内生菌は種子の発芽を促進します

微生物来源的天然生物活性物质是开发新生物制剂的关键，并已广泛应用于农业、医学、营养和健康领域。化学品和化肥的不当使用对农业生态系统造成了严重的副作用，这也直接或间接影响了人们的饮食和健康。此外，长期连续使用化学制剂为疾病和昆虫提供了方向性选择压力，近年来，超级细菌和多耐药病原微生物接连报道。因此，发现和创造新的天然来源生物制剂以满足农业生产的需求尤为紧迫，这种不断扩大的需求比以往任何时候都更为重要。植物内生真菌存在于大多数植物中，并寄生在植物组织内。一些有益的内生菌有助于植物吸收营养。它们还产生促进植物生长和对植物生存至关重要的抗菌物质。鉴于此，研究人员从不同植物物种中分离和鉴定内生真菌，并系统评估它们促进种子发芽的潜力。

この研究では、26種類の異なる植物の葉と茎組織から、形態的に異なる75種の内生菌が組織分離によって単離されました。すべての株の胞子懸濁液は液体培養によって調製され、そのコーン種子の発芽に対する影響が1つずつ検証されました。発芽率が著しく高い3種の内生菌が選択されました。培養および顕微鏡形態観察の後、ITS配列系統解析と組み合わせて、3株がそれぞれAlternaria alternata AUMC15170、Aspergillus flavus AUMC 15171（アスペルギルス・フラバス）およびAspergillus terreus AUMC 15172（アスペルギルス・テレウス）として同定されました。さらに、研究者は3種の内生菌が鉄支持体を生成しインドール酢酸を分泌する能力を探索しました。試験結果によると、交差胞子体AUMC15170が最も高い23.6µg/mlのIAAを生成しました。アスペルギルス・フラバスAUMC15171は21.3µg/ml、アスペルギルス・テレウスAUMC15172は20.88µg/mlでした。CAS検出培地では、3株とも明らかな加水分解ハローを生成できなかったため、鉄担体を生成できないことが証明されました。リン溶解試験の結果、3種の内生菌すべてがリン酸塩を溶解でき、株AUMC15170が最も強いリン溶解能力を持ち、4.517µg/mlに達しました。さらに、クロロホルム発酵液によって異なる株から活性代謝物が抽出され、その抗酸化および抗真菌活性が異なる植物病原菌に対して決定されました。結果によると、A. alternata AUMC15170、A. flavus AUMC1517およびA. terreus AUMC1517は、DPPHのスキャベンジング率がそれぞれ67.81％、58.55％、73.49％である良好なフリーラジカルスカベンジング活性を有していました。また、ボトリティス・シネレアやフサリウムなどのさまざまな植物病原菌に対する良好な抗菌活性を示しました。ガスクロマトグラフィー・タンデム質量分析によって、既知の機能活性を持つ化合物やまだ報告されていない活性物質が検出されました。これら3種の内生菌の抗菌および発育促進活性は、これらの代謝物質と密接に関連している可能性があることが証明されました。

一般的に、発芽を促進するために内生細菌を利用することは、種子技術や農業生産において広範囲の応用展望を持っています。内生菌培養物およびその抽出物の開発と利用は、持続可能な農業に良い参考になります。

FIG. 1 トウモロコシ内生菌の単離とクロロホルム抽出物が種子の発芽を促進する能力

FIG. 2 内因性 Alternaria alternata の形態学的および系統解析