksamhet uppmuntrar jag dig att nå ut. Vårt företag erbjuder en rad högkvalitativa Bacillus SSP. Produkter som har valts noggrant och testats för deras effektivitet för att främja växthälsa och sekundär metabolitsyntes. Vi kan ge dig detaljerad information om våra produkter, inklusive deras applikationsmetoder och förväntade resultat. Tveka inte att kontakta oss för att starta en diskussion om dina specifika behov och hur vår Bacillus SSP. Produkter kan hjälpa dig att uppnå dina mål.
Referenser
- Bais, HP, Park, SW, Weir, TL, Callaway, RM, & Vivanco, JM (2004). Hur växter kommunicerar med hjälp av den underjordiska informationen superhighway. Trender inom växtvetenskap, 9 (7), 26 - 32.
- Pieterse, CM, Van Der Does, D., Zamioudis, C., Leon - Reyes, A., & Van Wees, SC (2012). Hormonell modulering av växtimmunitet. Årlig översyn av cell- och utvecklingsbiologi, 28, 489 - 521.
- Singh, BK, Prasad, R., & Arora, NK (2016). Växtillväxt som främjar Rhizobacteria: En kritisk översyn. Life Sciences, 163, 1 - 10.