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Bacillus toyonensis COPE52は脂質・脂肪酸組成を修飾し、抗真菌活性を発揮し、塩分条件下でのトマト植物の生育を促進する
Bacillus toyonensis COPE52 Modifies Lipid and Fatty Acid Composition, Exhibits Antifungal Activity, and Stimulates Growth of Tomato Plants Under Saline Conditions.
PMID: 32504325 DOI: 10.1007/s00284-020-02069-1.
抄録
塩分は、農業用土壌の生産性を制限する最も重要な要因の一つです。ある種の植物成長促進細菌（PGPB）は、塩ストレス下でも作物の成長を刺激する能力を持っている。本研究では、PGPBであるBacillus toyonensis COPE52株のトマト植物の生育を改善する可能性と、塩ストレス下での膜脂質および脂肪酸組成の改変能力を分析した。したがって、株COPE52は、分枝鎖脂肪酸の相対量（15:0iおよび16:1∆9）および未知の膜脂質の蓄積を増加させ、一方、ホスファチジルエタノールアミン（PE）レベルは、100および200mM NaClでの成長中に減少した。重要なことに、B. toyonensis COPE52のインドール-3-酢酸(IAA)、プロテアーゼ活性、バイオフィルム形成、Botrytis cinereaに対する抗真菌活性などの直接的および間接的な植物成長促進(PGP)機構は、NaClの存在下では、塩を含まない対照と比較して、in vitroで変化しなかった。温室実験では、トマト植物（Lycopersicon esculentum 'Saladette'）は、B. toyonensis COPE52を0および100mMのNaClで接種した場合、シュートと根の長さ、高い乾燥バイオマス、およびクロロフィル含量の増加を示した。まとめると、これらの結果は、Bacillus toyonensis COPE52が、塩水土壌条件下でPGP形質を維持するための潜在的な保護機構として、細胞膜脂質成分を修飾することができることを示している。
Salinity is one of the most important factors that limit the productivity of agricultural soils. Certain plant growth-promoting bacteria (PGPB) have the ability to stimulate the growth of crop plants even under salt stress. In the present study, we analysed the potential of PGPB Bacillus toyonensis COPE52 to improve the growth of tomato plants and its capacity to modify its membrane lipid and fatty acid composition under salt stress. Thus, strain COPE52 increased the relative amount of branched chain fatty acids (15:0i and 16:1∆9) and accumulation of an unknown membrane lipid, while phosphatidylethanolamine (PE) levels decreased during growth with 100 and 200 mM NaCl. Importantly, direct and indirect plant growth-promoting (PGP) mechanisms of B. toyonensis COPE52, such as indole-3-acetic acid (IAA), protease activity, biofilm formation, and antifungal activity against Botrytis cinerea, remained unchanged in the presence of NaCl in vitro, compared to controls without salt. In a greenhouse experiment, tomato plants (Lycopersicon esculentum 'Saladette') showed increased shoot and root length, higher dry biomass, and chlorophyll content when inoculated with B. toyonensis COPE52 at 0 and 100 mM NaCl. In summary, these results indicate that Bacillus toyonensis COPE52 can modify cell membrane lipid components as a potential protecting mechanism to maintain PGP traits under saline-soil conditions.