Полезные почвенные бактерии и их роль в стимуляции роста растений: обзор

Почвенные бактерии играют чрезвычайно важную роль в биогеохимических циклах и на протяжении десятилетий используются в растениеводстве. Взаимодействия растений и бактерий в ризосфере определяют здоровье растений и плодородие почвы. Свободноживущие почвенные бактерии, полезные для роста растений и обычно называемые ризобактериями, стимулирующими рост растений (plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR), способны стимулировать рост растений, колонизируя их корни. PGPR также называют ризобактериями, стимулирующими здоровье растений (plant health-promoting rhizobacteria, PHPR), или ризобактериями, стимулирующими образование клубеньков (nodule-promoting rhizobacteria, NPR). Эти бактерии связаны с ризосферой — важной почвенной экологической средой для взаимодействий растений и микроорганизмов. К симбиотическим азотфиксирующим бактериям относятся цианобактерии родов Rhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium, Allorhizobium, Sinorhizobium и Mesorhizobium. Свободноживущие азотфиксирующие бактерии, или ассоциативные азотфиксаторы, например бактерии родов Azospirillum, Enterobacter, Klebsiella и Pseudomonas, способны прикрепляться к корням и эффективно колонизировать их поверхность. PGPR обладают потенциалом для устойчивой стимуляции роста растений. Как правило, PGPR действуют тремя способами: синтезируют определённые соединения для растений, способствуют поглощению растениями некоторых питательных веществ из почвы и ослабляют или предотвращают развитие заболеваний растений. Стимуляция роста и развития растений может осуществляться как прямо, так и косвенно. Косвенная стимуляция роста растений включает предотвращение вредного воздействия фитопатогенных организмов. Это может достигаться за счёт продукции сидерофоров, то есть небольших молекул, связывающих металлы. Биологический контроль почвенных фитопатогенов и синтез антибиотиков также были выявлены у ряда видов бактерий. Ещё одним механизмом, посредством которого PGPR могут подавлять фитопатогены, является продукция цианида водорода (HCN) и/или ферментов, разрушающих клеточную стенку грибов, например хитиназы и β-1,3-глюканазы. Прямая стимуляция роста растений включает симбио...