Број људи на Земљи сваке године је све већи, а са њим расте и потреба за већом количином хране. У току су бројна истраживања чији је циљ проналажење одрживог начина суплементације земљишта који ће постати алтернатива досадашњим хемијским средствима који се користе у пољопривреди како би се побољшао принос.
Проучавајући земљиште, научници су открили да се у њему налазе микроорганизми, као што су гљиве, протозое, алге, али да су најбројније бактерије. Бројност бактерија и диверзитет (врсте које су заступљене), зависе од услова који владају у земљишту, а такође је уочено да је њихова концентрација највећа у ризосфери, зони земљишта која окружује корен биљака и налази се под његовим утицајем. Узрок је у томе што се управо у ризосфери налази највише шећера, органских и амино-киселина, као и других малих молекула које корен екскретује, а значајни су за бактерије.
Посматрајући из угла биљака, бактерије могу бити штетне, корисне или неутралне за њихов раст. Такође, постоје и случајеви где је овај ефекат променљив и зависи од услова који владају у земљишту. Бактерије које промовишу раст биљака (енг. Plant Growth-Promoting Bacteria – PGPB) и имају позитиван утицај на њихов раст, могу бити слободноживеће, у симбиози са биљком, ендофите (колонизују унутрашња ткива биљака) или цијанобактерије.
Механизми којима поменуте бактерије промовишу раст биљака могу бити директни или индиректни.
Директни начини деловања
Делујући директно, PGPB олакшавају биљкама да прибаве нутријенте неопходне за раст. Азотофиксирајуће бактерије, у процесу биолошке фиксације азота, преводе атмосферски азот (N2) у форму амонијум јона (NH4+) који биљке могу да усвоје и корсите. Фосфат-солубилизујуће бактерије својим метаболизмом нерастворљиви фосфор (апатит, хидроксиапатит, оксиапатит, иноситол фосфати, фосфомоноестри, фосфодиестри, фосфотриестри) преводе у растворљиви и тиме га чине доступним за биљке. Такође, PGPB продукују сидерофоре, мале молекуле који са гвожђем формирају комплексе, а касније то гвожђе предају биљци којој је неопходан. Када говоримо о директним механизмима деловања промовишућих бактерија на раст биљака, неопходно је поменути и да ове бактерије могу да луче и подешавају ниво биљних хормона. С обзиром на то да се биљка често током живота суочава са бројним стресорима који ометају њен раст, модулацијом нивоа хормона биљка тежи да се прилагоди новонасталим условима и настави свој раст, у чему јој неретко помажу PGPB. Цитокинини, гиберелини, индол-сирћетна киселина и етилен, само су неки од фитохормона чији ниво могу регулисати бактерије које промовишу раст биљака.
Осим директно, PGPB на биљку могу деловати и индиректно на више начина. Компетицијом, ове бактерије заузимају еколошку нишу и користе велику количину нутријената, што те нутријенте чини недоступним за патогене бактерије. Осим тога, PGPB продукују различите антибиотике и друге метаболите који уништавају патогене бактерије или спречавају њихов раст. Такође, промовишуће бактерије доводе до индуковане системске резистенције (ИСР), интензивног и неспецифичног одговора биљке на потенцијално патогене организме.
Хемијска средства која се устаљено користе у пољопривреди, услед неправилне и неодговорне употребе, могу довести до низа проблема по здравље људи и животиња, а пољопривреду чине једним од водећих загађивача. Иако микробиолози и биотехнолози још увек вредно истражују, на пољима се већ употребљавају препарати које садрже различите врсте бактерија које промовишу раст биљака, а резултати, који се огледају у приносу и заштити биљака, су и више него задовољавајући. Надамо се да ће овај алтернативни начин успети да умањи употребу хемијских средства, што ће нам омогућити здравију исхрану и значајно смањење загађења воде и земљишта.
Извор: Glick, B. R. (2012). Plant growth-promoting bacteria: mechanisms and applications. Scientifica, 2012.
