Plant Growth-Promoting Bacteria (PGPB) with Biofilm-Forming Ability: A Multifaceted Agent for Sustainable Agriculture
- N. Ajijah
- A. Fiodor
- A .K. Pandey
- A. Rana
- K. Pranaw
Resumo
As bactérias promotoras do crescimento vegetal (BPCV) aumentam o crescimento das plantas, além de protegê-las de vários estresses bióticos e abióticos por meio de diversos mecanismos. Portanto, a exploração das BPCV na agricultura é viável, pois oferece abordagens sustentáveis e ecológicas para manter a saúde do solo e, ao mesmo tempo, aumentar a produtividade das culturas. A chave vital da aplicação das BPCV na agricultura é sua eficácia em colonizar as raízes das plantas e a filosfera, e em desenvolver uma proteção através da formação de microcolônias e biofilmes. Os biofilmes oferecem vários benefícios às BPCV, como aumentar a resistência a condições ambientais adversas, proteger contra patógenos, melhorar a aquisição de nutrientes liberados no ambiente da planta e facilitar interações benéficas entre bactérias e plantas. Portanto, os biofilmes bacterianos podem competir com sucesso com outros microrganismos encontrados na superfície das plantas. Além disso, os biofilmes BPCV associados às plantas são capazes de proteger os locais de colonização, reciclar nutrientes, aumentar as defesas contra patógenos e aumentar a tolerância a estresses abióticos, aumentando assim a produtividade agrícola e o rendimento das culturas. Esta revisão destaca o papel dos biofilmes na colonização bacteriana das superfícies vegetais e as estratégias utilizadas pelas BPCV formadoras de biofilmes. Além disso, os fatores que influenciam a formação de biofilmes BPCV nas interfaces entre raízes e brotos das plantas são discutidos criticamente. Isso abrirá caminho para o papel dos biofilmes BPCV no desenvolvimento de formulações bacterianas e na abordagem dos desafios relacionados à sua eficácia e competência na agricultura para a sustentabilidade.
Abstract
Plant growth-promoting bacteria (PGPB) enhance plant growth, as well as protect plants from several biotic and abiotic stresses through a variety of mechanisms. Therefore, the exploitation of PGPB in agriculture is feasible as it offers sustainable and eco-friendly approaches to maintaining soil health while increasing crop productivity. The vital key of PGPB application in agriculture is its effectiveness in colonizing plant roots and the phyllosphere, and in developing a protective umbrella through the formation of microcolonies and biofilms. Biofilms offer several benefits to PGPB, such as enhancing resistance to adverse environmental conditions, protecting against pathogens, improving the acquisition of nutrients released in the plant environment, and facilitating beneficial bacteria–plant interactions. Therefore, bacterial biofilms can successfully compete with other microorganisms found on plant surfaces. In addition, plant-associated PGPB biofilms are capable of protecting colonization sites, cycling nutrients, enhancing pathogen defenses, and increasing tolerance to abiotic stresses, thereby increasing agricultural productivity and crop yields. This review highlights the role of biofilms in bacterial colonization of plant surfaces and the strategies used by biofilm-forming PGPB. Moreover, the factors influencing PGPB biofilm formation at plant root and shoot interfaces are critically discussed. This will pave the role of PGPB biofilms in developing bacterial formulations and addressing the challenges related to their efficacy and competence in agriculture for sustainability.
