A BN7 endofita baktérium azonosítása Boju-ban, valamint biokontroll és növekedésserkentő funkcióinak vizsgálata
A növényi endofita baktériumok olyan mikroorganizmusok csoportját jelentik, amelyek egészséges növényi szövetekben vagy sejtekben élnek életük egy bizonyos szakaszában vagy teljes életszakaszában, és nem okoznak nyilvánvaló betegségtüneteket a gazdaszervezetben. A növények teljes növekedési folyamata a gazdanövény és az endofita közösség életfolyamata. Az endofiták komplex ökológiai kapcsolatokat alakítanak ki a gazdanövényekkel és az őket körülvevő élő környezetükkel. Az endofita baktériumok képesek a gazdaszervezetéhez hasonló metabolitokat termelni, és a növényeket felruházzák a biotikus és abiotikus stresszhatásoknak való ellenállás képességével. Az endofita baktériumok és a növények közötti hosszú távú kölcsönhatás során az endofita baktériumokra jellemző, hogy fokozzák a gazdanövény bomlását és az ásványi elemek, például a foszfor és a kálium felszívódását. Az olyan multifunkcionális baktériumtörzsek szűrése, amelyek antagonista hatással rendelkeznek a növényi kórokozókra, valamint képesek a foszfor és a kálium hidrolizálására és a nyúlványtermelésre, nagy lehetőségeket rejt magában a mezőgazdaságban való alkalmazás szempontjából.

A krizantémok hőtisztító, hőtalanító és antioxidációs, valamint antibakteriális, gyulladáscsökkentő, fogyókúrás és a magas húgysavtartalmú vérrel kapcsolatos betegségek enyhítésére alkalmas hatásúak. Mint a négy fő gyógyászati krizantém egyike, kutatócsoportunk előzetes vizsgálatokat végzett endofita gombáival kapcsolatban. Ebben a kísérletben a Chrysanthemum morifoliumban lévő BN7 endofita baktérium antibakteriális, foszfátoldó, káliumoldó, növekedést elősegítő, cellulózbontó és antioxidáns aktivitását vizsgáltuk, és előzetesen azonosítottuk, megalapozva ezzel a biológiai kontrollforrások gazdagítását és a biotrágyák fejlesztését.

Az 1970-es évek végén Dobereiner és munkatársai felfedezték, hogy a nitrogénkötő csigák képesek elősegíteni a nem hüvelyes növények növekedését; az 1980-as évek végén a Philom Bios, egy kanadai vállalat elkezdte gyártani és értékesíteni a foszfátoldó baktériumokat, nitrogénkötő baktériumokat, valamint a foszfát- és nitrogénkötő baktériumok keverékét, amelyek 10% és 15% közötti terméshozamot tudtak növelni olyan növények esetében, mint a búza, a repce és a borsó. Ezt követően a növényekben található endofita baktériumok fokozatosan forró kutatási témává váltak mind hazai, mind nemzetközi szinten. 2009-ben Cheng és munkatársai a Huazhong Buildingből származó PCE45 endofita baktériumot vizsgálták, amely antibakteriális peptidet PCP-1-et termelt, amely gátló hatással volt különböző kórokozókra, például a kukorica görbületi boedre és a rizs blast gombára (Pyricularia oryzae) Cav. 2010-ben Bressan és munkatársai hat endofita Bacillus-fajt izoláltak, amelyek képesek kitinázt termelni kukorica növényi szövetekből, és mindegyikük gátló hatást mutatott a Fusarium graminearumra. 2015-ben Zhao et al. 36 foszforszolubilizáló endofita baktériumot szűrte szójacsomókból, amelyek közül a DD291 törzsnek akár 452 mg/l oldható foszfortartalma is volt etanolos oldatban, és néhány foszforszolubilizáló törzsnek elősegítő hatása volt a szójabab növekedésére. 2015-ben Kang és munkatársai megállapították, hogy a lucernában található ASR16 és ALR33 endofita baktériumok növényi növekedési hormont és sziderofort termelnek, foszforszolubilizáló aktivitással rendelkeznek, és jelentős elősegítő hatással vannak a lucerna növekedésére. 2018-ban Gao és munkatársai 57 endofita baktériumot izoláltak Niwala vadrizsből, amelyek közül 44 endofita nitrogénkötő baktérium képes volt lignin termelésére, 25 törzs pedig különböző mértékben káliumszolubilizáló képességgel rendelkezett. 2018-ban Bai és munkatársai vadon termő Polygonatum sibiricum gyökerekből izoláltak egy endofita Bacillus HJ-1-et, amely jelentős antibakteriális aktivitást mutatott Salmonella typhimurium, Pseudomonas aeruginosa és Bacillus thuringiensis ellen.

Jelenleg viszonylag kevés kutatás folyik a Chrysanthemum morifolium endofita baktériumairól, és kevés jelentés szól a Chrysanthemum morifolium endofita baktériumai által történő növekedés elősegítéséről. Ebben a vizsgálatban a Chrysanthemum morifolium BN7 endofitikus baktériumának antagonista hatása hat növényi kórokozóval szemben mutatkozott, köztük a kukorica görbe gomba CY1 ellen, a legnagyobb gátlási arányt 68%-vel a búza Fusarium graminearum FM1 ellen mutatta. Ez a törzs bizonyos képességekkel rendelkezik a foszfor és a kálium hidrolízisére, valamint az IAA termelésére is, 108,38, 32,03 és 164,39 mg/L koncentrációval. A BN7 törzs képessége a szervetlen foszfor hidrolizálására (68,71 mg/l) körülbelül háromszorosa az endofita Bacillus subtilis ZS-3 (20,16 mg/l) kámforfákban termelt endofita Bacillus subtilis ZS-3-nak, ami összefüggésben lehet az utóbbi rövidebb tenyésztési idejével (24 óra); továbbá a BN7 törzs hosszú hormonok termelésére való képessége négyszerese az N8 törzsének (41,66 mg/l), amelyet Gao Chen és társai a legerősebb hosszú hormontermelő képességgel rendelkező törzsnek választottak. A BN7 törzs a cellulóz lebontására is képes, a harmadik napon a CMCase és FPase enzimaktivitása 168,78U/ml, illetve 79,87U/ml volt. Ezen kívül akár 82,13% DPPH-szabadgyökfogó aktivitással is rendelkezik, ami jóval magasabb, mint a korábban vizsgált BJF10 endofita gomba DPPH-gyökfogó aktivitása (67,7%). A morfológiai jellemzők, fiziológiai és biokémiai kísérletek, valamint a 16S rDNS-szekvencia elemzése alapján a BN7 törzset Bacillus subtilis-ként azonosítottuk. A Bacillus subtilis BN7 tehát egy endofita baktérium, amely képes a növényi kórokozók antagonizálására, a foszfor és a kálium hidrolizálására, valamint az IAA termelésére, és potenciálisan fejleszthető biokontroll és növekedésserkentő szerként.