ბაქტერიული ბიოლოგიური აგენტებისა და გიბერელის მჟავის ეფექტების შედარება სტევიას ზრდასა და სტევიოლ გლიკოზიდების წარმოებაზე მისი კოდირების გენების რეგულირებით.

სოფლის მეურნეობა მსოფლიო ბაზრებზე უმნიშვნელოვანესი რესურსია და ეკოლოგიური სისტემები მრავალი გამოწვევის წინაშე დგანან. ქიმიური სასუქების გლობალური მოხმარება იზრდება და სასიცოცხლო როლს ასრულებს მოსავლიანობაში1. თუმცა, ამ გზით მოყვანილ მცენარეებს არ აქვთ საკმარისი დრო სათანადოდ გასაზრდელად და მომწიფებისთვის და, შესაბამისად, ვერ იძენენ შესანიშნავ მცენარეულ თვისებებს2. გარდა ამისა, ძალიან მავნე ტოქსიკური ნაერთები შეიძლება დაგროვდეს ადამიანის ორგანიზმსა და ნიადაგში3. ამიტომ, საჭიროა შემუშავდეს ეკოლოგიურად სუფთა და მდგრადი გადაწყვეტილებები ქიმიური სასუქების საჭიროების შესამცირებლად. სასარგებლო მიკროორგანიზმები შეიძლება წარმოადგენდნენ ბიოლოგიურად აქტიური ბუნებრივი ნაერთების მნიშვნელოვან წყაროს4.
ფოთლებში ენდოფიტური საზოგადოებები განსხვავდება მასპინძელი მცენარის სახეობის ან გენოტიპის, მცენარის ზრდის ეტაპისა და მცენარის მორფოლოგიის მიხედვით.13 რამდენიმე კვლევამ აჩვენა, რომ Azospirillum-ს, Bacillus-ს, Azotobacter-ს, Pseudomonas-ს და Enterobacter-ს აქვთ პოტენციალი,მცენარის ზრდის ხელშეწყობა. 14 გარდა ამისა, Bacillus და Azospirillum ყველაზე ინტენსიურად შესწავლილი PGPB გვარებია მცენარის ზრდისა და მოსავლიანობის გაუმჯობესების თვალსაზრისით. 15 კვლევებმა აჩვენა, რომ პარკოსნებში Azospirillum brasiliensis-ისა და Bradyrhizobium-ის თანაინოკულაციამ შეიძლება გაზარდოს სიმინდის, ხორბლის, სოიოს და წითელი ლობიოს მოსავლიანობა. 16, 17 კვლევებმა აჩვენა, რომ Salicornia-ს ინოკულაცია Bacillus licheniformis-თან და სხვა PGPB-ებთან სინერგიულად ხელს უწყობს მცენარის ზრდას და საკვები ნივთიერებების შეწოვას. 18 Azospirillum brasiliensis Sp7 და Bacillus sphaericus UPMB10 აუმჯობესებენ ტკბილი ბანანის ფესვის ზრდას. ანალოგიურად, ცერეცოს თესლის მოყვანა რთულია ცუდი ვეგეტატიური ზრდისა და დაბალი აღმოცენების გამო, განსაკუთრებით გვალვის სტრესის პირობებში. 20 თესლის დამუშავება Pseudomonas fluorescens-ით და Trichoderma harzianum-ით აუმჯობესებს ცერეცოს ნერგების ადრეულ ზრდას გვალვის სტრესის პირობებში. სტევიასთან დაკავშირებით ჩატარდა კვლევები მიკორიზული სოკოებისა და მცენარის ზრდის ხელშემწყობი რიზობაქტერიების (PGPR) გავლენის შესაფასებლად ორგანიზმის ზრდის, მეორადი მეტაბოლიტების დაგროვებისა და ბიოსინთეზში ჩართული გენების გამოხატვის უნარზე. რაჰის და სხვების მიხედვით22, მცენარეების სხვადასხვა PGPR-ებით ინოკულაციამ გააუმჯობესა მათი ზრდა, ფოტოსინთეზის ინდექსი და სტევიოზიდისა და სტევიოზიდი A-ს დაგროვება. მეორეს მხრივ, სტევიას მცენარის ზრდის ხელშემწყობი რიზობიებითა და არბუსკულარული მიკორიზული სოკოებით ინოკულაციამ სტიმულირება გაუწია მცენარის სიმაღლეს, სტევიოზიდის, მინერალებისა და პიგმენტების შემცველობას.23 ოვიედო-პერეირამ და სხვებმა24 განაცხადეს, რომ გამაღიზიანებელი ენდოფიტები Enterobacter hormaechei H2A3 და H5A2 ზრდიდნენ SG შემცველობას, ასტიმულირებდნენ ტრიქომების სიმკვრივეს ფოთლებში და ხელს უწყობდნენ სპეციფიკური მეტაბოლიტების დაგროვებას ტრიქომებში, მაგრამ არ უწყობდნენ ხელს მცენარის ზრდას;
GA3 ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი და ბიოლოგიურად აქტიური გიბერელინის მსგავსი ცილაა31. სტევიას GA3-ით ეგზოგენურმა დამუშავებამ შეიძლება გაზარდოს ღეროს დაგრძელება და ყვავილობა32. მეორეს მხრივ, ზოგიერთმა კვლევამ აჩვენა, რომ GA3 არის ინდუქტორი, რომელიც ასტიმულირებს მცენარეებს მეორადი მეტაბოლიტების, როგორიცაა ანტიოქსიდანტები და პიგმენტები, გამომუშავებისკენ და ასევე წარმოადგენს თავდაცვის მექანიზმს33.
იზოლატების ფილოგენეტიკური ურთიერთობები სხვა შტამების ტიპებთან მიმართებაში. GenBank-ის მიერთების ნომრები მოცემულია ფრჩხილებში.
ამილაზას, ცელულოზას და პროტეაზას აქტივობები კოლონიების გარშემო მკაფიო ზოლების სახითაა ნაჩვენები, ხოლო კოლონიების გარშემო თეთრი ნალექები ლიპაზის აქტივობაზე მიუთითებს. როგორც ცხრილი 2-შია ნაჩვენები, B. paramycoides SrAM4-ს შეუძლია ყველა ჰიდროლაზის წარმოება, ხოლო B. paralicheniformis SrMA3-ს შეუძლია ყველა ფერმენტის წარმოება ცელულოზას გარდა, ხოლო B. licheniformis SrAM2-ს მხოლოდ ცელულოზა.
რამდენიმე მნიშვნელოვანი მიკრობული გვარი ასოცირდება მეორადი მეტაბოლიტების სინთეზის ზრდასთან სამკურნალო და არომატულ მცენარეებში74. ყველა ფერმენტული და არაფერმენტული ანტიოქსიდანტი მნიშვნელოვნად გაიზარდა S. rebaudiana Shou-2-ში საკონტროლო ჯგუფთან შედარებით. PGPB-ს დადებითი გავლენა ბრინჯში TPC-ზე ასევე აღწერილია ჩამამის და სხვების მიერ75; გარდა ამისა, ჩვენი შედეგები შეესაბამება S. rebaudiana-ში TPC, TFC და DPPH-ის შედეგებს, რაც მიეწერება Piriformospora indica-სა და Azotobacter chroococcum-ის კომბინირებულ მოქმედებას76. TPC და TFC77 მნიშვნელოვნად მაღალი იყო მიკროორგანიზმებით დამუშავებულ რეჰანის მცენარეებში, დაუმუშავებელ მცენარეებთან შედარებით. უფრო მეტიც, ანტიოქსიდანტების ზრდა შეიძლება მოხდეს ორი მიზეზის გამო: ჰიდროლიზური ფერმენტები ასტიმულირებენ ინდუცირებულ მცენარის თავდაცვის მექანიზმებს ისევე, როგორც პათოგენური მიკროორგანიზმები, სანამ მცენარე არ შეეგუება ბაქტერიულ კოლონიზაციას78. მეორეც, PGPB შეიძლება იმოქმედოს, როგორც შიკიმატის გზით წარმოქმნილი ბიოაქტიური ნაერთების ინდუქციის ინიციატორი უმაღლეს მცენარეებსა და მიკროორგანიზმებში79.
შედეგებმა აჩვენა, რომ მრავალი შტამის თანაინოკულაციისას ფოთლების რაოდენობას, გენების ექსპრესიასა და SG-ის წარმოებას შორის სინერგიული კავშირი არსებობდა. მეორეს მხრივ, მცენარის ზრდისა და პროდუქტიულობის თვალსაზრისით ორმაგი ინოკულაცია ერთჯერად ინოკულაციასთან შედარებით უკეთესი იყო.
ჰიდროლიზური ფერმენტები აღმოჩენილი იქნა ბაქტერიების ინდიკატორულ სუბსტრატზე შემცველ აგარის გარემოში ინოკულაციის და 2-5 დღის განმავლობაში 28°C ტემპერატურაზე ინკუბაციის შემდეგ. ბაქტერიების სახამებლის აგარის გარემოში განთავსების შემდეგ, ამილაზას აქტივობა განისაზღვრა იოდი 100 ხსნარის გამოყენებით. ცელულოზის აქტივობა განისაზღვრა 0.2%-იანი წყალხსნარი კონგოს წითელი რეაგენტის გამოყენებით კიანგამის და სხვების მეთოდის მიხედვით. 101. პროტეაზას აქტივობა დაფიქსირდა უცხიმო რძის აგარის გარემოში განთავსებულ კოლონიების გარშემო გამჭვირვალე ზონებში, როგორც აღწერილია კუის და სხვების მიერ. 102. მეორეს მხრივ, ლიპაზა 100 აღმოჩენილი იქნა ტვინის აგარის გარემოში ინოკულაციის შემდეგ.