Identification de la bactérie endophyte BN7 dans le Boju et étude de ses fonctions de biocontrôle et de promotion de la croissance
Les bactéries endophytes des plantes désignent un groupe de micro-organismes qui vivent dans les tissus ou les cellules de plantes saines pendant une certaine phase ou toute la phase de leur cycle de vie et qui ne provoquent pas de symptômes évidents de maladie chez l'hôte. L'ensemble du processus de croissance des plantes est le processus de vie de la plante hôte et de la communauté endophyte. Les endophytes établissent des relations écologiques complexes avec les plantes hôtes et leur environnement. Les bactéries endophytes peuvent produire des métabolites similaires à ceux de l'hôte et conférer aux plantes la capacité de résister aux stress biotiques et abiotiques. Au cours de l'interaction à long terme entre les bactéries endophytes et les plantes, les bactéries endophytes présentent la caractéristique d'améliorer la décomposition de la plante hôte et l'absorption d'éléments minéraux tels que le phosphore et le potassium. Le criblage de souches bactériennes multifonctionnelles ayant des effets antagonistes sur les agents pathogènes des plantes, ainsi que la capacité d'hydrolyser le phosphore et le potassium et de produire de l'élongation, présente un grand potentiel d'application dans l'agriculture.

Les chrysanthèmes ont pour effet de dissiper la chaleur, de soulager la chaleur et de lutter contre l'oxydation, ainsi que d'être antibactériens, anti-inflammatoires, de faire perdre du poids et de soulager les maladies liées à un taux élevé d'acide urique dans le sang. Le chrysanthème étant l'un des quatre principaux chrysanthèmes médicinaux, notre groupe de recherche a mené des études préliminaires sur ses champignons endophytes. Cette expérience a permis d'étudier les activités antibactériennes, de solubilisation du phosphate, de solubilisation du potassium, de promotion de la croissance, de dégradation de la cellulose et d'antioxydation de la bactérie endophyte BN7 dans le Chrysanthemum morifolium, et de l'identifier de manière préliminaire, jetant ainsi les bases de l'enrichissement des ressources de contrôle biologique et du développement de biofertilisants.

À la fin des années 1970, Dobereiner et al. ont découvert que les escargots fixateurs d'azote pouvaient favoriser la croissance des plantes non légumineuses ; à la fin des années 1980, Philom Bios, une entreprise canadienne, a commencé à produire et à vendre des bactéries solubilisant le phosphate, des bactéries fixant l'azote et des bactéries mixtes fixant le phosphate et l'azote qui pouvaient augmenter le rendement des cultures de 10% à 15% pour des cultures telles que le blé, le colza et les pois. Par la suite, les bactéries endophytes dans les plantes sont progressivement devenues un sujet de recherche brûlant, tant au niveau national qu'international. En 2009, Cheng et al. ont criblé une bactérie endophyte PCE45 du Huazhong Building, qui a produit un peptide antibactérien PCP-1 ayant des effets inhibiteurs sur divers agents pathogènes tels que le corn curveback Boed et le champignon de la pyriculariose du riz (Pyricularia oryzae) Cav. En 2010, Bressan et al. ont isolé six espèces endophytes de Bacillus capables de produire de la chitinase à partir de tissus de plantes de maïs, qui ont toutes montré des effets inhibiteurs sur Fusarium graminearum. En 2015, Zhao et al. ont analysé 36 bactéries endophytes solubilisant le phosphore dans des nodules de soja, parmi lesquelles la souche DD291 avait une teneur en phosphore soluble allant jusqu'à 452 mg/L dans la solution d'éthanol, et certaines souches solubilisant le phosphore avaient un effet promoteur sur la croissance du soja. En 2015, Kang et al. ont découvert que les bactéries endophytes ASR16 et ALR33 dans la luzerne peuvent produire une hormone de croissance végétale et un sidérophore, avec une activité de solubilisation du phosphore, et ont un effet de promotion significatif sur la croissance de la luzerne. En 2018, Gao et al. ont isolé 57 bactéries endophytes du riz sauvage à Niwala, parmi lesquelles 44 bactéries endophytes fixatrices d'azote avaient la capacité de produire de la lignine, et 25 souches avaient une capacité de solubilisation du potassium à des degrés divers. En 2018, Bai et al. ont isolé un Bacillus HJ-1 endophyte à partir de racines de Polygonatum sibiricum sauvages, qui présentait une activité antibactérienne significative contre Salmonella typhimurium, Pseudomonas aeruginosa et Bacillus thuringiensis.

À l'heure actuelle, les recherches sur les bactéries endophytes de Chrysanthemum morifolium sont relativement peu nombreuses et il existe peu de rapports sur la promotion de la croissance par les bactéries endophytes de Chrysanthemum morifolium. Dans cette étude, la bactérie endophyte BN7 de Chrysanthemum morifolium a montré des effets antagonistes contre six agents pathogènes des plantes, y compris le champignon CY1 de la balle courbe du maïs, avec le taux d'inhibition le plus élevé de 68% contre le Fusarium graminearum FM1 du blé. Cette souche possède également certaines capacités à hydrolyser le phosphore, le potassium et à produire de l'IAA, avec des concentrations de 108,38, 32,03 et 164,39 mg/L, respectivement. La capacité de la souche BN7 à hydrolyser le phosphore inorganique (68,71 mg/L) est environ trois fois supérieure à celle du Bacillus subtilis ZS-3 endophyte (20,16 mg/L) dans les camphriers, ce qui peut être lié à la durée de culture plus courte de ce dernier (24 heures) ; en outre, la capacité de la souche BN7 à produire des hormones longues est quatre fois supérieure à celle de la souche N8 (41,66 mg/L), qui a été sélectionnée par Gao Chen et al. comme étant la souche ayant la plus forte capacité à produire des hormones longues. La souche BN7 a également la capacité de dégrader la cellulose, avec des activités enzymatiques CMCase et FPase de 168,78U/mL et 79,87U/mL, respectivement, le troisième jour. En outre, il a une activité de piégeage des radicaux libres DPPH allant jusqu'à 82,13%, ce qui est beaucoup plus élevé que le taux de piégeage DPPH du champignon endophyte BJF10 précédemment examiné (67,7%). Sur la base des caractéristiques morphologiques, des expériences physiologiques et biochimiques et de l'analyse de la séquence de l'ADNr 16S, la souche BN7 a été identifiée comme étant Bacillus subtilis. Par conséquent, Bacillus subtilis BN7 est une bactérie endophyte capable de s'opposer aux agents pathogènes des plantes, d'hydrolyser le phosphore et le potassium et de produire de l'IAA, et elle a le potentiel d'être développée en tant qu'agent de biocontrôle et de promotion de la croissance.