Bacillus subtilis — ризобактерия, стимулирующая рост растений и влияющая на биотический стресс

Растения сталкиваются с множеством биотических факторов, включая вирусы, бактерии, нематод, сорняки и паукообразных. Эти организмы нарушают нормальный обмен веществ у растений-хозяев, вызывая биотический стресс, ограничивая рост растений и иногда приводя к их гибели. Однако некоторые биотические факторы взаимодействуют с растениями-хозяевами симбиотически или синергично. Часть микроорганизмов приносит растениям пользу и выполняет функции, сходные с функциями химических удобрений и пестицидов, действуя как биоудобрения и/или биопестициды. Ризобактерии, стимулирующие рост растений (PGPR), могут значительно усиливать рост растений и представляют собой взаимовыгодную форму взаимодействия растений и микроорганизмов. Виды рода Bacillus относятся к основным ризобактериям, способным образовывать споры, которые длительно сохраняются в почве в неблагоприятных условиях. PGPR усиливают рост растений за счёт индукции системной устойчивости, антибиоза и конкурентного вытеснения. Поэтому микроорганизмы можно применять для индукции системной устойчивости растений к биотическим факторам и повышения устойчивости к стрессу окружающей среды. Bacillus subtilis подавляет заболевания, вызываемые патогенами, посредством прямых и косвенных механизмов биологического контроля. Прямой механизм включает синтез многочисленных вторичных метаболитов, гормонов, ферментов, разрушающих клеточную стенку, и антиоксидантов, которые помогают растению защищаться от патогенов. Косвенный механизм связан со стимуляцией роста растений и индукцией системной приобретённой устойчивости. Bacillus subtilis также способен растворять фосфор в почве, усиливать фиксацию азота и вырабатывать сидерофоры, способствующие его росту и подавляющие рост патогенов. Он повышает устойчивость растений-хозяев к стрессу, индуцируя экспрессию генов стрессового ответа, фитогормонов и метаболитов, связанных со стрессом. В настоящем обзоре рассматриваются активность Bacillus subtilis в ризосфере, его роль колонизатора корней, биоконтрольный потенциал, механизмы биологического контроля и способность повышать продуктивность сельскохозяйственных культур в условиях биотического и абиотического стресса.