Mekanisme biokontrol Bacillus: Meningkatkan efisiensi pertanian hijau

Tinjauan ini merangkum mekanisme biokontrol Bacillus yang umum dan yang baru ditemukan, termasuk produksi antimikroba, kompetisi relung, induksi ketahanan sistemik, gangguan quorum sensing, dan penataan ulang mikrobiota tanah. Tinjauan ini juga mengusulkan konsorsium mikroba sintetik dan prebiotik asal rizosfer sebagai strategi baru untuk meningkatkan efektivitas biokontrol.

Nan Zhang; Zhengqi Wang; Jia-Hui Shao; Zhi-Hui Xu; Yun-Peng Liu; Weibing Xun; Youzhi Miao; Qirong Shen; Ruifu Zhang· Microbial Biotechnology· 2023· DOI 10.1111/1751-7915.14348

Masalah inti

Penyakit tanaman menjadi ancaman signifikan bagi ketahanan pangan global dan keberlanjutan pertanian. Genus *Bacillus* telah banyak digunakan sebagai agen biokontrol karena kemampuannya membentuk endospora, menghasilkan beragam senyawa antimikroba, dan mendorong pertumbuhan tanaman. Seiring tuntutan pembangunan pertanian berkelanjutan, pengendalian biologis menggunakan *Bacillus* menawarkan alternatif ramah lingkungan terhadap pestisida kimia. Kemajuan terkini dalam penelitian mikrobiom dan kajian interaksi mikroba-tanaman telah mengungkap mekanisme baru yang mendasari aktivitas biokontrol *Bacillus*, melampaui paradigma klasik. Tinjauan ini bertujuan merangkum mekanisme umum dan mekanisme baru, serta mengusulkan strategi untuk meningkatkan efektivitas agen *Bacillus* dalam pertanian hijau.

Inovasi

Penelitian ini merupakan tinjauan naratif yang merangkum temuan dari literatur terkini tentang mekanisme biokontrol *Bacillus*. Penulis menelaah studi tentang produksi senyawa antimikroba, kompetisi relung dan nutrisi, induksi ketahanan sistemik, gangguan quorum sensing, penataan ulang mikrobiota tanah, dan fenomena 'cry for help'. Mereka juga menganalisis strategi baru seperti konsorsium mikroba sintetik dan prebiotik asal rizosfer. Tinjauan ini memadukan wawasan dari penelitian mikrobiom dan interaksi mikroba-tanaman untuk memberikan gambaran menyeluruh tentang biokontrol *Bacillus* dan mengusulkan arah riset selanjutnya.

Pendahuluan

Penyakit tanaman menjadi ancaman signifikan bagi ketahanan pangan global dan keberlanjutan pertanian. Genus *Bacillus* telah banyak digunakan sebagai agen biokontrol karena kemampuannya membentuk endospora, menghasilkan beragam senyawa antimikroba, dan mendorong pertumbuhan tanaman. Seiring tuntutan pembangunan pertanian berkelanjutan, pengendalian biologis menggunakan *Bacillus* menawarkan alternatif ramah lingkungan terhadap pestisida kimia. Kemajuan terkini dalam penelitian mikrobiom dan kajian interaksi mikroba-tanaman telah mengungkap mekanisme baru yang mendasari aktivitas biokontrol *Bacillus*, melampaui paradigma klasik. Tinjauan ini bertujuan merangkum mekanisme umum dan mekanisme baru, serta mengusulkan strategi untuk meningkatkan efektivitas agen *Bacillus* dalam pertanian hijau.

Mengapa penting

Integrasi mekanisme-mekanisme ini menunjukkan bahwa biokontrol *Bacillus* adalah proses berlapis yang melibatkan antagonisme langsung, efek tidak langsung yang dimediasi tanaman, dan manipulasi mikrobiom rizosfer. Mekanisme 'cry for help' merupakan sistem komunikasi tanaman-mikroba yang canggih yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan biokontrol. Konsorsium mikroba sintetik dapat meniru tanah supresif alami dan memberikan perlindungan yang lebih kokoh dan stabil dibandingkan strain tunggal. Prebiotik asal rizosfer menawarkan pendekatan berkelanjutan untuk merangsang mikroorganisme bermanfaat asli, berpotensi mengurangi kebutuhan inokulan eksogen. Namun, tantangan masih ada dalam mengoptimalkan formulasi, memastikan efektivitas di lapangan, dan memahami interaksi kompleks di dalam rizosfer. Penelitian selanjutnya harus berfokus pada penjelasan sinyal molekuler yang terlibat dalam perekrutan *Bacillus* oleh tanaman, perancangan konsorsium yang disesuaikan dengan tanaman dan patogen tertentu, dan pengembangan formulasi prebiotik yang hemat biaya. Strategi yang diusulkan menjanjikan peningkatan efisiensi pertanian hijau dan pengurangan ketergantungan pada pestisida kimia.

Siapa yang sebaiknya membaca

Pembaca Research Digest dan praktisi rumpun ini.

Membuka konten member…