كيف تؤثر Bacillus ssp على إنتاج المستقلبات الثانوية للنبات؟

تلعب المستقلبات الثانوية النباتية (PSMs) أدوارًا حاسمة في الدفاع عن النبات، والتكيف مع البيئة، ولها قيمة اقتصادية كبيرة في مختلف الصناعات مثل الأدوية ومستحضرات التجميل والمواد الغذائية. يمكن أن يتأثر إنتاج هذه المستقلبات بمجموعة متنوعة من العوامل، بما في ذلك وجود الكائنات الحية الدقيقة المفيدة. ومن بين هذه البكتيريا Bacillus ssp. برزت كلاعبين مهمين في تعديل إنتاج PSM. باعتباري موردًا لـ Bacillus ssp للتطبيقات النباتية، فقد شهدت بنفسي التأثير الذي يمكن أن تحدثه هذه البكتيريا على صحة النبات وتخليق المستقلبات الثانوية.

آليات العصوية ssp. التأثير على إنتاج PSM

العصوية ssp. يمكن أن تؤثر على إنتاج PSM من خلال آليات متعددة. إحدى الطرق الأساسية هي تحفيز المقاومة الجهازية (ISR) في النباتات. عندما تستعمر البكتيريا العصوية جذور النباتات، فإنها تؤدي إلى سلسلة من الاستجابات الجزيئية والكيميائية الحيوية في النبات. يؤدي هذا إلى تنشيط الجينات المرتبطة بالدفاع، والتي يشارك بعضها أيضًا في تخليق المستقلبات الثانوية. على سبيل المثال، تنشيط مسارات البروتين كيناز المنشط للميتوجين (MAPK) في النباتات بواسطة Bacillus ssp. يمكن أن يؤدي إلى تنظيم الجينات التي تشفر الإنزيمات المشاركة في التخليق الحيوي للفينيل بروبانويد، وهي فئة كبيرة من PSMs التي تشمل مركبات الفلافونويد، واللجنين، والأحماض الفينولية.

هناك آلية أخرى تتمثل في إنتاج المركبات النشطة بيولوجيًا بواسطة Bacillus ssp. يمكن لهذه البكتيريا أن تفرز مواد مختلفة مثل المضادات الحيوية، وحاملات الحديد، والجزيئات الشبيهة بالهرمونات النباتية. يمكن لحامل الحديد الذي تنتجه Bacillus أن يخلب الحديد في منطقة الجذور، مما يجعله متاحًا بشكل أكبر للنبات. هذا الامتصاص المحسن للحديد يمكن أن يعزز نشاط الإنزيمات المعتمدة على الحديد المشاركة في تخليق المستقلب الثانوي. على سبيل المثال، إنزيمات السيتوكروم P450، والتي تعتبر مهمة في التخليق الحيوي للعديد من التربينويدات، تعتمد على الحديد.

العصوية ssp. يمكن أن يتفاعل أيضًا مع التوازن الهرموني للنبات. يمكنهم إنتاج الإندول - 3 - حمض الأسيتيك (IAA)، وهو هرمون يعزز نمو النبات. يمكن أن يحفز IAA انقسام الخلايا واستطالتها في النباتات، الأمر الذي يمكن أن يؤثر بدوره على عملية التمثيل الغذائي الشامل للنبات، بما في ذلك إنتاج المستقلبات الثانوية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للعصية تعديل مستويات الهرمونات الأخرى مثل حمض الجاسمونيك (JA) وحمض الساليسيليك (SA). ومن المعروف أن JA يشارك في تنظيم التخليق الحيوي للعديد من المستقلبات الثانوية المتعلقة بالدفاع، مثل القلويدات والتيربينويدات.

أمثلة محددة من Bacillus ssp. وتأثيرها على PSMs

عصية بوميلوس

عصية بوميلوسثبت أن له تأثيرًا إيجابيًا على إنتاج المستقلبات الثانوية في العديد من الأنواع النباتية. في نباتات الطماطم، يمكن أن يؤدي التلقيح ببكتيريا Bacillus Pumilus إلى زيادة إنتاج مركبات الفلافونويد والأحماض الفينولية. هذه المستقلبات مهمة للدفاع عن النبات ضد مسببات الأمراض والآفات. يمكن أن تعمل مركبات الفلافونويد كمضادات للأكسدة، وتحمي الخلايا النباتية من الإجهاد التأكسدي الناجم عن هجوم مسببات الأمراض. يمكن أن يكون للأحماض الفينولية أيضًا خصائص مضادة للميكروبات، مما يمنع نمو الفطريات والبكتيريا المسببة للأمراض.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ Bacillus Pumilus تعزيز إنتاج المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) في النباتات. تلعب المركبات العضوية المتطايرة دورًا في التواصل بين النباتات وفي جذب الحشرات المفيدة. على سبيل المثال، في بعض النباتات العشبية، يمكن أن يؤدي زيادة إنتاج المركبات العضوية المتطايرة الناجمة عن Bacillus Pumilus إلى جذب الحشرات المفترسة التي تتغذى على الآفات العاشبة، مما يوفر شكلاً طبيعيًا لمكافحة الآفات.

Brevibacillus Laterosporus

Brevibacillus Laterosporusهو نوع آخر من العصيات التي يمكن أن تؤثر على إنتاج PSM. في النباتات الطبية مثل الجينسنغ، يمكن لـ Brevibacillus Laterosporus تعزيز تخليق الجينسينوسيدات، وهي المكونات النشطة بيولوجيًا الرئيسية للجينسنغ. للجينسينوسيدات أنشطة دوائية مختلفة، بما في ذلك تأثيرات مضادة للالتهابات ومضادة للسرطان ومضادة للشيخوخة. قد تعزز البكتيريا التعبير عن الجينات المشاركة في مسارات التخليق الحيوي للجينسينوسيد، مما يؤدي إلى زيادة تراكم هذه المستقلبات الثانوية القيمة.

علاوة على ذلك، يمكن لـ Brevibacillus Laterosporus تحسين تحمل النباتات للإجهاد، والذي يرتبط غالبًا بالتغيرات في إنتاج المستقلبات الثانوية. وفي ظل ظروف الإجهاد مثل الجفاف أو الملوحة العالية، تميل النباتات إلى إنتاج المزيد من المستقلبات الثانوية المرتبطة بالإجهاد. من خلال تعزيز قدرة النبات على تحمل الإجهاد، يمكن أن يؤثر Brevibacillus Laterosporus بشكل غير مباشر على إنتاج هذه المستقلبات، مما يضمن بقاء النبات وربما يزيد إنتاجية PSMs القيمة.

العصوية النشوية

العصوية النشويةتشتهر بخصائصها المعززة للنمو وقدرتها على التأثير على إنتاج PSM. في كروم العنب، يمكن أن يؤدي التلقيح باستخدام Bacillus Amyloliquefaciens إلى زيادة إنتاج ريسفيراترول، وهو مركب متعدد الفينول ذو خصائص مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات وواقية للقلب. يمكن للبكتيريا أن تحفز التعبير عن الجينات التي تشفر الإنزيمات المشاركة في مسار التخليق الحيوي للريسفيراترول، مثل سينسيز ستيلبين.

يمكن أن تؤثر بكتيريا Bacillus Amyloliquefaciens أيضًا على إنتاج الأنثوسيانين في الفاكهة. الأنثوسيانين هو المسؤول عن الألوان الأحمر والأرجواني والأزرق للعديد من الفواكه وله خصائص مضادة للأكسدة وتعزيز الصحة. من خلال تحسين الصحة العامة للنبات والتمثيل الغذائي، يمكن أن تؤدي Bacillus Amyloliquefaciens إلى زيادة تراكم الأنثوسيانين، مما يعزز جودة الثمار وقيمتها السوقية.

الآثار المترتبة على الزراعة والصناعة

تأثير Bacillus ssp. على إنتاج PSM له آثار كبيرة على الزراعة والصناعات المختلفة. في الزراعة، لا يؤدي استخدام الأسمدة الحيوية وعوامل المكافحة الحيوية المعتمدة على العصيات إلى تحسين صحة النبات وإنتاجيته فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى تحسين جودة المنتجات الزراعية. على سبيل المثال، في إنتاج النباتات الطبية، يمكن أن يؤدي زيادة إنتاج المستقلبات الثانوية النشطة بيولوجيًا إلى مواد خام ذات جودة أعلى لصناعة الأدوية.

في صناعة الأغذية، يمكن أن يؤدي الإنتاج المعزز لعناصر PSM مثل مضادات الأكسدة ومركبات النكهة إلى تحسين القيمة الغذائية والخصائص الحسية للمنتجات الغذائية. على سبيل المثال، تعتبر الفواكه والخضروات التي تحتوي على مستويات أعلى من مركبات الفلافونويد والأحماض الفينولية أكثر جاذبية للمستهلكين بسبب فوائدها الصحية ومذاقها الأفضل.

الاتصال للمشتريات

إذا كنت مهتمًا باستكشاف إمكانات Bacillus ssp. لتعزيز إنتاج المستقلبات الثانوية في عملياتك الزراعية أو الصناعية، أشجعك على التواصل معنا. تقدم شركتنا مجموعة من Bacillus ssp عالية الجودة. المنتجات التي تم اختيارها واختبارها بعناية للتأكد من فعاليتها في تعزيز صحة النبات وتخليق المستقلبات الثانوية. يمكننا تزويدك بمعلومات مفصلة حول منتجاتنا، بما في ذلك طرق تطبيقها والنتائج المتوقعة. لا تتردد في الاتصال بنا لبدء مناقشة حول احتياجاتك الخاصة وكيفية عمل Bacillus ssp. المنتجات يمكن أن تساعدك على تحقيق أهدافك.

مراجع

• بايس، إتش بي، بارك، إس دبليو، وير، تي إل، كالواي، آر إم، وفيفانكو، جي إم (2004). كيف تتواصل النباتات باستخدام طريق المعلومات السريع تحت الأرض اتجاهات في علم النبات، 9(7)، 26-32.
• بيترس، سي إم، فان دير دوس، د.، زاميوديس، سي، ليون - رييس، أ.، وفان ويس، SC (2012). التعديل الهرموني لمناعة النبات. المراجعة السنوية للخلية وبيولوجيا النمو، 28، 489 - 521.
• سينغ، بي كيه، براساد، آر، وأرورا، إن كيه (2016). نمو النبات تعزيز البكتيريا الجذرية: مراجعة نقدية. العلوم الحياتية، 163، 1 - 10.