엑소폴리사카라이드

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 21330(2022) 이 기사 인용

3142 액세스

2 인용

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

아스파라거스과(Asparagaceae)에 속하는 다육식물인 산세베리아 트리파시아타(Sansevieria trifasciata)의 잎에서 시작되는 조직 배양에서 독특한 박테리아 성장이 매우 자주 발견되었습니다. 현탁 용기 벽에 점성이 높은 일부 물질의 흔적을 남겨 두거나 식물 성장에 어려움을 겪지 않고 반고체 매체에 두꺼운 오버레이를 개발했습니다. FTIR은 이 물질이 세포외 다당류임을 확인했습니다. 16S rRNA, atpD 및 recA 유전자를 사용한 다양한 형태학적, 생화학적 테스트 및 분자 분석을 통해 이 분리된 JAS1이 Agrobacterium pusense의 새로운 균주임을 확인했습니다. Murashige 및 Skoog 배지에 대한 점액 성장으로 막대한 세포외다당류(7252 mg l-1)가 생성된 반면, 영양 한천에서는 빠르게 성장하는 떼만 발생했습니다. 적격 식물 성장 촉진 박테리아로서 이는 상당한 인돌-3-아세트산(86.95 mg l−1), 지베렐산(172.98 mg l−1), 암모니아(42.66 µmol ml−1)를 생산합니다. 게다가, 이는 사이드로포어인 1-아미노사이클로프로판-1-카복실산 탈아미노효소를 생성하고, 질소를 고정하고, 생물막을 형성하며, 토양 무기 인산염과 아연을 생산적으로 용해시킵니다. JAS1을 사용한 다양한 처리에서 밀과 병아리콩은 새싹과 뿌리 성장 매개변수를 크게 향상시켰습니다. JAS1의 PGP 효과는 전체 엽록소, 카로티노이드, 프롤린, 페놀, 플라보노이드 및 당 함량의 상당한 증가를 반영하여 식물의 생리학적 성장 매개변수를 긍정적으로 향상시켰습니다. 또한, 분리된 균주는 간헐적인 토양 건조 체제 하에서 각각 PGP 및 EPS 생산 특성에 의해 식물과 토양 건강을 모두 유지했습니다.

내생 식물은 식물 숙주에 거주하고 다양하게 식민지화하는 유기체입니다. 미생물 내생식물은 식물 조직 내에 존재하여 숙주와 공생 및 비공생 관계를 형성하는 박테리아 및 곰팡이 개체이며 일반적으로 숙주의 성장에 부정적인 영향을 주지 않습니다1,2,3,4. 최신 연구에는 내생 생활 양식을 따르는 병원균이 포함되어 있지만5,6 다른 많은 연구에서는 숙주에게 엄청난 성장 이점을 제공하며, 더 중요하게는 미네랄 영양소의 생물학적 이용 가능성과 비생물적 및 생물적 스트레스 요인으로부터 보호한다는 점에서 중요합니다7. 또한 많은 내생식물은 농업, 의약, 산업 관련 제품 및 공정에 핵심 생물자원을 제공합니다8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18. Rhizobacteria에는 식물 성장에 긍정적 및/또는 부정적인 영향을 미치는 다양한 토양 기반 박테리아 그룹이 포함됩니다. 식물 성장 촉진 뿌리박테리아(PGPR)는 식물이 대기 질소를 암모니아로 고정하는 데 도움을 주는 콩과 식물의 뿌리 결절 형성과 함께 일부에서 잘 나타나는 식물과 근권 및/또는 내생 연관성을 확립합니다. 그러나 이러한 많은 박테리아가 많은 콩과 식물과 비 콩과 식물의 잎, 줄기, 뿌리, 심지어 씨앗 내에 서식하기 때문에 뿌리 마디 형성은 필수가 아닙니다. 내생식물의 PGP 특성은 토양 미네랄을 용해시키는 능력, 1-아미노사이클로프로판-1-카르복실레이트(ACC) 데아미나제 활성, 사이드로포어 생산, 옥신 합성 등으로 이해됩니다. 일부 미생물은 다른 생리활성물질 외에도 세포외다당류(EPS)라고 불리는 특정 저분자량 내지 고분자량 탄수화물 생체고분자를 제조하고 방출하는 것으로 알려져 있습니다. 식물 관련 박테리아에서 EPS 분비물은 (i) 생물막을 형성하여 식물 시스템 내에서 상호 작용/부착, 이동 및 공동 위치화를 향상시킵니다. (ii) 토양과 숙주 뿌리의 수분 보유 능력, (iii) 병원체로부터 숙주를 보호하고, 기저/영양소 신호를 전달하고, 환경 신호에 대한 식물 순응 등 많은 이점을 얻을 수 있습니다.21 ,23. 많은 박테리아 EPS 분비물은 시장 가치가 증가하면서 다양한 상업용 식품, 농업, 생물 의학 및 화장품 응용 분야로 번역되었습니다.