Бактериальная индолил-3-уксусная кислота: ключевой регулятор роста растений, взаимодействия растений и микроорганизмов и адаптивной устойчивости сельского хозяйства

Индолил-3-уксусная кислота (ИУК) — основной фитогормон из группы ауксинов — не только регулирует рост и развитие растений, но и играет важную роль во взаимодействии растений с микроорганизмами. В настоящем обзоре рассмотрена роль ИУК в коммуникации между бактериями и растениями с особым вниманием к её биосинтезу, регуляции и последующему влиянию на растения-хозяева. Бактерии синтезируют ИУК несколькими путями, включая путь через индол-3-ацетамид (IAM), индол-3-пировиноградную кислоту (IPyA) и ряд других путей, механизмы которых ещё полностью не изучены. Бактериальная ИУК влияет на архитектуру корневой системы, поглощение питательных веществ и устойчивость к различным абиотическим стрессам, включая засуху, засоление и токсическое действие тяжёлых металлов, повышая устойчивость растений и открывая перспективные возможности для развития устойчивого сельского хозяйства. Синтез бактериальной ИУК регулируется сложными генными сетями, реагирующими на сигналы окружающей среды, и влияет на гормональный баланс растений и симбиотические взаимодействия. Патогенные бактерии выработали механизмы управления метаболизмом ИУК у растения-хозяина, что влияет на исход заболевания. Напротив, полезные бактерии используют ИУК для стимуляции роста растений и уменьшения выраженности абиотических стрессов, повышая эффективность использования питательных веществ и снижая зависимость от химических удобрений. Совершенствование аналитических методов, таких как жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией, повысило точность количественного определения бактериальной ИУК и сделало возможными её достоверные измерение и анализ. Дальнейшее изучение молекулярных взаимодействий между бактериями, продуцирующими ИУК, и растениями-хозяевами может способствовать разработке биотехнологических решений с использованием полезных бактерий для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, что необходимо для решения проблем, связанных с изменением климата, и обеспечения глобальной продовольственной безопасности. Внедрение продуцентов бактериальной ИУК в сельскохозяйственную практику способно коренным образом изменить стратегии управления выращиванием культур за счёт стимуляции роста, повышения устойчивости и снижения воздействия на окружающую среду.