Влияние Bacillus subtilis на рост растений, состояние почвы и окружающую среду: доктор Джекилл и мистер Хайд

Растущая зависимость сельского хозяйства от химических удобрений создает угрозу плодородию почвы и стабильности экосистем. Ризобактерии, стимулирующие рост растений, занимают ведущие позиции в устойчивом сельском хозяйстве, обеспечивая многочисленные преимущества для повышения урожайности и улучшения состояния почвы. Bacillus subtilis — распространенная почвенная ризобактерия, стимулирующая рост растений и играющая ключевую роль в повышении устойчивости растений к биотическим и абиотическим стрессам за счет индуцированной системной устойчивости, образования биопленок и продукции липопептидов. В рамках технологий биоремедиации бактерии рода Bacillus способны очищать почву, загрязненную металлами. При внесении в контролируемой концентрации они действуют как эффективный денитрифицирующий агент в агроэкосистемах и одновременно улучшают секвестрацию углерода. Несмотря на наличие нескольких генов устойчивости к антибиотикам, Bacillus subtilis может снижать горизонтальный перенос этих генов при компостировании навоза, изменяя генетический состав уже существующей микробиоты. В некоторых случаях бактерия воздействует на полезные микроорганизмы ризосферы. Внешнее внесение B. subtilis оказывает как положительное, так и отрицательное влияние на эндофитное и полусинтетическое микробное сообщество. В регулировании всех этих процессов ключевую роль играют текстура, тип и pH почвы, а также концентрация бактерий. Для уменьшения негативного влияния на микробное разнообразие почвы можно использовать почвенные добавки и микробные консорциумы Bacillus, полученные методами микробной инженерии. Сложные взаимодействия растений и микроорганизмов можно расшифровать с помощью транскриптомики, протеомики, метаболомики и эпигеномики, что принесет пользу как продуктивности сельскохозяйственных культур, так и состоянию почвенной микробиоты. Bacillus subtilis обладает большим числом положительных свойств, сходных с чертами доктора Джекилла, но оказывает и ряд отрицательных эффектов на рост растений, состояние почвы и окружающую среду, напоминая мистера Хайда.