Bacillus subtilis: ризобактерия, стимулирующая рост растений и влияющая на биотический стресс

Растения сталкиваются со множеством биотических агентов, таких как вирусы, бактерии, нематоды, сорные растения и паукообразные. Эти организмы вызывают у растений биотический стресс, нарушая нормальный метаболизм, и в результате ограничивают рост растений и/или становятся причиной их гибели. Однако некоторые биотические агенты взаимодействуют с растениями-хозяевами симбиотически или синергически. Некоторые микроорганизмы полезны для растений и выполняют те же функции, что и химические удобрения и пестициды, выступая в качестве биоудобрений и/или биопестицидов. Ризобактерии, стимулирующие рост растений (plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR), способны значительно усиливать рост растений и обеспечивают взаимовыгодное взаимодействие растений и микроорганизмов. Виды рода Bacillus представляют собой важную группу ризобактерий, способных образовывать споры, которые могут длительное время сохраняться в почве в неблагоприятных условиях окружающей среды. PGPR стимулируют рост растений посредством индукции системной устойчивости, антибиоза и конкурентного вытеснения. Таким образом, применение микроорганизмов может использоваться для индукции системной устойчивости растений к биотическим агентам и повышения устойчивости к стрессам окружающей среды. Bacillus subtilis реализует как прямые, так и косвенные механизмы биологического контроля, подавляя заболевания, вызываемые патогенами. Прямой механизм включает синтез множества вторичных метаболитов, гормонов, ферментов, разрушающих клеточные стенки, и антиоксидантов, которые помогают растениям защищаться от атак патогенов. Косвенный механизм включает стимуляцию роста растений и индукцию приобретённой системной устойчивости. Bacillus subtilis также способен солюбилизировать фосфор почвы, усиливать фиксацию азота и продуцировать сидерофоры, которые способствуют его росту и подавляют рост патогенов. Bacillus subtilis повышает устойчивость растений-хозяев к стрессу, индуцируя экспрессию генов стрессового ответа, фитогормонов и метаболитов, связанных со стрессом. В настоящем обзоре рассматриваются активность B. subtilis в ризосфере, его роль колонизатора корней, биоконтрольный потенциал и связанные с ним механизмы b...