Бактерии, стимулирующие рост растений

Микроорганизмы в процессе жизнедеятельности вырабатывают разнообразные соединения, оказывающие большое влияние на жизненно важные процессы живых организмов – растений, животных и других микроорганизмов.

Микробные метаболиты (вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов) вызывают значительные изменения в живом организме, влияют на рост и развитие, изменяют обмен веществ или отдельные физиологические функции организма.

Органические вещества разнообразной химической природы, обладающие активностью в очень малых концентрациях (0,001-0,0001 мкг/мл) и большой специфичностью действия, называют физиологически активными соединениями. Часть из них является регулятором роста растений: ауксины, кинетины, гиббереллины.

К физиологически активным веществам относят также ферменты, витамины, аминокислоты, антибиотики, пуриновые и пиримидиновые основания, гормоны, токсины и др.

Мир микроорганизмов – богатейший источник разнообразных физиологически активных веществ.

Гиббереллины и гиббереллиноподобные вещества. Бактерии наряду с другими группами организмов обладают способностью стимулировать рост растений, оказывать влияние на их развитие. Это действие вызывается особыми веществами – стимуляторами, которые продуцируют микроорганизмы. Из них наиболее известны гиббереллины. Впервые гиббереллины были выделены японскими учеными из гриба Gibberella, но затем были обнаружены и в некоторых бактериях.

Эти соединения очень сложного химического строения. Все гиббереллины похожи по своему строению, имея один и тот же остов – «скелет», но даже небольшие отличия в структуре молекулы приводят к существенным различиям в физиологических свойствах. Наибольшей физиологической активностью обладает гиббереллин А₃ – гибберелловая кислота.

Ввиду чрезвычайной сложности строения молекулы химический синтез их представляет большие трудности.

Гиббереллины, найденные в культурах микроорганизмов, проявляют необычайно высокую и разностороннюю физиологическую активность в отношении высших растений. В определенных условиях некоторые растения заметно ускоряют рост при концентрации гиббереллина 0,0001 мг, т. е. одной десятимиллиардной части грамма! Гиббереллин резко стимулирует рост растений, ликвидирует карликовость, прерывает период покоя почек, семян и клубней, вызывает образование бессемянных плодов и влияет на целый ряд других процессов.

Гиббереллин стимулирует вегетативный рост.

Исключительно интересным является специфическое действие гиббереллина на растения-двулетники. Эти растения в первый год роста образуют розетку листьев и корнеплоды, а после перезимовки на второй год плодоносят. Но если их обработать раствором гиббереллина, то в первый же год двулетники зацветают и плодоносят.

Стимуляция цветения – еще одно свойство гиббереллина.

Гиббереллин используют в декоративном цветоводстве – после опрыскивания соцветий раствором этого вещества увеличивается число цветоносцев и цветков.

Исключительно эффективно действие гиббереллина на виноград, особенно на бессемянные сорта. Гиббереллин оказывает стимулирующее влияние на такую важную техническую культуру, как конопля, а также на рост чая и табака.

Помимо гиббереллинов, микроорганизмы в процессе жизнедеятельности образуют вещества иной химической природы, обладающие значительным стимулирующим действием на растения. Поэтому их часто называют гиббереллиноподобными веществами. Такие вещества, ускоряющие рост и развитие растений, были выделены из бактерий, актиномицетов и других групп микроорганизмов.

Ауксины. Среди стимуляторов давно известны и хорошо изучены ауксины, которые вызывают растяжение и ускоряют рост клеток. Они производятся и синтетическим путем.

Особенно заметное стимулирующее действие ауксины оказывают на рост корней. Важнейшим среди них является гетероауксин - β-индолилуксусная кислота (ИУК), ИМК,НУК, ИПВК, 2,4-Д.

ИУК применяется в сельском хозяйстве для ускорения образования корней у черенков различных растений, например цитрусовых, для укоренения саженцев.