Подобно микробам обитающим в кишечнике человека, также внутренняя часть растения может служить убежищем для микроорганизмов. Находясь внутри корней, стеблей, листьев, плодов и даже семян и развивая синергетические отношения со своим хозяином, эти «эндофитные» микроорганизмы не обязательно причиняют вред растению. Вместо этого они часто полезны для прорастания, роста и защиты. Однако внутреннее пространство растений также содержит много «вторичных метаболитов», которые представляют собой естественные биоактивные соединения, обладающие сильными антимикробными свойствами, что делает эту среду, как правило, враждебной для микроорганизмов.
Впервые в истории исследовательской группе, в которую входит доктор Тошики Фуруя, доцент кафедры прикладной биологии Токийского университета науки, Япония, удалось выделить бактерии из семян маракуйи (Passiflora edulis). Исследование, которое раскрывает механизмы выживания этих бактерий внутри семян, было опубликовано в журнале MicrobiologyOpen .
В своем исследовании ученые сосредоточились на семенах P. edulis. Семена этого фрукта полны вторичных метаболитов с сильными антимикробными свойствами, таких как ресвератрол и пицеатаннол — последний присутствует в высоких концентрациях до 2,2 мг/г.
Доктор Фуруя раскрывает причины выбора семян маракуйи для исследования: «Чрезвычайно высокая концентрация пицеатаннола защищает семена P. edulis от микроорганизмов. Мы подумали, что было бы интересно узнать, сможет ли какой-либо эндофитный микроорганизм выжить в этой экстремальной среде.» Более ранние сообщения показали, что эндофиты, способные выживать в среде, богатой биологически активными соединениями,они обладают биокаталитической активностью, связанной с метаболизмом этих соединений.
Ученые собрали и стерилизовали поверхность семян естественно выращенного P. edulis перед тем, как разрезать или раздавить их и поместить на твердую питательную среду на основе агара для проверки роста микробов. Хотя на разрезанных или гомогенизированных семенах не появлялись микробные колонии. Но проростки, прорастающие из разрезанных семян, при воздействии питательной среды давали рост микробных колоний. Затем ученые выполнили секвенирование, чтобы идентифицировать бактерии, появившиеся на чашке с агаром.
Результаты были замечательными. Из проростков ученые выделили 19 штаммов, в том числе три штамма бактерий различных родов, о которых ранее не сообщалось. Они выдвинули гипотезу, что внутри семян пицеатаннол оказывает бактериостатическое (или «задерживающее рост бактерий»), а не бактерицидное (или «уничтожающее бактерии») действие на живущие в них бактерии.
Г-жа Аой Исида, соавтор исследования, объясняет: «Из-за наличия высокой концентрации пицеатаннола, рост бактерий в семенах замедлился, но при передаче рассаде следующего поколения во время прорастания, бактерии были освобождены от воздействия пицеатаннола и снова смогли расти ».
Ученые также обнаружили одну из бактерий Brevibacterium sp. PE28-2, которая обладает способностью превращать ресвератрол и пицеатаннол в их соответствующие производные. Это первый эндофит, проявляющий такую активность.
Доктор Фуруя и г-жа Исида очень надеются, что метод, установленный в этом исследовании, будет эффективным для выделения нескольких полезных эндофитных бактерий из различных растений. Более того, учитывая текущее внимание к разработке новых биомолекул с разнообразным применением, результаты этого исследования позволят ускорить исследования семенных эндофитных бактерий.
По материалам: phys.org
Маракуйя сама по себе суровое растение 🙂
А тут тем более