Аспекты совместного культивирования Bacillus amyloliquefaciens и Bacillus aryabhattai для интенсификации синтеза ростостимулирующих веществ

Изучены ростостимулирующие свойства штаммов Bacillus amyloliquefaciens B-11265 и Bacillus aryabhattai В-13192, а также дана оценка возможности их совместного культивирования для интенсификации активности. Установлено, что исследуемые штаммы способны синтезировать индолил-3-уксусную и гиббереллиновую кислоты, сидерофоры: B. amyloliquefaciens B-11265 в количестве 5,23 мкг/мл, 1,05 мг/мл, 46,15%; B. aryabhattai В-13192 – 3,07 мкг/мл, 0,84 мг/мл, 35,50% соответственно. Результаты исследования показали, что штаммы являются биосовместимыми и не ингибируют развитие друг друга, что позволяет включить их в состав одного консорциума. Совместное культивирование штаммов показало, что соотношение микроорганизмов в питательном субстрате оказывает значительное влияние на выход целевых веществ. При соотношении B. amyloliquefacien и B. aryabhattai 1 : 1 отмечено угнетение синтеза индолил-3-уксусной кислоты, соотношения 2 : 3 и 3 : 2 приводили к снижению продуцирования гиббереллиновой кислоты. Установлено, что оптимальным соотношением, позволяющим добиться повышения выхода целевых веществ по сравнению со средними значениями, характерными для отдельных штаммов, являлось три (B. amyloliquefacien) к одному (B. aryabhattai). В данном варианте синтез ростостимулирующих веществ консорциумом составил: индолил-3-уксусная кислота – 5,31 мкг/мл, гиббереллиновая кислота – 1,23 мг/мл, сидерофоры – 51,27%. Полученные результаты свидетельствуют о высоком потенциале сконструированного консорциума для применения в сельском хозяйстве. Однако для разработки ростостимулирующего препарата на его основе необходимо провести ряд дополнительных исследований, направленных на изучение влияния штамма на сельскохозяйственные культуры в условиях лабораторных и полевых экспериментов.

1. Kumawat K.C., Razdan N., Saharan K. Rhizospheric microbiome: Biobased perspectives // Microbiological Research. 2022. Vol. 254. Р. 126901. DOI: 10.1016/j.micres.2021.126901.

2. Asyakina L.K., Serazetdinova Yu.R., Frolova A.S., Fotina N.V., Neverova O.A., Petrov A.N. Antagonistic activity of extremophilic bacteria against phytopathogens in agricultural crops // Food Processing: Techniques and Technology. 2023. Vol. 53. N 3. P. 565–575. DOI: 10.21603/2074-9414-2023-3-2457.

3. Delaux P.M., Schornack S. Plant evolution driven by interactions with symbiotic and pathogenic microbes // Science. 2021. Vol. 371. N 6531. Р. eaba6605. DOI: 10.1126/science.aba6605.

4. Maksimov I.V., Sorokan A.V., Burkhanova G.F., Veselova S.V., Alekseev V.Y., Shein M.Y., Avalbaev A.M., Dhaware P.D., Mehetre G.T., Singh B.P., Khairullin R.M. Mechanisms of Plant Tolerance to RNA Viruses Induced by Plant-Growth-Promoting Microorganisms // Plants. 2019. Vol. 8. P. 575. DOI: 10.3390/plants8120575.

5. Santoyo G., Guzmán-Guzmán P., Parra-Cota F.I., Santos-Villalobos S.d.l., Orozco-Mosqueda M.d.C., Glick B.R. Plant Growth Stimulation by Microbial Consortia // Agronomy. 2021. Vol. 11. P. 219. DOI: 10.3390/agronomy11020219.

6. Faskhutdinova E.R., Fotina N.V., Neverova O.A., Golubtsova Y.V., Mudgal G., Asyakina L.K. Assessment of the ability of extremophilic microorganisms to stimulate the growth and development of agricultural seeds // Foods and Raw Materials. 2024. Vol. 12. N 2. P. 348–360. DOI: 10.21603/2308-4057-2024-2-613.

7. Khan S.T. Consortia-based microbial inoculants for sustaining agricultural activities // Applied Soil Ecology. 2022. Vol. 176. P. 104503. DOI: 10.1016/j.apsoil.2022.104503.

8. Sarmiento-López L.G., López-Meyer M., Maldonado-Mendoza I.E., Quiroz-Figueroa F.R., Sepúlveda-Jiménez G., Rodríguez-Monroy M. Production of indole-3-acetic acid by Bacillus circulans E9 inalow-costmediumina bioreactor // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2022. Vol. 1. N 134. P. 21–28. DOI: 10.1016/j.jbiosc.2022.03.007.

9. Асякина Л.К., Mudgal G., Тихонов С.Л., Ларичев Т.А., Фотина Н.В., Просеков А.Ю. Исследование потенциала естественной микробиоты яровой мягкой пшеницы в повышении урожайности // Достижения науки и техники АПК. 2023. Т. 37. № 11. С. 12–17. DOI: 10.53859/02352451_2023_37_11_12.

10. Kaur J., Mudgal G., Chand K., Singh G.B., Perveen K., Bukhari N.A., Debnath S., Mohan T.C., Charukesi R., Singh G. An exopolysaccharide-producing novel Agrobacterium pusense strain JAS1 isolated from snake plant enhances plant growth and soil water retention // Scientific Reports. 2022. Vol. 12. N 1. P. 21330. DOI: 10.1038/s41598-022-25225-y.

11. Zhou H., She M., Li Z., Gao L., Gao J., Cai D., Yang Z., Chen S., Ma X. Metabolic pathways of ysnE involved in indole-3-acetic acid synthesis in Bacillus amyloliquefaciens HZ-12 // Acta Microbiologica Sinica. 2023. Vol. 63. N 2. P. 845–854. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220500.

12. Dimopoulou A., Theologidis I., Benaki D., Koukounia M., Zervakou A., Tzima A., Diallinas G., Hatzinikolaou D.G., Skandalis N. Direct Antibiotic Activity of Bacillibactin Broadens the Biocontrol Range of Bacillus amyloliquefaciens MBI600 // mSphere. 2021. Vol. 6. N 4. P. e0037621. DOI: 10.1128/mSphere.00376-21.

13. Liu J.-s., Xie X.-c., Luo Y.-l., Deng B.-w., Bai Q.-y., Yan M.-c., Bai X. Isolation, Identification, and Biological Characteristics of a Cadmium-Resistant Endophytic Bacteria Bacillus aryabhattai // Biotechnology Bulletin. 2019. Vol. 35. N 2. P. 64–72. DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2018-0803.