Эндофитные грибы способствуют прорастанию семян

Природные биоактивные вещества, полученные из микроорганизмов, являются ключом к разработке новых биологических агентов и широко используются в сельском хозяйстве, медицине, питании и здоровье. Неправильное использование химикатов и удобрений вызвало серьезные побочные эффекты на агроэкосистему, что также прямо или косвенно влияет на питание и здоровье людей. Кроме того, длительное непрерывное использование химических агентов создает направленное давление отбора на болезни и насекомых, и в последние годы сообщаются о супербактериях и мультирезистентных патогенных микроорганизмах один за другим. Поэтому открытие и создание новых биологических препаратов на основе природных источников для удовлетворения сельскохозяйственного производства особенно срочно, и эти расширяющиеся потребности становятся более важными, чем когда-либо. Эндофитные грибы находятся в большинстве растений и колонизируют внутри тканей растений. Некоторые полезные эндофиты помогают растениям впитывать питательные вещества. Они также производят химические вещества, способствующие росту растений, и антимикробные вещества, необходимые для выживания растений. С учетом этого исследователи изолировали и идентифицировали эндофитные грибы из различных видов растений и систематически оценили их потенциал для стимулирования прорастания семян.

В этом исследовании было выделено 75 эндофитных грибов с отличиями в морфологии из листьев и стеблей 26 различных растений путем разделения тканей. Суспензии спор всех штаммов были подготовлены жидким культурным методом, и их влияние на прорастание семян кукурузы было проверено поочередно. Было выбрано три эндофитных гриба с значительно более высокой скоростью прорастания. После культивирования и микроскопического наблюдения за морфологией, в сочетании с филогенетическим анализом последовательности ITS, три штамма были идентифицированы как Alternaria alternate AUMC15170, Aspergilus flavus AUMC 15171 (Aspergillus flavus) и Aspergillus terreus AUMC 15172 (Aspergillus terreus). Далее исследователи изучили способность трех эндофитных грибов производить железоноситель и выделять индолуксусную кислоту. Результаты тестов показали, что по сравнению с Aspergillus aflatus AUMC 15171 и Aspergillus terreus AUMC 15172, IAA, производимый перекрещенными спорами AUMC15170, был наивысшим, составляя 23,6 мкг/мл. AUMC 15171 был 21,3 мкг/мл для Aspergillus flavus и 20,88 мкг/мл для Aspergillus terreus. На среде обнаружения CAS три штамма не могли производить явный гидролитический гало, что доказывает, что они не могут производить железоносители. Результаты теста на растворимость фосфора показали, что все три эндофитных гриба могут растворять фосфат, и штамм AUMC 15170 обладал наибольшей способностью к растворению фосфата, достигая 4,517 мкг/мл. Кроме того, активные метаболиты были извлечены из различных штаммов хлороформным ферментационным раствором, и антиоксидантная и антигрибковая активности экстрактов против различных растительных патогенов были определены. Результаты показали, что A. alternata AUMC15170, A. flavus AUMC1517 и A. terreus AUMC1517 обладали хорошей активностью по поглощению свободных радикалов, и скорости поглощения DPPH составляли 67,81, 58,55 и 73,49% соответственно. Также была обнаружена хорошая антибактериальная активность против различных растительных патогенных грибов, таких как botrytis cinerea и Fusarium. С помощью газовой хроматографии-тандемной масс-спектрометрии было обнаружено множество соединений с известными функциональными активностями и активными веществами, о которых еще не сообщалось. Было доказано, что антибактериальная и стимулирующая рост активность этих трех эндофитных грибов может быть тесно связана с этими метаболитами.

В целом использование эндофитных бактерий для стимуляции прорастания имеет широкие перспективы применения в семеноводстве и сельском хозяйстве. Развитие и использование культур эндофитных грибов и их экстрактов могут служить хорошим примером для устойчивого сельского хозяйства.

Рис. 1 Изоляция эндофитных грибов кукурузы и способность хлороформового экстракта способствовать прорастанию семян.

Рис. 2 Морфологический и филогенетический анализ эндогенного Alternaria alternata