Rhizobacterial Strategies for Abiotic Stress Mitigation: From Molecular Mechanisms to Precision Microbiome Management

Özet

Küresel gıda güvenliği, iklim değişikliğinden kaynaklanan kuraklık, tuzluluk, ısı ve su baskını gibi abiyotik streslerden sürekli olarak baskı altındadır. Bu nedenle, ürün verimliliği azalır ve tarım sistemleri dünya çapında savunmasız hale gelir. Bitki büyümesini teşvik eden rizobakteriler (PGPR), biyolojik azot fiksasyonu, fosfat çözünürleştirme, fitohormon biyosentezi, ACC deaminaz aracılı etilen modülasyonu, sistemik direncin indüklenmesi, antioksidan enzim yukarı regülasyonu ve ozmoregülatör adaptasyon dahil olmak üzere moleküler olarak çeşitli mekanizmalar yoluyla bu etkileri hafifletebilen biyolojik ajanlardır. Bu inceleme, PGPR aracılı stres toleransını eleştirel bir şekilde sentezler ve stresli iklim altında rizofosfer işlevselliğini artırmak için bir araç olarak mikrobiyom mühendisliğini değerlendirir. PGPR, bilinen biyolojik gübre rollerinin ötesinde, dijital tarım çerçevelerine entegre edilebilen akıllı bir biyolojik bileşen olarak da işlev görebilir. Pirinç, buğday, mısır, baklagiller ve bahçe bitkileri de dahil olmak üzere başlıca tarım sistemlerinde PGPR'nin (Bitki Büyümesini Teşvik Eden Bakteriler) kullanımı, biyokömür, nanopartiküller ve organik iyileştiricilerle sinerjik kombinasyonlar halinde değerlendirilmiştir. Başlıca engeller, yani tutarsız saha performansı, kararsız formülasyon, düzenleyici kısıtlamalar ve gelişmekte olan ülkelerdeki sınırlı veri altyapısı eleştirel bir şekilde incelenmiştir. Gelecekteki araştırma öncelikleri arasında yapay zeka destekli mikrobiyom mühendisliği, CRISPR tabanlı suş optimizasyonu ve PGPR'nin döngüsel biyoeonomi modellerine entegrasyonu yer almaktadır. Bu inceleme, yeni nesil, dijital olarak etkinleştirilmiş, iklim değişikliğine dayanıklı tarım sistemlerinde PGPR'nin benimsenmesi için kapsamlı bir çerçeve oluşturmaktadır.