Rokgjörn lífræn efnasambönd örvera: valkostur fyrir efnaáburð í sjálfbærri þróun í landbúnaði

 Ágrip:

Örverur eru einstakar við að framleiða nokkur rokgjörn efni sem kallast rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC). mVOC-efnin gera örverunni kleift að hafa samskipti við aðrar lífverur með bæði milli- og innanfrumuboðaleiðum. Nýleg rannsókn hefur leitt í ljós að mVOC eru efnafræðilega mjög fjölbreytt og gegna mikilvægu hlutverki í samskiptum plantna og samskiptum örvera. MVOC-efnin geta einnig breytt lífeðlisfræðilegum og hormónaleiðum plöntunnar til að auka vöxt og framleiðslu plantna. Ennfremur hafa mVOCs verið staðfest til að draga úr streitu á áhrifaríkan hátt og virka einnig sem framkalla ónæmi plantna. Þannig virka mVOCs sem áhrifaríkur valkostur við ýmis efnafræðileg áburð og skordýraeitur. Þessi úttekt tekur saman nýlegar niðurstöður um mVOC og hlutverk þeirra í samskiptum milli og innan konungsríkis. Horfur um að bæta frjósemi jarðvegs, matvælaöryggi og öryggi eru staðfestar fyrir mVOC umsókn fyrir sjálfbæran landbúnað.

cistanche ávinningur fyrir karla styrkir ónæmiskerfið

Leitarorð:

fæðuöryggi; framkallað kerfisbundið viðnám; örvera rokgjörn lífræn efnasambönd; frjósemi jarðvegs; sjálfbæran landbúnað

1. Inngangur

Örverur rokgjarnra lífrænna efnasambanda (VOC) eru tegund rokgjarnra lífrænna efnasambanda sem framleidd eru af örverum, sérstaklega bakteríum og sveppum, við umbrot þeirra [1,2]. mVOC-efnin eru tilgreind sem fitusækin efnasambönd með lágt suðumark, lágan mólmassa (að meðaltali 30{{10}} Da) og háan gufuþrýsting (0). 01 kPa) [3,4]. Þessir eiginleikar auðvelda uppgufun og dreifingu mVOCs og hlutverk þeirra í vexti plantna og verndun í gegnum svitahola í jarðvegi og rhizosphere umhverfi. Að auki virka mVOCs sem tilvalin merki / boðberi sameind til að miðla milliverkunum á bæði stuttum og löngum fjarlægðum í örverum og plöntum [1-6]. Ríki mVOCs hefur verið skráð í mVOCs 2.0 og 3.0 gagnagrunninn [7,8]. Byggt á bókmenntakönnun, árið 2014, samanstóð mVOCs 2.0 gagnagrunnurinn af ~1000 rokgjörnum efnum frá 69 sveppum og 349 bakteríum [7], en árið 2018 innihélt mVOCs 3.0 gagnagrunnurinn 1860 einstök mVOCs sem send voru frá 604 bakteríum og [604 bakteríum 8]. Nýlegar rannsóknir hafa einnig verið styrktar út frá mikilvægi þeirra í matvælaframleiðslu, matvælaöryggi og vistvænum, hagkvæmum og sjálfbærum aðferðum til að hjálpa nútíma landbúnaði [1–9]. MVOC-efnin búa yfir breiðvirkri lífvirkni eins og vaxtarhvetjandi plantna [10], ólífræn streituþol [11-13], plöntuvörn [14], viðnám skordýra meindýra [15] o.s.frv. /ofanjarðar eins og bakteríur–plöntur, sveppir–plöntur, bakteríur–bakteríur, sveppir–sveppir, sveppir–bakteríur, bakteríur–prótistar og samskipti milli baktería–svepps–plöntu. Meðal örvera,Bacillus subtiliser enn helsta örveran í framleiðslu og lýsingu mVOCs [16]. Aðrar örverur eru maBacillus amyloliquefaciens[13], Pseudomonas fluorescens[17], Pseudomonas putida[18,19], Pseudomonas donghuensis[20], Streptomyces fimicarius[21], Trichodermasp. [11], o.s.frv. Þannig hafa mVOC-efnin mögulega virkni til að skipta um efnafræðilegan áburð og varnarefni, ekki aðeins við aðstæður á akri heldur einnig við eftiruppskeru og geymsluaðstæður. Þessi endurskoðun mun hjálpa víðtækum þverfaglegum líffræðilegum plönturannsóknum á mVOC til betri sjálfbærrar landbúnaðarþróunar. Lífræna byltingin undanfarin ár hefur valdið aukinni notkun efna aðföngum til að auka sjálfbæran landbúnað. Einnig hefur verið tekið á ófrjósemi jarðvegs og margvíslegum ræktunarmörkum fyrir nauðsynlegar stækkunir. Umhverfismat á áhrifum Grænu byltingarinnar hefur leitt í ljós helstu takmarkanasvið sem sjá fyrir mikilvægi Grænu byltingarinnar 2.0 [22]. Ennfremur hafa þróunarlönd staðið frammi fyrir frumbyggjum í útrýmingarfasa með mikilli uppskeruaðferðum og næringaröryggi [23]. Rannsóknir sem gerðar hafa verið á undanförnum árum sýna að mVOC hafa svæðissérhæfni, jarðvegsaðstæður, örveru-rokgjarnra sérstöðu og margfaldan árangursprófíl sem krefjast vettvangs grænu byltingarinnar 2.0 skilvirkni. Þannig er lögð áhersla á notagildi mVOC og margvíslegur ávinningur þeirra fyrir árangursríka vöxt plantna og umhverfisvæna notkun fyrir sjálfbæran landbúnað.

2. Hvernig mVOC getur haft margvíslegan ávinning í sjálfbærum landbúnaði?

MVOC-efnin geta boðið lífverum hraðar og nákvæmar leiðir til að þekkja nálægar lífverur (bæði vini og óvini) og til að koma af stað sérstökum vaxtarstjórnunareiginleikum plöntu [1-4,24]. Nýlegar umsagnir greindu frá hinum víðtæku vélrænu aðferðum sem knúin eru áfram af mVOC sem kalla fram hina ýmsu vaxtar eiginleika plantna og líffræðilega virkni, þar á meðal sveppaeyðandi, bakteríudrepandi, and-nematode og and-skordýra-skaðvalda virkni, ásamt framkallavirkni sem táknar ónæmi plantna (bæði). jasmónsýra og salisýlsýra) [1–9,24,25]. Ennfremur hefur verið lögð áhersla á rannsóknir á mVOC og sjálfbærri landbúnaðarstjórnun fyrir stýrða losun rokgjarnra efna og skilvirka notkun þeirra með viðeigandi stefnu fyrir plöntunotkun [1-6,24,25]. Þannig hefur verið búist við að mVOC-efnin séu skilvirk stefna til að auka vöxt plantna, afrakstur, vörn og framleiðni með samsettri nálgun fyrir betri sjálfbæran landbúnað með meiri ávinningi (Mynd 1).

Mynd 1. Rökgjörn lífræn efnasambönd örvera og mikilvægi þeirra fyrir sjálfbæra þróun landbúnaðar.

Tilkynnt hefur verið um mVOCs fyrir nokkrar sjálfbærar landbúnaðaraðferðir, umhverfisvæn notkun, eftirlit með jurtahormónum, merkjaboð um efnaskiptaferla og bætt næringarinnihald. Þess vegna staðfestu að draga úr ólífrænni streitu, eflingu plantnavaxtar og endurbætur á eiginleikum í samskiptum plantna og örvera mikilvæga eiginleika notkunar mVOCs [11-13]. Nokkur rokgjörn lífræn efnasambönd eins og asetóín og tengd efnasambönd hafa verið gagnleg við búskap. Ennfremur þurfa miðlarar plantnavaxtar, sjónarhorn á notkun á vettvangi, viðtakamiðlaða genatjáningarsnið, samlífi, umhverfisbreytingum, framkallaeiginleikum og stýrðri losun rokgjarnra efna frekari rannsókna til að nýta mVOC sem valkost fyrir efnafræðilegan áburð í sjálfbærri landbúnaðarþróun. 24,25]. Hins vegar veitir núverandi heildarmat dýpri skilning á mVOC, sem hjálpar plöntulíffræðingum við að ná fram sjálfbærum landbúnaði í búskaparháttum.

3. Hlutverk mVOC í sjálfbærum landbúnaði

Plöntuframleiðsla og fæðuöryggi eru skelfileg vandamál í landbúnaðarheiminum vegna nýrra plöntusýkla og loftslagsbreytinga. Tafarlaus lausn fyrir plöntusjúkdómavarnir og uppskeruframleiðslu má gera grein fyrir með aukinni notkun efnaáburðar og skordýraeiturs. Hins vegar hefur óeðlileg notkun þeirra neikvæð áhrif á heilsu manna og umhverfis. Ýmsar örverur og mismunandi lífeðlisfræðilegar aðferðir þeirra eru nú notaðar sem lífsóunarefni um allan heim fyrir sjálfbæran landbúnað. Nokkrar rannsóknir eru gerðar til að leiða í ljós nýja eiginleika örvera í plöntuframleiðslu og verndun [1–9]. Fyrri rannsóknir benda til þess að losun rokgjarnra lífrænna efnasambanda (VOC) sé einn helsti aðferðin sem örverur stýra vexti og þroska plantna [1-14].

cistanche tubulosa-bæta ónæmiskerfið

3.1. The mVOCs sem plöntuvaxtarhvatar

MVOC-efnin geta breytt lífeðlisfræðilegum og hormónaleiðum plantna til að auka lífmassa plantna og uppskeruframleiðslu með bættum blaða- og róteiginleikum, formfræðilegum breytingum á blómum og aukinni framleiðslu á ávöxtum og fræjum [26-28]. Árið 2003, Ryu o.fl. [29] sýndi að mVOC frá bakteríum, B. subtilis GB03, jók heildarflatarmál blaða í Arabidopsis thaliana. Meðal mVOCs reyndust 2,3-bútandíól og asetóín (3-hýdroxý-2-bútanón) vera duglegar sameindir til að stuðla að vexti plantna, sérstaklega sprotalífmassa [29,30]. Meðal Bacillus sp. framleiddu B. amyloliquefaciens [29,30], B. mojavensis [31] og B. subtilis [29] 2,3-bútaníól, en asetóín var framleitt af B. amyloliquefaciens [30] og B. mojavensis. Önnur rhizobacterium, Serratia odorifera, gaf frá sér fjölbreyttan og flókinn hóp rokgjarnra efna og jók ferska þyngd A. thaliana [32]. Rannsókn Zou o.fl. [33] sýndi einnig að mVOC úr B. megaterium stofni XTBG34 jók ferska þyngd A. thaliana. Ennfremur framleiddi Bacillus sp., einangrað úr rhizosphere jarðvegi Citrus aurantifolia, mVOC efnið 6,10,14-trímetýl 2-pentadekanón, bensaldehýð og 9-oktadekanón, sem stuðlaði að lengd frumrótar , hliðarrótartala og lengd í A. thaliana [34]. Blóm o.fl. [35] skjalfesti einnig að rokgjörn efni sem losuð voru frá Burkholderia pyromania Bcc171 ollu aukinni ferskum skotþyngd A. thaliana. Sum önnur mVOC frá Bacillus sp. eins og tetrahýdrófúran-3-ól, 2-heptanón og 2-etýl-1- hexanól jók plöntuvöxt í A. thaliana og tómötum með því að auka innrænt magn auxíns og strigólaktóna [36 ]. Fincheira o.fl. [37] notaði Lactuca sativa til að rannsaka VOC bakteríur sem vaxtarhvata. Þeir fundu 10 bakteríustofna, sem tilheyra Bacillus, Staphylococcus og Serratia ættkvíslunum, gáfu frá sér asetóíni og jók plöntuvöxtinn með því að fjölga hliðarrótum, rótarvexti, þurrþyngd og skotlengd. Blandan af mVOC efnum framleidd af Sinorhizobium meliloti stuðlaði einnig að marktækri aukningu á styrk Medicago truncatula blaðgrænu, sem er vísbending um næringargildi Fe í plöntum. Að auki olli mVOC einnig aukningu á lífmassa plantna [38]. Önnur rannsókn sýndi getu jarðvegssveppa til að framleiða mVOC sem stuðlaði að vexti og vernd plantna [39]. Ennfremur vöktu mVOC frá P. fluorescens vöxt blaðasvæðis í Mentha piperita [40]. Park o.fl. [41] sýndi að P. fluorescens stofn SS101 stuðlaði að vexti tóbaks með aukinni ferskþyngd í plöntum. Þessar rannsóknir benda eindregið til þess að hægt sé að nota mVOC sem vaxtarhvata og sem val eða viðbót við notkun í garðyrkjutegundum.

Meðal mVOCs af sveppauppruna, í Trichoderma ættkvíslinni, eru nokkrar tegundir þar sem mVOC hefur verið lýst með getu til að stuðla að vexti plantna í A. thaliana. Contreras-Cornejo o.fl. [42] benti til þess að mVOC δ-cadinene framleitt úr Trichoderma virens jók rótargrein, heildarlífmassa og blaðgrænuinnihald, en ísóbútýlalkóhól, ísópentýlalkóhól og 3-metýlbútanal frá Trichoderma viride flýtti fyrir blómgun [43]. Blandan mVOCs framleidd af Trichoderma atroviride jók vöxt A. thaliana, en skilvirkni þeirra var mismunandi eftir aldri svepparæktanna [44]. Að auki, mVOCs mynduð með Alternaria alternata mótuðu nýmyndun sterkju við lýsingu [45] og jók einnig ljóstillífunarhraða og uppsöfnun cýtókínína og sykurs í A. thaliana [46]. Schenkel o.fl. [47] greindi frá því að mVOC, furfural og 5-metýl-2-fúrankarboxaldehýð úr Fusarium tegundum jók frumrótarlengd í A. thaliana. Í annarri rannsókn jók mVOC 1-naftýlftalamic sýran úr Verticillium tegundum auxins lífmyndun í plöntum [48]. Þannig, bæði í plöntum og öðrum lífverum, geta mVOC mótað umbrot, erfðamengi og prótein, sem hefur óþarfa möguleika til að hjálpa sem raunveruleg líförvandi efni og lífverndarefni, jafnvel við aðstæður á opnum vettvangi [1,49].

cistanche tubulosa-bæta ónæmiskerfið

3.2. mVOC-efnin sem lífvarnarefni og plöntuvarnarkerfi

Biocontrol virðist vera áreiðanlegur valkostur við efnafræðilegan áburð vegna vistvæns eðlis og öryggis, sem getur veitt plöntum langtímavernd. Nokkrar rannsóknir benda til þess að mVOC geti hamlað mismunandi tegundum plöntusýkla og séu talin mikilvægur valkostur við skordýraeitur (tafla 1). MVOC-efnin stjórna ekki aðeins plöntusýkingum, heldur auka þau einnig lifunartíðni örvera með því að fjarlægja hugsanlega keppinauta, þ.e. plöntusýkla fyrir næringarefni. Fernando o.fl. [50] sýndi sveppaeyðandi eðli mVOC sem framleitt er af 12 einangruðum Pseudomonas tegundum og hugsanlega notkun þeirra við lífstjórnun á plöntusjúkdómsvaldandi sveppum, Sclerotinia sclerotiorum. Á sama hátt, mVOCs úr tveimur stofnum af endophytic Bacillus sp. minnkaði verulega þyngd og fjölda gróandi, langtíma lifunarmannvirkja (sclerotia) S. sclerotiorum [51]. Kai o.fl. [52] staðfesti að rhizobacterial einangrun P. fluorescens, P. trivialis, Serratia plymuthica, S. odorifera, Stenotrophomonas maltophilia og S. rhizophila framleiddu hóp mVOCs og hamluðu vexti Rhizoctonia solani. B. subtilis gaf frá sér mVOC efni eins og bensaldehýð, nonanal, bensóþíasól og asetófenón, sem virkaði gegn kartöfluhringrotnunarvaldinu, Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus, og minnkaði nýlendustærð þeirra og önnur frávik í frumum [16]. Þar að auki sýndu bæði in vitro og in vivo rannsóknir á mVOC 2-undecanoate, 2-tridecanone og heptadecani B. amyloliquefaciens ekki aðeins lífstjórnunarvirkni (hamlandi hreyfigetu, líffilmumyndun og rótaruppbyggingu) gegn tómatsýkingarefni Ralstonia solanacearum, en einnig aukið oxunarálag [53,54]. Xie o.fl. [55] sannaði að Bacillus mVOCs decýlalkóhól og 3,5,5-trímetýlhexanól hamluðu vexti Xanthomonas oryzae, orsakavaldar bakteríublaðabólgusjúkdóms í hrísgrjónum. mVOCs frá Muscodor crispans hamluðu vexti sítrusbakteríunnar, X. axonopodis pv. Citri, og orsakavaldur svarts Sigatoka sjúkdóms banana, Mycosphaerella fijiensis [56]. Vöxtur sveppafruma í Phytophthora capsici var marktækt hamlað af VOC (3-metýl-1-bútanól, er ovaleraldehýð, ísóvalerínsýra, 2-etýlhexanól og 2-heptanón) úr Bacillus og Acinetobacter [57]. Að auki sýndu mVOC tólúen, etýlbensen, m-xýlen og bensóþíasól frá P. fluorescens bakteríudrepandi áhrif [58]. Átta kolefnissambönd eins og 1-okten-3-ól, 3-oktanól og 3-oktan (sveppaalkóhól) eru meðal algengustu VOC sveppa. Meðal VOC sveppa hindraði 1-okten-3-ól vöxt plöntusjúkdómsvaldandi svepps B. cinerea í A. thaliana [59]. Kottb o.fl. [60] greindi frá því að mVOC 6-pentýl-pýrón frá T. asperellum minnkaði grómyndun B. cinerea og A. alternata og jók varnarkerfi plantna. Fáar rannsóknir [61,62] greindu frá því að VOC dímetýl tvísúlfíð, frá P. fluorescens, P. stutzeri og Stenotrophomonas maltophilia, veitti vernd gegn plöntusjúkdómsvaldandi sveppum B. cinerea í tómatplöntum og M. truncatula. VOC eins og fenýletanól, etýlasetat og metýlbútanól úr gerinu Saccharomyces cerevisiae hamluðu vexti Guignardia citricarpa, orsakavalda sítrussvartblettasjúkdómsins [63]. Þar að auki voru mVOCs eins og 1,3 pentadiene, acetoin og thiophene sem losað er af B. amyloliquefaciens áhrifarík gegn sýkla eftir uppskeru Monilinia laxa og M. fructicola í vaxandi kirsuberjaplöntum sem og við geymslu þeirra [64]. Zheng o.fl. [14] gefa einnig vísbendingar um að mVOC (-farnesene) sem losað er úr bakteríutegundum (þ.e. B. pumilus, B. amyloliquefaciens og Exiguobacterium acetylicum) hafi mótstöðuaðferðir gegn plöntusjúkdómsvaldandi sveppum Peronophythora litchi eftir uppskeru.

Tafla 1. Yfirlit yfir rokgjörn örveruefnasambönd og eftirlit með plöntusjúkdómum þeirra.

Tafla 1. Frh.

Auk þess hefur B. subtilis ogB. amyloliquefaciens losað 2,3-bútaníól gegn Erwinia carotovora subsp. carotovora-framkallað kerfisbundið viðnám í A. thaliana, miðlað af etýlenboðaleiðinni [65]. Í tóbaki framkallaði 2,3-bútaníól ISR gegn drepsýkisbakteríunni E. carotovora subsp. carotovora, en ekki gegn líffræðilega bakteríusjúkdómnum P. syringae. VOCs úr bakteríum sem losna frá P. polymyxa E681 gegndu mikilvægu hlutverki í vaxtarhvetjandi og verndun Arabidopsis plöntur. Ennfremur, af blöndu af 30 VOC, reyndist tridecan virka gegn P. syringae pv. maculicola stofn ES4326 með ISR vélbúnaði [66]. Asetóín frá bakteríunni B. subtilis framkallaði kerfisbundið viðnám í A. thaliana gegn P. syringae í gegnum SA-merkjaleiðina [67]. Í maísplöntum ollu sömu mVOCs frá Enterobacter aerogenes viðnám gegn norðlægum maísblaðasveppum, Setosphaeria turcica [68]. mVOC efnin frá Cladosporium sp. sýndi ISR ​​gegn plöntusýkingunni P. syringae [69]. Proteus vulgaris framleiddi indól mVOCs, sem stýrði vexti A. thaliana í gegnum efnaskiptasamspil milli auxin, cýtókíníns og brassinosteroid ferla [70]. Við aðstæður á vettvangi hefur virkni mVOC baktería gegn bakteríusjúkdómum verið sannreynd, eins og í tilviki 3-pentanóls sem B. amyloliquefaciens gefur frá sér, sem eykur viðnám piparplantna gegn bakteríublettasjúkdómi (X. axonopodis pv. vesicatoria) með SA- og JA-merkjaleiðum [71]. Streptomyces spp. hamlaði framleiðslu aflatoxína frá sveppasýkinum Aspergillus flavus með niðurstýringu nokkurra gena sem taka þátt í nýmyndun aflatoxíns [72,73]. Útsetning S. sclerotiorum fyrir mVOC framleiddum af Trichoderma tegundum leiddi til uppstýringar á fjórum glútaþíon S-transferasa genum, sem taka þátt í afeitrun efri umbrotsefna sveppalyfja, sem getur stuðlað að meinvirkni S. sclerotiorum [74]. Virkjun plöntuvarnarefna með mVOC hefur verið mikið rannsökuð, þar á meðal in vitro og jafnvel í vettvangsmælingum. Framtíðarrannsóknir ættu að fara fram til að þróa samsetningar og aðferðafræði til beinnar notkunar í landbúnaði.

3.3. mVOCs sem abiotic streitu linerari

Fyrir utan að draga úr líffræðilegri streitu jók mVOC einnig ólífræn streituþol í plöntum, en takmarkaðar rannsóknir hafa verið skráðar hingað til. Zhang o.fl. [75] sýndi að B. subtilis gaf frá sér 2, 3-bútaníól stuðlaði að saltþoli í Arabidopsis og minnkaði tjáningu K+ flutningsefnis 1 í rótum með uppstjórnun í sprotum af A. thaliana. Reglugerðin í tjáningu (uppstjórnun vs niðurstýring) hjálpaði til við að stjórna Na+ uppsöfnun og héðan í frá aukið þol gegn saltstreitu. Auk þess sýndu salt-streitu Arabidopsis plöntur meðhöndlaðar með B. subtilis GB03 VOC meiri lífmassaframleiðslu og minni Na+ uppsöfnun samanborið við salt-streitu plöntur. Sama efnasamband framleitt af P. chlororaphis leiddi til þurrkaþols, sem stafaði af aukinni lokun á munnholum og minni vatnstapi [76]. Í síðari rannsókn kom í ljós að 2,3-bútaníól örvaði plöntuframleiðslu köfnunarefnisoxíðs (NO) og vetnisperoxíðs, en efnafræðileg truflun á uppsöfnun NO skerði 2,3-bútandíól-örvaðan lifun plantna við þurrka streitu. Ofangreindar niðurstöður gáfu til kynna mikilvægu hlutverki NO merkja í þurrkaþoli af völdum 2,3-bútandíóls [77]. Undir osmósuálagi safnaði Arabidopsis útsett fyrir GB03 VOC hærra magni af kólíni og glýsínbetaíni en plöntur án VOC meðferðar [78]. Li og Kang, [12] sönnuðu að mVOCs frá Verticillium dahliae jók varnarboð gegn saltstreitu af auxínum í A. thaliana. Samkvæmt del Rosario-Cappellari og Banchio [13] sýndi asetóín sem B. amyloliquefaciens gefur frá sér á M. piperita aukið þol gegn seltu og aukið blaðgrænu- og salisýlsýruinnihald. Að auki losaði P. simiae mVOCs fenól-2-metoxý, sterínsýru, tetracontane og myristínsýru í sojabaunum, sem dró verulega úr Na+ og jók upptöku K+ og P í rótum undir saltálagi, sem einnig stafar af uppstjórnun á peroxidasa, katalasa, gróðurgeymsluprótein og nítrítredúktasa gen [79,80]. Losunin minnkaði ekki aðeins magn Na+ í rótum heldur jók einnig uppsöfnun prólíns, sem verndar frumur gegn osmósuálagi [80]. B. thuringiensis AZP2 og Paenibacillus polymyxa B gáfu frá sér þrjú rokgjörn efnasambönd, bensaldehýð, -pinen og geranýl asetón, í hveitifræjum, sem sýndu aukið þol gegn þurrkaálagi og sýndu einnig aukna þurrþyngd, vatnsnotkun skilvirkni og andoxunarensímvirkni [81] ]. Samkvæmt Ledger o.fl. [82], mVOCs 2-undecanone, 7-hexanól, 3-metýlbútanól og dímetýl tvísúlfíð sem losað var frá Paraburkholderia phytofirmans PsJN sýndu aukinn vaxtarhraða plantna og þol gegn seltu. Athyglisvert er að Yasmin o.fl. [83] greindi frá því að mVOC dímetýl tvísúlfíð, 2,3-bútandíól og 2-pentýlfúran sem losað er af P. pseudoalcaligenes létti á þurrkaálagi í maísplöntum. Li o.fl. [84] komst að þeirri niðurstöðu að Rahnella aquatilis JZ-GX1 VOCs (2,3-bútaníól) hefðu umtalsverð vaxtarhvetjandi áhrif á plöntur á Robinia pseudoacacia plöntur við saltstreituaðstæður. Mikilvægt er að hlutfall natríums og kalíums í rótarstönglum og laufum akasíu sem verða fyrir VOC af JZ-GX1 stofninum voru marktækt lægri en í samanburðarsýnunum. Greint hefur verið frá getu mVOC til að auka þol plantna fyrir ólífrænum streitu eins og seltu og þurrka í plöntum. Hins vegar þarf nákvæmari beitingu mVOCs á landbúnaðarsviði til að auka framleiðni ræktunar við lífrænar streituaðstæður frekari rannsókna.

3.4. mVOCs móta hormónamerki plantna

Sum mVOCs reyndust stýra vexti plantna með því að breyta lífmyndun, skynjun og samvægi plöntuhormónanna. Breyting á vexti plantna samsvarar mótun á salisýlsýru, jasmónsýru/etýleni og auxín boðleiðum. Nokkrar rannsóknir á A. thaliana hafa sýnt mikilvæg merki þess að mVOCs geti stýrt plöntuhormónaferlum. Ryu o.fl. [29] greint frá því að mVOC sem losað er af B. subtilis GB03 virkjaði cýtókínínferla í A. thaliana, gegna mikilvægu hlutverki í yfirborðsflatarmáli blaðsins. Að auki var auxin homeostasis í A. thaliana stýrt með mVOCs af B. subtilis GB03, en genum auxin lífmyndunar (NIT1 og NIT2) og móttækilegra gena var uppstýrt [85]. Bailly o.fl. [86] sannaði að hliðarrótarþroski í A. thaliana var stjórnað af indóli sem losað var af Escherichia coli með mótun á auxin boðleiðinni. Að auki stjórnuðu mVOCs sem gefin voru út frá P. vulgaris JBLS202 mismunandi ferlum eins og cýtókíníni, brassinosteroid og auxin ferlum fyrir vöxt A. thaliana [70]. Trichoderma spp. gaf út 6-pentyl-2H-pyran-2-one (6-PP), sem mótaði rótararkitektúr A. thaliana með auxín-merkjaleiðum í gegnum mótun PIN-auxin flytja prótein í tilteknum rótvef. 6-PP breytti virkni auxínviðtaka (TIR1, AFB2 og AFB3), sem hafði áhrif á hliðarrótarþróun [87]. Ennfremur var greint frá því að VOC sem A. alternata gefur frá sér örvaði uppsöfnun cýtókíníns, sem gegndi mikilvægu hlutverki í vexti A. thaliana [46]. Að auki ýttu mVOC frá B. methylotrophicus M4-96 til aukinnar styrks indólediksýru í sprotum og rót A. thaliana, sem gefur til kynna að virkjun auxín ferilsins hafi aukið auxín innihald í A. thaliana [88]. Samkvæmt Zhou o.fl. [89], mVOCs sem gefin voru út frá B. amyloliquefaciens stofni SAY09 léttu kadmíum eiturverkunum í A. thaliana með aukinni auxín lífmyndun. Ennfremur jók mVOCs frá B. subtilis SYST2 styrk auxíns og cýtókíníns í S. lycopersicum plöntum, sem var studd af uppstjórnun gena sem tengjast lífmyndun þeirra [90]. Nýlega, Jiang o.fl. [36] greindi frá því að vöxtur A. thaliana væri aukinn með verkun auxíns og strigolactons með VOC sem losað var úr Bacillus sp. JC03. Ennfremur stýrðu R. solani genum sem gefa frá sér upp-stýrðar uppstýringar tengdar auxíni (IAA-2, IAA-19, IAA-29, PIF5 og HB-2) og abssissýru (CYP707A43) leiðir í A. thaliana [91]. Athyglisvert er að mVOC 1-naftýlftalaminsýran sem Verticillium spp. stjórnaði auxin boðunum til að stuðla að vexti í A. thaliana, sem kom fram í stökkbreyttum (AUX1, TIR1 og AXR1) [48]. Að lokum er tekið fram að VOCs sem F. luteovirens gefa frá sér jók hliðarrótarfjölda í A. thaliana og minnkuðu auxínsöfnun í frumrótarlengd með því að bæla auxin útflæðisberann PIN-FORMED 2 (PIN2) [92]. Þannig stuðla mVOC verulega að stjórnun margra mikilvægra merkja- og lífeðlisfræðilegra ferla og auka heildarvöxt og kraft plantna.

4. mVOC um samskipti innan og milli tegunda

Örveruvíxlverkun gegnir mikilvægu hlutverki innan og utan konungsríkisins vegna margvíslegra efnasambanda og efri umbrotsefna sem nokkrar örverur gefa út. Hinar ýmsu aðgerðir mVOC samsvara mótun á milliverkunum milli örvera og örvera og örvera og plantna með merkjasameindum, sem stjórna helstu lífeðlisfræðilegu ferlunum [9-17,49,93-95]. MVOC-efnin sem framleidd eru tilheyra nokkrum flokkum (ketónum, alkóhólum, pýrasínum, alkenum, súlfíðum, bensenóíðum, terpenum osfrv.). MVOC framleiðslan er undir áhrifum af ýmsum þáttum, þar á meðal vaxtarstigi örvera, framboð næringarefna, súrefnis- og rakainnihald, pH, hitastig, osfrv. [4]. mVOC-framleiðandi örverur hafa ekki aðeins samskipti við aðrar lífverur heldur auka lifunarskilvirkni þeirra, sem gerir þeim kleift að fá sértæka og þróunartengda mVOC eiginleika. Á sama tíma geta samskipti (ör) lífverur þróað lífeðlisfræðilega aðferð fyrir mVOC skynjun og þol. Þess vegna virka mVOCs sem miðlarar vistfræðilegra milli- og millisértækra samskipta, allt frá samskiptum örvera og örvera til samskipta milli léna. MVOC-efnin hafa verið sönnuð fyrir ýmsar umhverfisaðlögun á samskiptum innan/innra tegunda og mótun lífefnafræðilegra eiginleika. Eðlilegu breytingarnar má rekja til breytinga á sýrustigi, truflunar á skynjun sveita og stjórnun á plöntusjúkdómsvaldandi áhrifum (td framleiðsla meinvaldapróteina). Jones o.fl. [96] sýndi að Streptomyces venezuelae myndaði trímetýlamín við aukið pH í miðli þeirra, sem aftur minnkaði aðgengi staðbundins járns í sess. Blandan af mVOC efnum 1-undecene, metýlþíólasetati og dímetýl tvísúlfíði frá Pseudomonas chlororaphis dró úr sveitaskynjunarmerkjum sem nauðsynlegar voru fyrir fenasín lífmyndun og bældi einnig tjáningu á N-asýl-hómóserín laktóna lífsyntetískum genum [97]. Þar að auki geta mVOCs leudiazen stjórnað framleiðslu mangotoxins í Pseudomonas syringae pv. sprautu [98]. Ennfremur geta mVOC-efnin stjórnað plöntusjúkdómsvaldandi áhrifum þeirra og virkað sem örverueyðandi efni, sem auðveldar landnám phyllosphere með P. syringae pv. sprautur.

Mikill fjölbreytileiki mVOCs miðlar flóknum og enn óþekktum samskiptum á milli og milli ríki, og þessir eiginleikar leggja áherslu á mikilvægi sérhæfni og krossviðbragða mVOCs og þróunarlega þýðingu þeirra [4,25,28]. Til dæmis hefur geosmin, sem almennt er auðkennt í jarðvegi, verið tengt lyktarviðtökum í skordýrum með samspili milli flokkunarfræðilega fjarlægu lífveranna Streptomyces og jarðvegsliðdýrsins Folsomia candida [99]. Fáar rannsóknir hafa sýnt að framleiðsla á geosmin og 2- metýlísóborneóli með Streptomyces laðar að F. candida [99–101]. Í þessum víxlverkunum milli ríkja styður F. candida dreifingu bakteríugróa með fóðrun og viðhengi við naglabönd þeirra, sem aftur nýtur góðs af æxlunarárangri eins og meiri liðdýrabræðslu og eggjavarpi. Önnur rannsókn sýndi að fjöldi mVOCs (þar á meðal decanal, 2-etýlhexýlasetat, 3,5-dímetýlbensaldehýð og etýlasetat) sem bakteríurnar Listeria monocytogenes gefa frá sér laða að frumdýrið Euglena gracilis í jarðvegi [102]. Þetta frumdýr nærist á sérstökum bakteríum, sem setur sterkan sértækan þrýsting með því að stuðla að þrávirkni og þróun aðlögunareiginleika til að standast afrán [103]. Það er minnkun á grómyndun B. cinerea og A. alternata og aukning á varnarviðbrögðum plantna er vegna 6-pentýl-pýróns, sem er sérstakt efnasamband T. asperellum [60]. mVOCs auðvelda einnig tvíátta samskipti milli tegunda milli Verticillium longisporum P. polymyxa [104] og Aspergillus flavus- Ralstonia solanacearum [105]. B. amyloliquefaciens sendi frá sér mVOC-efnin pýrasín og 2,5-dímetýlpýrasín, sem framkallaði bæði jasmónsýru- og salicýlsýruferilmiðlaða vörn í fyllingarhvolfi plantna [106]. Þar að auki er hæfni baktería og sveppa til að eiga samskipti sín á milli merkilegur þáttur í örveruheiminum. Schmidt o.fl. [107] framkvæmdi umritunar- og próteinfræðigreiningu á bakteríunni Serratia plymuthica sem var útsett fyrir VOC sem gefin er út af sveppasjúkdómnum Fusarium culmorum. Þeir komust að því að bakterían svaraði VOC sveppum og breytti gena- og próteintjáningu sem tengist hreyfigetu, merkjaflutningi, orkuumbrotum, frumuhjúpslífmyndun og framleiðslu á umbrotsefnum. Þess vegna gerir vistfræði og aðlögun örvera og mVOC þeirra grein fyrir mati á gangverki vistfræðilegrar þróunar og ákvarðar þar með sérhæfni og krossviðbrögð mVOC.

cistanche tubulosa-bæta ónæmiskerfið

5. Nýlegar rannsóknir á mVOC

Plöntu- og jarðvegstengdar örverur gefa út margs konar mVOC, sem greint var frá (tafla 2); þó, jafnvel í dag, er vistfræðileg og lífeðlisfræðileg virkni margra mVOCs ekki skilin í smáatriðum og krefjast frekari rannsókna. Rokgjörn lífræn efnasambönd losuð af innsæisbakteríum sem samanstanda af Acinetobacter, Arthrobacter, Bacillus, Microbacterium, Pantoea, Pseudomonas og Stenotrophomonas sp. hamlaði vexti sveppasýkla, nefnilega Alternaria alternata og Corynespora cassiicola [108]. Nýlegar rannsóknir hafa sýnt getu jarðvegssveppa til að framleiða mVOCs sem auka vöxt og vernd plantna [39,109-111]. Velásquez o.fl. [39] sýndi muninn á mynstrum mVOC framleiðslu á meðan á samspili sveppasveppasvepps Funneliformis mosseae stóð og plöntuvöxt sem stuðlar að rhizobacterium Ensifer meliloti, sem tilgreinir augljóst hlutverk í sjálfbærri víngarðsstjórnun. Í þessari rannsókn voru monoterpenes sterklega styrkt af F. mosseae með aukinni vörn plantna, en E. meliloti hafði ekki marktæk áhrif á mVOC framleiðslu og vörn. Það eru jákvæð áhrif af Trichoderma stofnum sem finnast í rótarvistkerfum og jarðvegi til að auka vöxt plantna með VOC. VOC losað úr innsveppum, Trichoderma asperellum, leiddi í ljós öfluga sveppaeyðandi virkni gegn laufblettasýkingum Corynespora cassiicola og Curvularia aeria, með vaxtarhvetjandi plöntum í salati [112]. Þar að auki hafa mVOCs einnig verið skráð fyrir innkirtla Trichoderma spp.- Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotium rolfsii og Fusarium oxysporum milliverkun í gegnum mycoparasitism [113]. Fyrri rannsókn gaf til kynna að mVOCs frá ósjúkdómsvaldandi F. oxysporum reyndust árangursríkar í baráttunni við Verticillium visna, sem leiddi í ljós mikilvægi ósjúkdómsvaldandi tegunda fyrir komandi plöntuverndaraðferðir [114]. Nýlega hafa Junior o.fl. [115] sýndi mikilvægi mVOCs sem valkostar til að draga úr notkun hefðbundinna tilbúna sveppaeyða. Þeir komust að því að gerið Starmerella bacillaris myndaði rokgjörn lífræn efnasambönd, sem sýndu minnkun á epli grámyglu (B. cinerea) sjúkdómi og stjórnaði eplasarómatískum eigindlegum sniðum ásamt sýklalyfjavirkni sem miðlað er af bensýlalkóhóli. Auk þess að efla vöxt plantna og plöntuvernd hefur einnig verið tekið tillit til sjúkdómseftirlits eftir uppskeru í háþróaðri ávinningi VOC. Aureobasidium pullulansi L1 og L8 stofnar sýndu andstæð virkni gegn tveimur gerstofnum, Monilinia fructigena og M. fructicola, í baráttunni við brúnrotnasjúkdóm í steinrotnaávöxtum við stjórn eftir uppskeru [116]. Nýleg rannsókn sannaði árangursríka lífstjórn á litchi-ávaxtasýkingu P. litchii eftir uppskeru með mVOC. Þeir komust að því að bensóþíasól hafði mótefnaáhrif gegn P. litchii, en -farnesen gæti framkallað varnarkerfi plantna [14,21]. Mörg VOC sveppasýkingar eru eins og náttúruleg bragðefni og ilmefni sem framleidd eru af plöntusameindum og eru því afar mikilvæg í efna-, fóður-, lyfja-, matvæla- og snyrtivöruiðnaðinum.

Morita o.fl. [117] sannaði að Bacillus pumilus gaf frá sér mVOCs, einkum metýlísóbútýlketón, etanól, 5-metýl-2-heptanón og S-2-metýlbútýlamín, sem hafði sveppalyf gegn fæðuskerðingu sveppir við geymslu. Ennfremur var sannað að innkirtla Pseudomonas putida BP25 úr svörtum pipar sem umhverfisvæn aðferð til að berjast gegn sýkla (Phytophthora capsici og Pythium myriotylum), sveppasýkingum (Rhizoctonia solani, Colletotrichum gloeosporioides, Gimbakteríur, bakteríum, bakteríum og bakteríum) sýkla (Ralstonia pseudosolanacearum) og plöntusníkjudýra (Radopholus similis) [19]. Bensósýruetýlester, 3-metýlbútansýra og 2-etýl-1-hexanól voru eðlislægu rokgjörnu lífrænu efnasamböndin sem eru til staðar á rhizosphere svæðinu í hrísgrjónum sem R. solani, venjulega hrísgrjónin, kallar fram slíðurkornasjúkdómur [118]. Bacillus spp. í rhizosphere avókadó framleidd rokgjörn lífræn efnasambönd, þar á meðal ketón, pýrasín og efnasambönd sem innihalda brennistein til að stöðva bakslagssjúkdóm af völdum Fusarium sp. [119]. B. subtilis CF-3 seytti rokgjörnum lífrænum efnasamböndum þar á meðal 2,4-dí-tert-bútýlþíófenóli og bensóþíasóli, sem sýndi hugsanlega sveppavirkni gegn Colletotrichum gloeosporioides og Monilinia fructicola og hindraði þannig gerjun [120]. B. subtilis CF-3 seytti rokgjörnum lífrænum efnasamböndum í baráttunni gegn Monilinia fructicola með virkjun sjúkdómsþolinna ensíma sem ná yfir fenýlalanín ammóníak-lyasa, kítínasa og -1,3-glúkanasa í ferskjum [121 ]. Rokgjörn lífræn efnasambönd framleidd af B. velezensis CT32 sýndu sveppaeyðandi eiginleika gegn Verticillium dahliae og F. oxysporum, sem olli æðamyndun [122]. Þannig staðfestir breiðvirkt sýklalyfjavirkni virkni mVOCs [19]. Rannsóknin sýnir að mVOC sem seytt er af örverum í vistkerfum plantna gæti haft áberandi áhrif á gagnlegar jarðvegsauðlindir sem stuðla að jarðvegi og plöntuheilbrigði.

Greinileg virkni sýkingar og virkni sveppalyfja var staðfest frá Streptomyces sp. stofn S97-afleidd rokgjörn lífræn efnasambönd sem stjórna B. cinerea í jarðarberjum [123]. Streptomyces yanglinensis 3-10 framleiddi rokgjörn lífræn efnasambönd sem hafa fumigation möguleika til að hefta A. flavus og A. parasiticus, sem olli mengun í geymsluumhverfi hnetukjarna [73]. Lífræn ger sem samanstanda af Wickerhamomyces anomalus, Metschnikowia pulcherrima, Aureobasidium pullulans og Saccharomyces cerevisiae fengnum rokgjörnum lífrænum efnasamböndum sýndu lífstjórnunarvirkni og samvirkni með koltvísýringi til að koma í veg fyrir tap eftir uppskeru í pökkunaratburðarás [124]. Meloidogyne-undirstaða sjúkdómsfléttur hafa verið tengdar rokgjörnum lífrænum efnasamböndum af lífrænni þráðorkueyðandi efnum [125]. Til að hrekja skaðvalda af bananaþekju, var Cosmopolites sordidus handtekinn með því að nota rokgjörn lífræn efnasambönd sem mynduð voru úr sjúkdómsvaldandi sveppum, Beauveria bassiana (Bb1TS11) og Metarhizium Roberts (Mr4TS04) [126]. 1-undecanið sem er unnið úr vexti plantna sem stuðlar að Pseudomonas sp. ST-TJ4 leiddi í ljós áhrifarík rokgjörn lífræn efnasambönd í sjálfbærri stjórnun á vistkerfum landbúnaðarskógræktar gegn ýmsum plöntusjúkdómsvaldandi sveppum [127]. Rokgjörn lífræn efnasambönd hafa einnig reynst árangursrík við að greina sambýli skordýra og örvera í grenibjöllunni; Ips typographus sýnir skógarmeðhöndlunaraðferðir [128]. Ennfremur að skipta um áburð og skordýraeitur með rokgjörnum lífrænum efnasamböndum úr örveruuppsprettum til að berjast gegn fjölgun íbúa og eftirspurnar í matvælaframboði og tryggja sjálfbæran landbúnað [1,15,25,28,93]. Rannsóknarsviðsuppfærslurnar undanfarin fimm ár sýna háþróaða aðferðafræði og aðferðir til að nota rokgjörn lífræn efnasambönd í sjálfbærri landbúnaðarstjórnun. Þess vegna er þörf á skráningarverkefni sem felur í sér mat á kostum og göllum mVOC. Ennfremur er þörf á flóknum rannsóknum til að greina verkunarmáta, sérhæfni og næmni mVOCs í sjálfbærum landbúnaði til að framkalla sjálfbæra þróunarmarkmið landbúnaðar fyrir betri framtíð.

Tafla 2. Rökgjörn lífræn efnasambönd örvera og hugsanleg líffræðileg hlutverk þeirra.

6. Umhverfisvænni og takmarkanir mVOC

Umræðan um mVOC efna sem eru mynduð úr örverum og samskipti þeirra staðfestu virkni og sérhæfni mVOC efna fyrir sjálfbæran landbúnað og þróun. Engu að síður hefur verið lögð áhersla á mVOC til að stjórna vexti plantna betur. Meðfylgjandi aðferðir eru meðal annars vaxtarstjórnun plantna, hömlun á plöntusýkingum, frumun plantnavarnarmerkja, örvun plantnavarna, hormónamiðluð plöntujafnvægi, sýklalyfjaverkun osfrv. [1,2,25,28,93,94]. Þannig veldur svið mVOCs flóknar og ákafar rannsóknir til að draga úr notkun rokgjarnra lífrænna efnasambanda og hugsanlega víxlverkanir þeirra við að ganga úr skugga um sjálfbæran landbúnað (Mynd 2). Að auki hafa mVOCs sem eru afleidd af innkirtla sveppum verið endurskoðuð ítarlega með tilliti til bakteríudrepandi og sveppaeiginlegra eiginleika þeirra, til að ganga úr skugga um plöntueiturhrifin [56,113,129-131]. Engu að síður munu afeitrunaraðferðirnar sem notaðar eru af mVOC hafa aukinn ávinning við að koma á fót sjálfbærum landbúnaði [129-132]. Mikið hefur verið greint frá afeitrunarmöguleikum mVOCs af plöntulíffræðingum og greint hefur verið frá langtíma frjósemi jarðvegs í víngarðajarðvegi (vínrækt) [130]. Þar að auki munu rokgjörn lífræn efnasambönd í milliverkunum plantna og örvera leiða til vettvangsrannsókna í röð eftir flóknar sameindarannsóknir á skynjun plantna á rokgjörnum efnum, viðtakamiðlaðri innfrumumyndun og mismunagreiningu rokgjarnra efna [132]. Ennfremur hefur verið brugðist við sjúkdómum eftir uppskerutap með líffræsingu með mVOC í skilvirkri stjórnun [133-138]. Þannig er fjölhæfur ávinningur af rokgjörnum lífrænum efnasamböndum sem byggjast á örverum tekinn saman fyrir betri umhverfisvænni og sjálfbærni landbúnaðar.

Mynd 2. Markmið og styttingarsvæði sjálfbærs landbúnaðar.

Ýmsir umhverfisþættir eins og vaxtarskilyrði örvera, örverusamfélag, framboð næringarefna og súrefni, hitastig og pH hafa áhrif á framleiðslu mVOCs [104-107]. Þessir umhverfisþættir gerðu það að verkum að erfitt var að bera kennsl á hvort áhrifin væru á einstaka sameind og hver væri gangurinn. Þess vegna er viðskiptaleg beiting þessara rokgjarnra efna mjög takmörkuð miðað við efnahagsleg áhrif. Að auki er mismunandi munur á áhrifum rokgjarnra efnasambanda frá rannsóknarstofu til sviðs. Óafritunarhæfni niðurstaðna, áreiðanleika og hagkvæmar umsóknir spá fyrir um beitingu snjallra landbúnaðarhátta. Lögð er áhersla á að innleiða stórar gagnatölvugreiningar, svipgerð og skynjara fyrir stöðugt eftirlit með rokgjörnum lífrænum efnasamböndum fyrir sjálfbæran landbúnað [105-107]. Þess vegna er hægt að leiðrétta þær takmarkanir sem fjallað er um í notkun rokgjarnra efna með því að nota hagkvæmar tækniframfarir og umhverfisvænar stjórnunaraðferðir.

cistanche ávinningur fyrir karla styrkir ónæmiskerfið

Smelltu hér til að skoða Cistanche Enhance Immunity vörur

【Biðja um meira】 Netfang:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

7. Lokaorð og framtíðarsýn

MVOC-rannsóknir á víxlverkun plantna og örvera, milliverkanir milli örvera og örvera og viðkomandi jákvæðra ávinninga í sjálfbærum landbúnaði og framleiðni plantna hafa verið útfærðar fyrir framfarir í framtíðinni. Rannsóknir á vaxtarhvetjandi plöntum, vörn plantna, streituþol og ISR kerfi gefa til kynna mikilvægi mVOCs og mikilvægt hlutverk þeirra í sjálfbærum landbúnaði. Ennfremur hefur umskipti tilrauna á milli tilrauna sem fela í sér skynjun á rokgjörnum, víxlverkandi ferlum og genastjórnun verið styrkt fyrir sjálfbærari landbúnaðarhætti. Umhverfisvænar, hagkvæmar tilraunir á vettvangi, nýjar innleiðingar fyrir vatnsræktun og sveiflukenndar árangur geta opnað nýja leið í sjálfbærnirannsóknum. Ennfremur munu rokgjörn efni stuðla að meirihluta rannsóknarmöguleika í grænu byltingunni 2.0 til að fara yfir stórfelldan efnaáburð og notkun skordýraeiturs með auknu aðföngum í lífrænum landbúnaði fyrir næringu í landbúnaði. Jafnvel þó að verkun mismunandi mVOCs í milliverkunum milli plantna og örvera hafi verið mikið rannsökuð, eru nákvæmar aðferðir sem taka þátt enn óþekktar. Þetta gefur til kynna mikilvægi frekari rannsókna á mVOC og rannsóknum á milliverkunum plantna og örvera. Þess vegna munu framtíðarsjónarmið geyma efnilega fjöl-omics, stóra gagnagreiningu og lífskynjaratækni til að sannvotta lífeðlisfræðilega aðferð og árangur vettvangsrannsóknarinnar á rokgjörnum efnum, sérstaklega VOC.

Heimildir 

1. Kanchiswamy, CN; Malnoy, M.; Maffei, ME Bioprospecting rokgjörn bakteríur og sveppir fyrir sjálfbæran landbúnað. Stefna Plant Sci. 2015, 20, 206–211. [Krossvísun]

2. Schalchli, H.; Tortella, GR; Rubilar, O.; Parra, L.; Hormazabal, E.; Quiroz, A. Sveppir rokgjarnra: Umhverfisvænt tæki til að stjórna sjúkdómsvaldandi örverum í plöntum. Crit. Séra líftækni. 2016, 36, 144–152. [Krossvísun]

3. Schenkel, D.; Lemfack, MC; Piechulla, B.; Splivallo, R. Safngreiningaraðferð til að meta fjölbreytileika og sérhæfni neðanjarðarrótar og rokgjarnra örvera. Framan. Plant Sci. 2015, 6, 707. [CrossRef] [PubMed]

4. Schulz-Bohm, K.; Martin-Sánchez, L.; Garbeva, P. Örverufræðileg rokgjörn: Lítil sameindir með mikilvægu hlutverki í samskiptum innan og milli ríkja. Framan. Örverur. 2017, 8, 2484. [CrossRef] [PubMed]

5. Veselova, A.; Plyuta, VA; Khmel, IA Rokgjarn efnasambönd af bakteríuuppruna: Uppbygging, lífmyndun og líffræðileg virkni. Örverufræði 2019, 88, 261–274. [Krossvísun]

6. Poveda, J. Gagnleg áhrif örvera rokgjarnra lífrænna efnasambanda (MVOC) í plöntum. Appl. Soil Ecol. 2021, 168, 104118. [Krossvísun]

7. Lemfack, MC; Nikkel, J.; Dunkel, M.; Preissner, R.; Piechulla, B. mVOC: Gagnagrunnur yfir rokgjarnra örvera. Nucleic Acids Res. 2014, 42, D744–D748. [Krossvísun]

8. Lemfack, MC; Gohlke, BO; Toguem, SMT; Preissner, S.; Piechulla, B.; Preissner, R. mVOC 2.0: Gagnagrunnur yfir rokgjarnra örvera. Nucleic Acids Res. 2018, 46, D1261–D1265. [Krossvísun]

9. Tómas, G.; Withall, D.; Birkett, M. Notkun rokgjarnra örvera í stað varnarefna og áburðar. Örvera. Líftækni. 2020, 13, 1366–1376. [Krossvísun]

10. Li, F.; Tang, M.; Tang, X.; Sun, W.; Gong, J.; Yi, Y. Bacillus subtilis–Arabidopsis thaliana: Líkansamskiptakerfi til að rannsaka hlutverk rokgjarnra lífrænna efnasambanda í samskiptum plantna og baktería. Grasafræði 2019, 97, 661–669. [Krossvísun]

11. Jalali, F.; Zafari, D.; Salari, H. Rokgjarn lífræn efnasambönd sumra Trichoderma spp. auka vöxt og framkalla saltþol hjá Arabidopsis thaliana. Sveppir Ecol. 2017, 29, 67–75. [Krossvísun]

12. Li, N.; Kang, S. Hafa rokgjörn efnasambönd framleidd af Fusarium oxysporum og Verticillium dahliae áhrif á streituþol í plöntum? Mycology 2018, 9, 166–175. [Krossvísun]

13. Del Rosario-Cappellari, L.; Banchio, E. Örverufræðileg rokgjörn lífræn efnasambönd framleidd af Bacillus amyloliquefaciens GB03 draga úr áhrifum saltstreitu í Mentha piperita aðallega með losun asetóíns. J. Plöntuvaxtarreglur. 2019, 39, 764–775. [Krossvísun]

14. Zheng, L.; Situ, JJ; Zhu, QF; Xi, PG; Zheng, Y.; Liu, HX; Zhou, X. Auðkenning á rokgjörnum lífrænum efnasamböndum til lífrænnar eftirlits með litchi ávöxtum eftir uppskeru Peronophythora litchii. Postharvest Biol. Tækni. 2019, 155, 37–46. [Krossvísun]

15. Usseglio, VL; Pizzolitto, RP; Rodriguez, C.; Zunino, þingmaður; Zygadlo, JA; Areco, VA; Dambolena, JS Rokgjarn lífræn efnasambönd frá samspili Fusarium verticillioides og maískjarna sem náttúrulegt fráhrindandi Sitophilus zeamais. J. Stor. Framl. Res. 2017, 73, 109–114. [Krossvísun]

16. Rajer, FU; Wu, H.; Xie, Y.; Xie, S.; Raza, W.; Tahir, HAS; Gao, X. Rokgjarn lífræn efnasambönd framleidd með jarðvegseinangrun, Bacillus subtilis FA26, framkalla skaðlegar ofur-byggingarbreytingar á frumum Clavibacter michiganensis ssp. Sepedonicus, orsakavaldur bakteríuhringrotna í kartöflum. Örverufræði 2017, 163, 523–530.

17. Wang, Z.; Zhong, T.; Chen, X.; Yang, B.; Du, M.; Wang, K.; Zalán, Z.; Kan, J. Möguleiki á rokgjörnum lífrænum efnasamböndum sem Pseudomonas fluorescens ZX gefur frá sér sem líffræðileg fumigants til að stjórna rotnun sítrusgræns myglu við eftiruppskeru. J. Agric. Matur. Chem. 2021, 69, 2087–2098. [Krossvísun]

18. Giorgio, A.; de Stradis, A.; Cantore, P.; Iacobellis, NS Sæfiefnaáhrif rokgjarnra lífrænna efnasambanda sem framleidd eru af hugsanlegum lífrænum rhizobakteríum á Sclerotinia sclerotiorum. Framan. Örverur. 2015, 6, 1056. [Krossvísun]

19. Agisha, VN; Kumar, A.; Eapen, SJ; Sheoran, N.; Suseelabhai, R. Breiðvirk sýklalyfjavirkni rokgjarnra lífrænna efnasambanda frá innkirtla Pseudomonas putida BP25 gegn fjölbreyttum plöntusýkla. Biocontrol Sci. Tækni. 2019, 29, 1069–1089. [Krossvísun]

20. Ossowicki, A.; Jafra, S.; Garbeva, P. Sýklalyf rokgjarn kraftur rhizopheric einangrunar Pseudomonas donghuensis P482. PLoS ONE 2017, 12, e0174362. [Krossvísun]

21. Xing, M.; Zheng, L.; Deng, Y.; Xu, D.; Xi, P.; Li, M.; Kong, G.; Jiang, Z. Sveppaeyðandi virkni náttúrulegra rokgjarnra lífrænna efnasambanda gegn litchi dúnkornótt sjúkdómsvaldi Peronophythora litchii. Sameindir 2018, 23, 358. [CrossRef] [PubMed]

22. Pingali, PL Græn bylting: Áhrif, takmörk og leiðin framundan. Frv. Natl. Acad. Sci. Bandaríkin 2012, 109, 12302–12308. [CrossRef] [PubMed]

23. Eliazer Nelson, ARL; Ravichandran, K.; Antony, U. Áhrif grænrar byltingar á ræktun frumbyggja á Indlandi. J. Ethn. Matvæli 2019, 6, 1–10. [Krossvísun]

24. Fincheira, P.; Quiroz, A. Rjúkandi örveruefni sem örvar vaxtar plantna. Örverur. Res. 2018, 208, 63–75. [CrossRef] [PubMed]

25. Weisskopf, L.; Schulz, S.; Garbeva, P. Örverufræðileg rokgjörn lífræn efnasambönd í samskiptum innan konungsríkis og milli konungsríkis. Nat. Séra Microbiol. 2021, 19, 391–404. [CrossRef] [PubMed]

26. Sharifi, R.; Ryu, CM Endurskoða bakteríur rokgjörn-miðluð vaxtarhækkun plantna: Lærdómur af fortíðinni og markmið fyrir framtíðina. Ann. Bot. 2018, 122, 349–358. [Krossvísun]

27. Tyagi, S.; Mulla, SI; Lee, KJ; Chae, JC; Shukla, P. VOCs-miðluð hormónaboð og víxltalning með plöntuvaxtarhvetjandi örverum. Crit. Séra líftækni. 2018, 38, 1277–1296. [Krossvísun]

28. Sharifi, R.; Jeon, JS; Ryu, CM Samskipti neðanjarðar plantna og örvera með rokgjörnum efnasamböndum. J. Exp. Bot. 2022, 73, 463–486. [Krossvísun]

29. Ryu, CM; Faragt, MA; Hu, CH; Reddy, MS; Wei, HX; Pare, PW; Kloepper, JW Rokefni í bakteríum stuðla að vexti í Arabidopsis. Frv. Natl. Acad. Sci. Bandaríkin 2003, 100, 4927–4932. [Krossvísun]

30. Asari, S.; Matzen, S.; Petersen, MA; Bejai, S.; Meijer, J. Margfeldi áhrif rokgjarnra efnasambanda Bacillus amyloliquefaciens: Vaxtarhvetjandi plöntur og vaxtarhömlun plöntusýkla. FEMS Microbiol. Ecol. 2016, 92, fiw07. [Krossvísun]

31. Rath, M.; Mitchell, TR; Gull, SE Rokefni sem framleitt er af Bacillus mojavensis RRC101 virka sem vaxtarstýringar plantna og eru mjög háð ræktun. Örverur. Res. 2018, 208, 76–84. [Krossvísun]

32. Kai, M.; Hausstein, M.; Molina, F.; Petri, A.; Scholz, B.; Piechulla, B. Bakteríur rokgjarnar og virknimöguleikar þeirra. Appl. Örverur. Líftækni. 2009, 81, 1001–1012. [Krossvísun]

33. Zou, C.; Li, Z.; Yu, D. Bacillus megaterium stofn XTBG34 stuðlar að vexti plantna með því að framleiða 2-pentýlfúran. J. Microbiol. 2010, 48, 460–466. [Krossvísun]

34. Gutiérrez-Luna, FM; Lopez-Bucio, J.; Altamirano-Hernandez, J.; Valencia-Cantero, E.; De La Cruz, HR; Macías-Rodríguez, L. Plöntuvaxtarhvetjandi rhizobacteria móta rótkerfisarkitektúr í Arabidopsis thaliana með losun rokgjarnra lífrænna efnasambanda. Samhjálp 2010, 51, 75–83. [Krossvísun]

35. Blóm, D.; Fabbri, C.; Eberl, L.; Weisskopf, L. Rokgjarnt miðlað dráp á Arabidopsis thaliana af bakteríum er aðallega vegna sýaníðs vetnis. Appl. Umhverfi. Örverur. 2011, 77, 1000–1008. [Krossvísun]

36. Jiang, CH; Xie, YS; Zhu, K.; Wang, N.; Li, ZJ; Yu, GJ; Guo, JH Rokgjörn lífræn efnasambönd frá Bacillus sp. JC03 stuðlar að vexti plantna með verkun auxíns og strigolactons. Plöntuvaxtarreglur. 2019, 87, 317–328. [Krossvísun]

37. Fincheira, P.; Venthur, H.; Mutis, A.; Parada, M.; Quiroz, A. Vaxtarhvetjandi Lactuca sativa til að bregðast við rokgjörnum lífrænum efnasamböndum sem eru losuð frá fjölbreyttum bakteríutegundum. Örverur. Res. 2016, 193, 39–47. [Krossvísun]

38. Orozco-Mosqueda, M.; Macías-Rodríguez, LI; Santoyo, G.; Farías-Rodríguez, R.; Valencia-Cantero, E. Medicago truncatula eykur upptökukerfi járns sem svar við rokgjörnum lífrænum efnasamböndum sem Sinorhizobium meliloti framleiðir. Folia Microbiol. 2013, 58, 579–585. [Krossvísun]

39. Velásquez, A.; Vega-Celedon, P.; Fiaschi, G.; Agnolucci, M.; Avio, L.; Giovannetti, M.; D'Onofrio, C.; Seeger, M. Svör Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon rætur til arbuscular sveppasvepps Funneliformis mosseae og plöntuvaxtarhvetjandi rhizobacterium Ensifer meliloti innihalda breytingar á rokgjörnum lífrænum efnasamböndum. Mycorrhiza 2020, 30, 161–170. [Krossvísun]

40. Santoro, MV; Zygadlo, J.; Giordano, W.; Banchio, E. Rokgjarn lífræn efnasambönd frá rhizobacteria auka nýmyndun ilmkjarnaolíur og vaxtarbreytur í piparmyntu (Mentha piperita). Plant Physiol. Biochem. 2011, 49, 1177–1182. [Krossvísun]

41. Park, YS; Dutta, S.; Ann, M.; Raaijmakers, JM; Park, K. Stuðla að vexti plantna með Pseudomonas fluorescens stofni SS101 með nýjum rokgjörnum lífrænum efnasamböndum. Biochem. Lífeðlisfræði. Res. Samfélag. 2015, 461, 361–365. [CrossRef] [PubMed]

42. Contreras-Cornejo, HA; Macías-Rodríguez, L.; Herrera-Estrella, A.; Lopez-Bucio, J. 4-phosphopantetheine transferasi Trichoderma virens gegnir hlutverki í plöntuvernd gegn Botrytis cinerea með losun rokgjarnra lífrænna efnasambanda. Plöntujarðvegur 2014, 379, 261–274. [Krossvísun]

43. Hung, R.; Lee, S.; Bennett, JW Arabidopsis thaliana sem fyrirmyndarkerfi til að prófa áhrif rokgjarnra lífrænna efnasambanda Trichoderma. Sveppir Ecol. 2013, 6, 19–26. [Krossvísun]

44. Lee, S.; Hung, R.; Jamm, M.; Bennett, JW Aldur skiptir máli Áhrif rokgjarnra lífrænna efnasambanda sem Trichoderma atroviride gefur frá sér á vöxt plantna. Arch. Örverur. 2015, 197, 723–727. [CrossRef] [PubMed]

45. Li, J.; Ezquer, I.; Bahaji, A.; Montero, M.; Ovecka, M.; Baroja-Fernandez, E.; Muñoz, FJ; Merida, A.; Almagro, G.; Hidalgo, M.; o.fl. Uppsöfnun af völdum rokgjarnra örvera á einstaklega miklu sterkju í Arabidopsis laufum er ferli sem tekur til NTRC og sterkjusyntasa flokka III og IV. Mol. Samspil plantna og örvera. 2011, 24, 1165–1178. [Krossvísun]

46. ​​Sanchez-Lopez, AM; Baslam, M.; De Diego, N.; Munoz, FJ; Bahaji, A.; Almagro, G.; García-Gómez, P.; Li, J.; Humplík, JF; Novák, O.; o.fl. Rokgjörn efnasambönd frá ýmsum plöntusjúkdómsvaldandi örverum stuðla að vexti og flóru plantna með cýtókínínverkun. Plöntufrumuumhverfi. 2016, 39, 2592–2608. [Krossvísun]

47. Schenkel, D.; Maciá-Vicente, JG; Bissell, A.; Splivallo, R. Sveppir hafa óbeint áhrif á plönturótararkitektúr með því að stilla rokgjörn lífræn efnasambönd í jarðvegi. Framan. Örverur. 2018, 9, 1847. [Krossvísun]

48. Li, N.; Wang, W.; Bitas, V.; Subbarao, K.; Liu, X.; Kang, S. Rokgjarn efnasambönd frá ýmsum Verticillium tegundum auka vöxt plantna með því að stjórna auxin boðum. Mol. Samspil plantna og örvera. 2018, 31, 1021–1031. [Krossvísun]

49. Chung, JH; Söngur, GC; Ryu, CM Sætur ilmur frá góðum bakteríum: Tilviksrannsóknir á rokgjörnum efnasamböndum baktería fyrir vöxt plantna og ónæmi. Plant Mol. Biol. 2016, 90, 677–687. [Krossvísun]

50. Fernando, WGD; Ramarathnam, R.; Krishnamoorthy, AS; Savchuk, SC Auðkenning og notkun hugsanlegra bakteríu lífrænna sveppalyfja rokgjarnra efna í lífstjórnun. Jarðvegur Biol. Biochem. 2005, 37, 955–964. [Krossvísun]

51. Massawe, VC; Hanif, A.; Farzand, A.; Mburu, DK; Ochola, SO; Wu, L.; Gu, Q.; Tahir, HAS; Wu, H.; Gao, X. Rokgjarn efnasambönd af endophytic Bacillus spp. hafa lífræna virkni gegn Sclerotinia sclerotiorum. Plantameinafræði 2018, 108, 1373–1385. [Krossvísun]

52. Kai, M.; Effmert, U.; Berg, G.; Piechulla, B. Rokgjörn bakteríumótlyfja hindra sveppavöxt plöntusjúkdómsvaldsins Rhizoctonia solani. Arch. Örverur. 2007, 187, 351–360. [Krossvísun]

53. Raza, W.; Ling, N.; Yang, L.; Huang, Q.; Shen, Q. Svörun tómatsýkingar, Ralstonia solanacearum, við rokgjörnum lífrænum efnasamböndum sem framleidd eru af lífstjórnarstofni Bacillus amyloliquefaciens SQR-9. Sci. Rep. 2016, 6, 24856. [Krossvísun]

54. Raza, W.; Wang, J.; Wu, Y.; Ling, N.; Wei, Z.; Huang, Q.; Shen, Q. Áhrif rokgjarnra lífrænna efnasambanda sem framleidd eru af Bacillus amyloliquefaciens á vöxt og meinvirknieiginleika tómatarbaktería visnusjúkdómsvaldsins Ralstonia solanacearum. Appl. Örverur. Líftækni. 2016, 100, 7639–7650. [Krossvísun]

55. Xie, S.; Zang, H.; Júní Wu, H.; Uddin Rajer, F.; Gao, X. Bakteríudrepandi áhrif rokgjarnra efna framleidd af Bacillus stofni D13 gegn Xanthomonas oryzae pv. Oryza. Mol. Plant Pathol. 2018, 19, 49–58. [Krossvísun]

56. Mitchell, AM; Strobel, GA; Moore, E.; Robison, R.; Sears, J. Rokgjarn sýklalyf frá Muscodor crispans, nýr innsveppur. Örverufræði 2010, 156, 270–277. [Krossvísun]

57. Syed-Ab-Rahman, SF; Xiao, Y.; Carvalhais, LC; Ferguson, BJ; Schenk, PM Bæling á Phytophthora capsici sýkingu og stuðla að vexti tómata af jarðvegsbakteríum. Rhizosphere 2019, 9, 72–75. [Krossvísun]

58. Raza, W.; Ling, N.; Liu, D.; Wei, Z.; Huang, Q.; Shen, Q. Rokgjarn lífræn efnasambönd framleidd af Pseudomonas fluorescens WR-1 takmarka vöxt og meinvirknieiginleika Ralstonia solanacearum. Örverur. Res. 2016, 192, 103–113. [Krossvísun]

59. Kishimoto, K.; Matsui, K.; Ozawa, R.; Takabayashi, J. Rokgjarnt 1-okten-3-ól framkallar varnarviðbrögð í Arabidopsis thaliana. J. Gen. Plant Pathol. 2007, 73, 35–37. [Krossvísun]

60. Kottb, M.; Gigolashvili, T.; Großkinsky, DK; Piechulla, B. Trichoderma rokgjörn efni sem hafa áhrif á Arabidopsis: Frá hömlun til verndar gegn plöntusjúkdómsvaldandi sveppum. Framan. Örverur. 2015, 6, 995. [Krossvísun]

61. Hernandez-Leon, R.; Rojas-Solís, D.; Contreras-Perez, M.; del Carmen Orozco-Mosqueda, M.; Macías-Rodríguez, LI; Reyes-de la Cruz, H.; Valencia-Cantero, E.; Santoyo, G. Einkenni sveppaeyðandi og plöntuvaxtarhvetjandi áhrifa dreifanlegra og rokgjarnra lífrænna efnasambanda sem framleidd eru af Pseudomonas fluorescens stofnum. Biol. Eftirlit 2015, 81, 83–92. [Krossvísun]

62. Rojas-Solís, D.; Zetter-Salmon, E.; Contreras-Perez, M.; Rocha-Granados, MC; Macías-Rodríguez, L.; Santoyo, G. Pseudomonas stutzeri E25 og Stenotrophomonasmaltophilia CR71 endophytes framleiða sveppadrepandi rokgjörn lífræn efnasambönd og hafa aukandi vaxtarhvetjandi áhrif á plöntur. Biocatal. Agric. Líftækni. 2018, 13, 46–52. [Krossvísun]

63. Fialho, MB; Toffano, L.; Pedroso, þingmaður; Augusto, F.; Pascholati, SF Rokgjarn lífræn efnasambönd framleidd af Saccharomyces cerevisiae hamla in vitro þróun Guignardia citricarpa, orsakavalds sítrussvartblettis. Heimur J. Microbiol. Líftækni. 2010, 26, 925–932. [Krossvísun]

64. Gotor-Vila, A.; Teixid o, N.; Di Francesco, A.; Usall, J.; Ugolini, L.; Torres, R.; Mari, M. Sveppaeyðandi áhrif rokgjarnra lífrænna efnasambanda framleidd af Bacillus amyloliquefaciens CPA-8 gegn rotnun ávaxtasýkla kirsuberja. Food Microbiol. 2017, 64, 219–225. [CrossRef] [PubMed]

65. Ryu, CM; Farag, MA; Hu, CH; Reddy, MS; Kloepper, JW; Pare, PW Rokefni úr bakteríum valda kerfisbundnu viðnámi í Arabidopsis. Plant Physiol. 2004, 134, 1017–1026. [Krossvísun]

66. Lee, B.; Farag, MA; Park, HB; Kloepper, JW; Lee, SH; Ryu, CM Framkallað ónæmi af langkeðju rokgjarnri bakteríu: Kveikja á kerfisbundinni vörn plantna með C13 rokgjarnri framleitt af Paenibacillus polymyxa. PLoS ONE 2012, 7, e48744. [Krossvísun]