Identifikation af den endofytiske bakterie BN7 i Boju og undersøgelse af dens biokontrol og vækstfremmende funktioner
Planteendofytiske bakterier henviser til en gruppe mikroorganismer, der lever i sunde plantevæv eller -celler i en bestemt fase eller i hele deres livshistorie og ikke forårsager tydelige sygdomssymptomer hos værten. Hele plantens vækstproces er en livsproces for værtsplanten og det endofytiske samfund. Endofytter danner komplekse økologiske relationer med værtsplanter og deres omgivende livsmiljøer. Endofytiske bakterier kan producere metabolitter, der ligner værtsplantens, og give planterne evnen til at modstå biotisk og abiotisk stress. Under det langvarige samspil mellem endofytiske bakterier og planter udviser endofytiske bakterier den egenskab, at de forbedrer værtsplantens nedbrydning og optagelse af mineralske elementer som fosfor og kalium. Screening af multifunktionelle bakteriestammer, der har antagonistiske effekter på plantepatogener samt evnen til at hydrolysere fosfor, kalium og producere forlængelse, har et stort potentiale for anvendelse i landbruget.

Krysantemum kan fjerne varme, lindre varme og antioxidation samt være antibakteriel, antiinflammatorisk, give vægttab og lindre sygdomme relateret til højt urinsyreindhold i blodet. Som en af de fire store medicinske krysantemumarter har vores forskningsgruppe gennemført indledende undersøgelser af dens endofytiske svampe. Dette eksperiment undersøgte de antibakterielle, fosfatopløsende, kaliumopløsende, vækstfremmende, cellulosenedbrydende og antioxidante aktiviteter af den endofytiske bakterie BN7 i Chrysanthemum morifolium og identificerede den foreløbigt, hvilket lagde grunden til berigelse af biologiske kontrolressourcer og udvikling af biogødning.

I slutningen af 1970'erne opdagede Dobereiner et al., at kvælstoffikserende snegle kunne fremme væksten af ikke-bælgplanter; I slutningen af 1980'erne begyndte Philom Bios, et canadisk firma, at producere og sælge fosfatopløsende bakterier, kvælstoffikserende bakterier og blandede fosfat- og kvælstoffikserende bakterier, der kunne øge afgrødeudbyttet med 10% til 15% for afgrøder som hvede, rapsfrø og ærter. Efterfølgende blev endofytiske bakterier i planter gradvist et varmt forskningsemne både nationalt og internationalt. I 2009 screenede Cheng et al. en endofytisk bakterie PCE45 fra Huazhong Building, som producerede et antibakterielt peptid PCP-1, der havde en hæmmende effekt på forskellige patogener som f.eks. majsknoldbælg og risskimmel (Pyricularia oryzae) Cav. I 2010 isolerede Bressan et al. seks endofytiske Bacillus-arter, der var i stand til at producere kitinase fra majsplantevæv, og som alle havde en hæmmende effekt på Fusarium graminearum. I 2015 screenede Zhao et al. 36 fosforopløselige endofytiske bakterier fra sojabønneknolde, hvoraf stammen DD291 havde et opløseligt fosforindhold på op til 452 mg/L i ethanolopløsningen, og nogle fosforopløselige stammer havde en fremmende effekt på sojabønnevæksten. I 2015 fandt Kang et al. ud af, at endofytiske bakterier ASR16 og ALR33 i lucerne kan producere plantevæksthormon og siderofor med fosforopløsende aktivitet og have en betydelig fremmende effekt på lucernevæksten. I 2018 isolerede Gao et al. 57 endofytiske bakterier fra vilde ris i Niwala, hvoraf 44 endofytiske kvælstoffikserende bakterier havde evnen til at producere lignin, og 25 stammer havde varierende grader af kaliumopløsningsevne. I 2018 isolerede Bai et al. en endofytisk Bacillus HJ-1 fra vilde Polygonatum sibiricum-rødder, som udviste betydelig antibakteriel aktivitet mod Salmonella typhimurium, Pseudomonas aeruginosa og Bacillus thuringiensis.

På nuværende tidspunkt er der relativt lidt forskning i de endofytiske bakterier i Chrysanthemum morifolium, og der er kun få rapporter om, hvordan endofytiske bakterier i Chrysanthemum morifolium fremmer væksten. I denne undersøgelse udviste den endofytiske bakterie BN7 fra Chrysanthemum morifolium antagonistiske virkninger mod seks plantepatogener, herunder majsknoldbægersvamp CY1, med den højeste hæmningsgrad på 68% mod hvede Fusarium graminearum FM1. Denne stamme har også visse evner til at hydrolysere fosfor, kalium og producere IAA med koncentrationer på henholdsvis 108,38, 32,03 og 164,39 mg/L. BN7-stammens evne til at hydrolysere uorganisk fosfor (68,71 mg/L) er omkring tre gange så stor som den endofytiske Bacillus subtilis ZS-3 (20,16 mg/L) i kamfertræer, hvilket kan hænge sammen med sidstnævntes kortere dyrkningstid (24 timer); desuden er BN7-stammens evne til at producere lange hormoner fire gange så stor som stammen N8 (41,66 mg/L), som blev udvalgt af Gao Chen et al. som den stamme, der har den stærkeste evne til at producere lange hormoner. Stamme BN7 har også evnen til at nedbryde cellulose med CMCase- og FPase-enzymaktiviteter på henholdsvis 168,78U/mL og 79,87U/mL på tredjedagen. Derudover har den en DPPH-fri radikaloprensningsaktivitet på op til 82,13%, hvilket er meget højere end DPPH-oprensningshastigheden for den tidligere screenede endofytiske svamp BJF10 (67,7%). Baseret på morfologiske karakteristika, fysiologiske og biokemiske eksperimenter og analyse af 16S rDNA-sekvensen blev stamme BN7 identificeret som Bacillus subtilis. Derfor er Bacillus subtilis BN7 en endofytisk bakterie med evnen til at modvirke plantepatogener, hydrolysere fosfor, kalium og producere IAA, og den har potentiale til at blive udviklet som et biokontrol- og vækstfremmende middel.