Бактериальные экзополисахариды: представление об их роли в повышении устойчивости растений к абиотическому стрессу

Различные абиотические стрессоры, такие как засуха, засоление, температура и тяжёлые металлы, являются основными факторами окружающей среды, которые влияют на сельскохозяйственную продуктивность и урожайность во всём мире. Непрерывные изменения климатических условий оказывают селективное давление на микробную экосистему, стимулируя продукцию экзополисахаридов. Помимо агрегирования почвы, продукция экзополисахаридов (EPS) также способствует повышению водопроницаемости, поглощения питательных веществ корнями, стабильности почвы, её плодородия, биомассы растений, содержания хлорофилла, длины корней и побегов, а также площади листовой поверхности, помогая при этом поддерживать метаболическую и физиологическую активность в условиях засухи. Микроорганизмы, продуцирующие EPS, могут повышать солеустойчивость растений, связывая ионы натрия в почве и препятствуя их поступлению в стебель, тем самым снижая всасывание натрия из почвы и усиливая поглощение корнями питательных веществ. Образование биоплёнки в засолённых почвах повышает жизнеспособность клеток, улучшает плодородие почвы и способствует росту и развитию растений. Третьим фактором абиотического стресса является присутствие тяжёлых металлов в почве вследствие ненадлежащего удаления промышленных отходов, что токсично для растений. Продукция EPS почвенными бактериями может приводить к биоминерализации ионов металлов, тем самым повышая устойчивость растений к стрессу, связанному с тяжёлыми металлами. Наконец, высокие температуры также могут снижать сельскохозяйственную продуктивность за счёт уменьшения метаболизма растений, роста проростков и прорастания семян. В настоящем обзоре обсуждается роль бактерий, стимулирующих рост растений и продуцирующих экзополисахариды, в модуляции роста и развития растений и в ослаблении экстремальных абиотических стрессовых воздействий. Авторы обзора предлагают изучать потенциал EPS-продуцирующих бактерий для разработки стратегий управления множественными абиотическими стрессами.