Polygonatum sibiricum'da antagonistik bir endofitik bakteri olan HJ-3'ün tanımlanması ve antibakteriyel aktivite çalışması
Endofitler, sağlıklı bitki dokularında yaşayan ve uzun bir evrim süreci boyunca bitki konukçusuyla uyumlu bir simbiyotik ilişki kuran bir organizma türüdür. Araştırmalar, bitkilerdeki endofitik bakterilerin bitki hastalıklarının biyolojik kontrolünde uygulama için büyük bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymuştur. Bitkilerdeki endofitik bakterilerin, konukçununkilerle aynı veya benzer metabolitler, özellikle de insan hastalıkları üzerinde iyi terapötik etkileri olan tıbbi endofitik bakteriler tarafından üretilen bazı metabolitler üretebileceğini gösteren çalışmalar da vardır. Kanser, tümörler ve bakteriyel ve fungal enfeksiyonlar gibi hastalıklar için terapötik ajanlar olarak rapor edilmişlerdir. Örneğin, Bos ve ark. geleneksel Kanada tıbbi bitkisi Heraclium maximum'dan izole edilen endofitik ekstraktların anti mikobakteriyel aktiviteye sahip olduğunu ve anti-kanser doğal ürünler olarak çalışılabileceğini; Seo ve ark. turpta bulunan endofitik bakterilerin patojenlere karşı antibakteriyel aktiviteye sahip olduğunu ve diğerlerinin yanı sıra insan ve bitki patojenlerine karşı biyolojik kontrol ajanları olarak kullanılabileceğini bildirmiştir.

Liliaceae familyasından bir bitki olan Polygonatum cyrtonema, esas olarak steroidal saponinler ve Polygonatum polisakkaritlerinden oluşur. Bağışıklığı artırma, anti-tümör, hipoglisemik ve antibakteriyel özelliklerde önemli farmakolojik etkilere sahiptir. Tıbbi ve yenilebilir bir bitki olarak, tıp, gıda, kozmetik vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, çoğu ürün hala ilk işleme aşamasındadır ve daha derinlemesine işlenmiş Polygonatum sibiricum ürünleri geliştirmek için Polygonatum sibiricum'un aktif bileşenleri hakkında daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Polygonatum sibiricum'un endofitik mantarları hakkında az sayıda rapor bulunmaktadır, örneğin Li, Taishan Dağı'ndaki Polygonatum sibiricum'dan antibakteriyel aktiviteye sahip endofitik mantarları izole etmiştir; Wang, Zhejiang Polygonatum sibiricum'dan endofitik mantarları izole etmiş ve antibakteriyel metabolitlerini incelemiştir. Bitkilerdeki endofitik bakteriler ise konukçu bitki bölgelerine, büyüme aşamalarına, doku konumlarına ve türlerine göre değişiklik göstermektedir. Bai, Zhai ve diğerleri, Anhui Polygonatum sibiricum'dan Bacillus subtilis ve Bacillus subtilis'in endofitik suşlarını taramış ve antibakteriyel aktivite çalışmaları yürütmüştür. Bu çalışmada, Anhui Eyaletindeki Polygonatum sibiricum'dan antagonistik etkilere sahip başka bir endofitik suş HJ-3 izole edilmiştir. Polygonatum sibiricum'un endofitik bakteri kaynaklarının zenginleştirilmesi, geliştirilmesi ve kullanımı için temel oluşturmak amacıyla sınıflandırılmış, tanımlanmış, aktivite açısından incelenmiş ve metabolitler açısından analiz edilmiştir.

Endofitik bakteriler, konakçılarıyla simbiyoz sırasında, kanser, antibakteriyel ve antioksidan gibi insan hastalıklarının önlenmesi ve kontrolünde ve ayrıca tarımsal haşere kontrolü alanında potansiyel değere sahip tıbbi değeri olan birçok biyoaktif madde üretir. Endofitik bakteriler hakkında hem yurt içinde hem de yurt dışında birçok araştırma raporu bulunmaktadır. Örneğin, Halim ve arkadaşları pirinç tarlalarının kök ve yapraklarından BCA3 ve BCA12 olmak üzere iki endofitik bakteri izole etmiş ve bunların Botrytis cinerea'nın en önemli hasat sonrası fungal patojenlerden biri olduğu bakteriyel yaprak yanıklığına (BLB) karşı pozitif antagonistik aktiviteye sahip olduğunu bulmuşlardır. Chao ve ark. farklı bitkilerden endofitik bakterileri taramış ve domateste Botrytis cinerea üzerinde biyokontrol etkileri olduğunu bulmuştur; Bu projede elde edilen endofitik fungus HJ-3 üzerinde yapılan çalışmada, bitki patojeni funguslar üzerinde antagonistik etkileri olduğu ve geniş spektrumlu antagonistik aktivite sergilediği bulunmuştur. Zhang ve arkadaşları buğday başaklarından geniş spektrumlu antagonistik bakteri XS-2'yi izole etmiş ve Fusarium baş yanıklığı (FHB) patojeni Fusarium graminearum ve pamuk patojeni Fusarium oxysporum dahil olmak üzere altı bitki patojeni üzerinde inhibitör etkiye sahip olduğunu bulmuşlardır. İnhibisyon bölgesi 10-29.58 mm arasındadır ve bu da onu biyokontrol ajanları geliştirmek için değerli bir biyolojik kaynak haline getirmektedir. Bu çalışmada elde edilen endofitik bakteri HJ-3, Fusarium graminearum ve Fusarium graminearum gibi bitki patojeni mantarlar üzerinde aynı inhibitör etkiye sahiptir. Aradaki fark, endofitik bakterinin ekinlerden değil, tıbbi bitki Polygonatum sibiricum'dan izole edilmiş olmasıdır. Bilim insanları, endofitik bakterilerin bitkilerden, özellikle de bazı tıbbi bitkilerden izole edilmesinin patojenik bakteri ve mantarların büyümesini engelleyebileceğini göstermiştir. Bunun nedeni, endofitik bakteriler ve tıbbi bitkiler arasındaki simbiyotik süreç sırasında zararlılar, hastalıklar veya patojenler üzerinde inhibe edici etkileri olan metabolitlerin üretilmesi olabilir. Bai ve arkadaşları, Polygonatum sibiricum tıbbi bitkisinden endofitik HJ-1 ve HJ-2 suşlarını izole etmiş ve fermantasyon ürünlerinin Pseudomonas aeruginosa ve Staphylococcus aureus gibi patojenik bakteriler üzerinde iyi inhibitör etkilere sahip olduğunu bulmuşlardır. Bu çalışmada, endofitik suş HJ-3, yaygın patojenik bakteriler üzerinde yaygın antibakteriyel etkiler gösteren tıbbi bitki Polygonatum sibiricum'dan izole edilmiştir. Bununla birlikte, bu çalışma endofitik bakterilerin bitki patojeni mantarlar üzerindeki antagonistik etkisini araştırmaya odaklanmış, böylece endofitik bakterilerin Polygonatum sibiricum'daki potansiyel uygulama değerini zenginleştirmiştir. Mevcut veriler, tıbbi değeri olan biyoaktif bileşiklerin üretimi için tıbbi bitkilerden, özellikle de nesli tükenmekte olan konakçı bitkilerin endofitik bakterilerinden endofitik bakterilerin taranmasının, yeni ilaçların geliştirilmesi için önemli bir biyoaktif bileşik kaynağı haline geldiğini göstermektedir.

Proje, otantik Anhui şifalı bitkisi Polygonatum sibiricum'dan bir endofitik suş HJ-3'ü taramaktır. Ön morfolojik tanımlama ve 16S rRNA moleküler biyoloji dizilemesinden sonra, suş Bacillus velezensis olarak tanımlanmıştır. Bacillus thuringiensis, geniş spektrumlu antibakteriyel aktivitesi, bitki büyümesini teşvik etmesi ve biyosürfektan olarak potansiyeli nedeniyle endüstri, tarım ve çevre koruma alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda bir yem mikrobiyal ajanı olarak da kullanılabilir ve sağlık hizmetlerinde daha önemli bir rol oynaması beklenmektedir. Ancak aynı B Velezensis türünün farklı suşlarının işlevsel farklılıkları vardır, bu nedenle doğadaki B. Velezensis suş kaynaklarının yeni işlevsel suşlarının geliştirilmesi ve kullanılması için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Chi ve arkadaşları da Bacillus velezensis ZJKU-3 suşunu Polygonatum multiflorum'dan izole etmiş ve endofitik bakterilerin ve metabolitlerinin Fusarium oxysporum'a karşı antagonistik aktivitesini incelemiştir. Bu çalışmada ayrılan B. velezensis suşu HJ-3, Fusarium oxysporum'a ek olarak Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium graminearum, Fusarium graminearum ve Fusarium oxysporum dahil olmak üzere bitki patojeni funguslar üzerinde inhibitör etkilere sahiptir. Özellikle Fusarium oxysporum üzerinde çok önemli bir inhibitör etkiye sahiptir, bunu Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum ve Fusarium oxysporum takip etmektedir. Bu çalışmada elde edilen endofitik bakteri HJ-3'ün yaygın bitki patojeni mantarlara karşı geniş spektrumlu antagonistik aktiviteye sahip olduğu ve araştırma sonuçlarının tarımsal zararlıların ve hastalıkların biyolojik kontrolü için belirli yol gösterici öneme sahip olduğu görülebilir. Buna ek olarak, araştırmalar endofitik HJ-3 suşunun fermantasyon ürünlerinin yaygın bakteriler üzerinde, özellikle de en önemli antibakteriyel etkiye sahip olan Staphylococcus aureus üzerinde kapsamlı antibakteriyel etkiler sergilediğini ortaya koymuştur. Staphylococcus aureus yaygın bir klinik patojendir ve antibiyotik direnci çok yaygındır. Bu nedenle, etkili antibakteriyel ilaçların, özellikle de doğal ürünlerden elde edilen yeni antibakteriyel ilaç türlerinin bulunması, bakteriyel hastalıkların önlenmesi ve tedavisi için büyük önem taşımaktadır ve aynı zamanda bakteriyel direnç sorununu çözme yöntemlerinden biridir.

Yukarıdaki araştırma, geleneksel Çin ilacı Huangjing'den seçilen HJ-3 endofitik suşunun çeşitli bitki patojeni mantarlar üzerinde önemli bir antagonistik etkiye sahip olduğunu ve fermantasyon ürünlerinin Escherichia coli gibi yaygın bakterilerin büyümesini engelleyebileceğini göstermektedir. UPLC-MS/MS aracılığıyla, endofitik bakterilerin fermantasyon ürünlerinden 5,5 '- metilenebis (2-tert-butil-4-metilfenol) fenolik bileşikler tespit edilmiş ve aynı seriden üç bileşik elde edilmiştir. Bu çalışmada elde edilen veriler, Polygonatum sibiricum endofitlerinin fermantasyon ürünlerindeki aktif bileşenlerin daha fazla araştırılması için temel oluşturacak ve bitki endofitik ilaçlarının yaygın olarak uygulanması için bir temel sağlayacaktır.