Роль эндофитных бактерий в лекарственных растениях: новые горизонты в антимикробной терапии и устойчивом сельском хозяйстве

Роль эндофитных бактерий в лекарственных растениях: новые горизонты в антимикробной терапии и устойчивом сельском хозяйстве

Автор: Жаксылыккызы Д., Айдарбек А., Улан-батырова Л.

Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j

Рубрика: Основной раздел

Статья в выпуске: 5 (107), 2024 года.

Бесплатный доступ

В данной статье приводится обзор материала по оценке антимикробного потенциала эндофитных бактерий, обитающих в лекарственных растениях, и их значение для медицины и сельского хозяйства. Эндофитные бактерии, живущие в симбиозе с растениями, синтезируют биоактивные метаболиты, которые могут защищать растения-хозяева от патогенов и способствовать их росту. Такое взаимодействие не только повышает резистентность растений к различным стрессам, но и предлагает новые молекулярные соединения для борьбы с микробами, включая штаммы, устойчивые к лекарствам. С учетом роста проблемы антибиотикорезистентности, исследования эндофитных бактерий открывают перспективные направления для разработки новых антибиотиков и устойчивых сельскохозяйственных практик, уменьшая зависимость от синтетических пестицидов и удобрений. Эта статья призвана стимулировать дальнейшие междисциплинарные исследования в области биопроспектирования для использования эндофитов в качестве новых источников противомикробных средств.

Еще

Эндофитные бактерии, симбиоз, антимикробная терапия, проблемы антибиотикорезистентности, новые соединения

Короткий адрес: https://sciup.org/140306046

IDR: 140306046

Список литературы Роль эндофитных бактерий в лекарственных растениях: новые горизонты в антимикробной терапии и устойчивом сельском хозяйстве

  • Compant, S., Clément, C., & Sessitsch, A. Plant growth-promoting bacteria in the rhizo- and endosphere of plants: Their role, colonization, mechanisms involved and prospects for utilization / S. Compant, C. Clément, A. Sessitsch // Soil Biology and Biochemistry. – 2010. – V. 42(5). – P. 669-678.
  • Brader, G., Compant, S., Mitter, B., Trognitz, F., & Sessitsch, A. Metabolic potential of endophytic bacteria / G. Brader, S. Compant, B. Mitter, F. Trognitz, A. Sessitsch // Current Opinion in Biotechnology. – 2014. – V. 27. – P. 30–37. DOI: 10.1016/j.copbio.2013.09.012.
  • Gunatilaka, A. A. L. Natural products from plant-associated microorganisms: distribution, structural diversity, bioactivity, and implications of their occurrence / A. A. L. Gunatilaka // Journal of Natural Products. – 2006. – V. 69. – P. 509-526.
  • Gou, B., Dai, J., Ng, S., Huang, Y., Ong, L. W., & Carte, B. K. Cytonic acids A and B: novel tripeptide inhibitors of HCMV protease from the endophytic fungus Cytonaema species / B. Gou, J. Dai, S. Ng, Y. Huang, L. W. Ong, B. K. Carte // Journal of Natural Products. – 2000. – V. 63. – P. 602-604.
  • Strobel, G., & Daisy, B. Bioprospecting for microbial endophytes and their natural products / G. Strobel, B. Daisy // Microbiology and Molecular Biology Reviews. – 2003. – V. 67(4). – P. 491-502.
  • Hallmann, J., Quadt-Hallmann, A., Mahaffee, W. F., & Kloepper, J. W. Bacterial endophytes in agricultural crops / J. Hallmann, A. Quadt-Hallmann, W. F. Mahaffee, J. W. Kloepper // Canadian Journal of Microbiology. – 1997. – V. 43(10). – P. 895-914.
  • Hardoim, P. R., van Overbeek, L. S., & van Elsas, J. D. Properties of bacterial endophytes and their proposed role in plant growth / P. R. Hardoim, L. S. van Overbeek, J. D. van Elsas // Trends in Microbiology. – 2008. – V. 16(10). – P. 463-471.
  • Glick, B. R. Plant growth-promoting bacteria: Mechanisms and applications / B. R. Glick // Scientifica. – 2012.
  • Pieterse, C. M. J., Zamioudis, C., Berendsen, R. L., Weller, D. M., Van Wees, S. C. M., & Bakker, P. A. H. M. Induced systemic resistance by beneficial microbes / C. M. J. Pieterse, C. Zamioudis, R. L. Berendsen, D. M. Weller, S. C. M. Van Wees, P. A. H. M. Bakker // Annual Review of Phytopathology. – 2014. – V. 52. – P. 347-375.
  • Li, Y., Kumar, P. S., Tan, Q., Tan, X., Yuan, M., Luo, J., & He, M. Diversity and chemical fingerprinting of endo-metabolomes from endophytes associated with Ampelopsis grossedentata (Hand.-Mazz.) W. T. Wang possessing antibacterial activity against multidrug-resistant bacterial pathogens / Y. Li, P. S. Kumar, Q. Tan, X. Tan, M. Yuan, J. Luo, M. He // Journal of Infection and Public Health. – 2021. – V. 14(12). – P. 1917-1926. DOI: 10.1016/j.jiph.2021.10.009.
  • Siegel, M. R., & Bush, L. P. Phytochemical diversity and redundancy in ecological interaction / M. R. Siegel, L. P. Bush // In J. T. Romeo, J. A. Saunders, & P. Barbosa (Eds.), Recent Advances in Phytochemistry. – 1996. – V. 30. – P. 81-119. New York: Plenum Press.
  • Stone, J. K., Bacon, C. W., & White, J. F. An overview of endophytic microbes: endophytism defined / J. K. Stone, C. W. Bacon, J. F. White // In C. W. Bacon & J. F. White (Eds.), Microbial Endophytes. – 2000. – New York: Marcel Dekker Inc. – P. 3030.
  • Taylor, T. N., & Taylor, E. L. The Rhynie chert ecosystem: A model for understanding fungal interactions / T. N. Taylor, E. L. Taylor // In C. W. Bacon & J. F. White (Eds.), Microbial Endophytes. – 2000. – New York: Marcel Dekker Inc. – P. 31–48.
  • Strobel, G. A. Endophytes as sources of bioactive products / G. A. Strobel // Microbes and Infection. – 2003. – V. 5. – P. 535–544.
  • Clay, K., & Schardl, C. L. Evolutionary origins and ecological consequences of endophyte symbiosis with grasses / K. Clay, C. L. Schardl // The American Naturalist. – 2002. – V. 160(Suppl 4). – P. S99-S127.
  • Zhao, K., Penttinen, P., Zhang, X., Ao, X., Liu, M., Yu, X., & Chen, Q. Maize rhizosphere in Sichuan, China, hosts plant growth-promoting Burkholderia cepacia with phosphate solubilizing and antifungal abilities / K. Zhao, P. Penttinen, X. Zhang, X. Ao, M. Liu, X. Yu, Q. Chen // Microbiological Research. – 2011. – V. 166(6). – P. 448-461.
  • Rojas-Solís, D., Zetter-Salmón, E., Contreras-Pérez, M., Rocha-Granados, M. del C., Macías-Rodríguez, L., & Santoyo, G. Pseudomonas stutzeri E25 and Stenotrophomonas maltophilia CR71 endophytes produce antifungal volatile organic compounds and exhibit additive plant growth-promoting effects / D. Rojas-Solís, E. Zetter-Salmón, M. Contreras-Pérez, M. del C. Rocha-Granados, L. Macías-Rodríguez, G. Santoyo // Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. – 2018. – V. 13. – P. 46–52. DOI: 10.1016/j.bcab.2017.11.007.
  • Chen, P., Yu, K., & He, Y. The dynamics and transmission of antibiotic resistance associated with plant microbiomes / P. Chen, K. Yu, Y. He // Environment International. – 2023. – V. 176. – P. 107986.
  • Alfonsus, A., Miller, K. I., & Neilan, B. A. Exploring the potential of endophytes from medicinal plants as sources of antimycobacterial compounds / A. Alfonsus, K. I. Miller, B. A. Neilan // Microbiological Research. – 2014. – V. 169(7-8). – P. 483–495. DOI: 10.1016/j.micres.2013.12.009.
  • Egamberdieva, D., Wirth, S., Behrendt, U., Ahmad, P., & Berg, G. Antimicrobial activity of medicinal plants correlates with the proportion of antagonistic endophytes / D. Egamberdieva, S. Wirth, U. Behrendt, P. Ahmad, G. Berg // Frontiers in Microbiology. – 2017. – V. 8. – P. 199. DOI: 10.3389/fmicb.2017.00199.
  • Pasrija, P., Girdhar, M., Kumar, M., Arora, S., & Katyal, A. Endophytes: An unexplored treasure to combat multidrug resistance / P. Pasrija, M. Girdhar, M. Kumar, S. Arora, A. Katyal // Phytomedicine Plus. – 2022. – V. 2(2022). – P. 100249. https://doi.org/10.1016/j.phyplu.2022.100249.
  • Yu, H., Zhang, L., Li, L., Zheng, C., Guo, L., Li, W., Sun, P., & Qin, L. Recent Developments and Future Prospects of Antimicrobial Metabolites Produced by Endophytes / H. Yu, L. Zhang, L. Li, C. Zheng, L. Guo, W. Li, P. Sun, L. Qin // Microbiological Research. – 2010. – V. 165(7-8). – P. 437- 449.
  • Kaur, P., Kumar, V., Singh, R., Dwivedi, P., Dey, A., & Pandey, D. K. Biotechnological strategies for the production of camptothecin from fungal and bacterial endophytes / P. Kaur, V. Kumar, R. Singh, P. Dwivedi, A. Dey, D. K. Pandey // South African Journal of Botany. – 2020. – V. 134. – P. 135-145. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2020.07.001.
  • Sharma, M., & Mallubhotla, S. Diversity Antimicrobial Activity and Antibiotic Susceptibility Pattern of Endophytic Bacteria Sourced From Cordia dichotoma L. / M. Sharma, S. Mallubhotla // Frontiers in Microbiology. – 2022. – V. 13. – P. 879386. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.879386.
  • Mohamad, O. A. A., Li, L., Ma, J.-B., Hatab, S., Xu, L., Guo, J.-W., Rasulov, B. A., Liu, Y.-H., Hedlund, B. P., & Li, W.-J. Evaluation of the Antimicrobial Activity of Endophytic Bacterial Populations From Chinese Traditional Medicinal Plant Licorice and Characterization of the Bioactive Secondary Metabolites Produced by Bacillus atrophaeus Against Verticillium dahliae / O. A. A. Mohamad, L. Li, J.-B. Ma, S. Hatab, L. Xu, J.-W. Guo, B. A. Rasulov, Y.-H. Liu, B. P. Hedlund, W.-J. Li // Frontiers in Microbiology. – 2018. – V. 9. – P. 924. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00924.
  • Ogbe, A. A., Finnie, J. F., & Van Staden, J. The role of endophytes in secondary metabolites accumulation in medicinal plants under abiotic stress / A. A. Ogbe, J. F. Finnie, J. Van Staden // South African Journal of Botany. – 2020. – V. 134. – P. 126–134. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2020.06.023.
  • Orozco-Mosqueda, Ma. del Carmen, & Santoyo, G. Plant-microbial endophytes interactions: Scrutinizing their beneficial mechanisms from genomic explorations / Ma. del Carmen Orozco-Mosqueda, G. Santoyo // Current Plant Biology. – 2021. – V. 25. – P. 100189. https://doi.org/10.1016/j.cpb.2020.100189.
  • Tiwari, P., Kang, S., & Bae, H. Plant-endophyte associations: Rich yet under-explored sources of novel bioactive molecules and applications / P. Tiwari, S. Kang, H. Bae // Microbiological Research. – 2023. – V. 266. – P. 127241. https://doi.org/10.1016/j.micres.2022.127241.
  • Yadav, G., & Meena, M. Bioprospecting of endophytes in medicinal plants of Thar Desert: An attractive resource for biopharmaceuticals / G. Yadav, M. Meena // Biotechnology Reports. – 2021. – V. 30. – P. e00629. https://doi.org/10.1016/j.btre.2021.e00629.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp