Современные представления и перспективы рода Paenibacillus: обзор

Род Paenibacillus, представители которого выделены из самых разных источников, включает виды бактерий, имеющие значение для человека, животных, растений и окружающей среды. Многие виды Paenibacillus способны непосредственно стимулировать рост сельскохозяйственных культур за счёт биологической фиксации азота, солюбилизации фосфатов, продукции фитогормона индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) и выделения сидерофоров, обеспечивающих усвоение железа. Они также могут защищать растения от насекомых-фитофагов и фитопатогенов, включая бактерии, грибы, нематод и вирусы. Это достигается благодаря продукции различных антимикробных веществ и инсектицидов, а также индукции гиперчувствительной защитной реакции растения, известной как индуцированная системная устойчивость. Антимикробные вещества, продуцируемые Paenibacillus, применяются и в медицине; к ним относятся полимиксины и фузарицидины — нерибосомные липопептиды, впервые выделенные из штаммов Paenibacillus polymyxa. К другим полезным соединениям относятся экзополисахариды и ферменты, включая амилазы, целлюлазы, гемицеллюлазы, липазы, пектиназы, оксигеназы, дегидрогеназы, ферменты модификации лигнина и мутаразы. Они могут найти применение в производстве моющих средств, пищевых продуктов и кормов, текстиля, бумаги и биотоплива, а также в здравоохранении. Вместе с тем Paenibacillus larvae является возбудителем американского гнильца — смертельного заболевания медоносных пчёл, тогда как ряд видов вызывает оппортунистические инфекции у человека, а другие приводят к порче пастеризованных молочных продуктов. В этом широком обзоре обобщены основные положительные и отрицательные эффекты Paenibacillus: реализованные и потенциальные возможности применения в сельском хозяйстве, медицине, промышленном производстве и биоремедиации, а также последствия патогенности и порчи пищевых продуктов. В дополнительных файлах 1, 2 и 3 приведены подробные сведения об основных известных видах Paenibacillus, включая места их выделения, проекты секвенирования геномов, патенты, а также имеющие промышленное значение соединения и ферменты. Со временем Paenibacillus будет играть всё более важную роль в устойчивом сельском хозяйстве и промышленной биотехнологии.