A review on possible elicitor molecules of cyanobacteria: their role in improving plant growth and providing tolerance against biotic or abiotic stress

Abstract

Cyanobacteria are prominent inhabitants of many agricultural soils, where they potentially contribute towards biological nitrogen fixation, help in phosphate solubilization and mineral release to improve soil fertility and crop productivity. However, beside naturally fertilizing and balancing mineral nutrition in the soil, many cyanobacteria are known to release various kinds of biologically active substances like proteins, vitamins, carbohydrates, amino acids, polysaccharides and phytohormones that function as elicitor molecules to promote plant growth and help them to fight against biotic and abiotic stress. These metabolites produced by the cyanobacteria affect the gene expression of the host plants and thereby bring about qualitative and quantitative changes in the phytochemical composition of the plants. Experiments carried out with live inoculum or with the extracts of cyanobacterial strains on several plant species, such as rice, wheat, maize, cotton etc., have demonstrated the synthesis of signalling metabolites. Thus, in view of its beneficial effect, this paper reviews the role of cyanobacteria in triggering the growth and development of plants and hence its utilization in agriculture.

Effect of the Elicitor Hyaluronic acid on Multiplication and Indirect Regeneration of Curcuma longa L. Plant

“…Elicitors as HA are extrinsic or foreign molecules often associated with plant pests, diseases or synergistic organisms, elicitor molecules can attach to special receptor proteins located on plant cell membranes, it may by control or manipulate or promote plant growth and biosynthesis of active constituents (Coste et al, 2011;Patel and Krishnamurthy, 2013;Singh, 2014) and Nahar et al .(2011). In this concern, Habiba et al (2014) found that HA at 1 mg l -1 produced the highest shoots per explant of Cymbidium dayanum and Dendrobium kingianum respectively.…”

Cyanobacteria that Promote Plant Growth and Metabolites

“…Siyanobakterilerin likenlerde tallus morfojenezini etkilediği bilinmektedir (Singh et al, 2016). Likenler üzerinde yapılan çalışmalarda, belirli bir mantarın farklı siyanobakteriyel ortaklarla farklı morfolojiler ürettiğini ve farklı siyanobakteriyel suşlar tarafından farklı sinyaller salgılandığını göstermiştir (Singh, 2014).…”

“…Siyanobakteriler, biyolojik azot fiksasyonuna potansiyel katkıda bulunan, toprak verimliliğini ve ürün verimliliğini arttırmak için fosfatın çözünmesine ve mineral salınımına katkıda bulunan birçok tarım topraklarının önemli sakinleri olarak tanımlanmıştır (Singh, 2014). Siyanobakterin, bitki büyümesini desteklemek için sinyal molekülleri olarak işlev gören proteinler, vitaminler, karbonhidratlar, amino asitler, polisakkaritler ve fitohormonlar gibi çeşitli biyolojik olarak aktif maddeleri serbest bıraktığı bilinmektedir.…”

“…Rizosfer için mikroorganizmaların bolluğu ve çeşitliliği önemlidir. Çoğu mikroorganizma için uygun bir niş sunmaktadır ve bu mikroorganizmaların metabolik aktiviteleri bitki gelişimi ile yakından ilişkilidir (Singh, 2014). Prasanna, Jaiswal, Nayak, Sood ve Kaushik (2009a) (Prasanna et al, 2009a).…”

“…Örneğin; Briceno et al (2012) ve Pan ve Liu (2011) çalışmalarında elmada antosiyanin, fenolik ve askorbik asit üretimi, mango ve patateslerde fitosterol ve taraksasterol ve ahudududaki flavonoidlerin arttığını tespit etmişlerdir. Elisitörlerle muamele edildiğinde karotenoidlerin, özellikle likopen ve ß-karoten seviyesinin, domateslerde arttığı (Singh, 2014), havuçlarda ise terpenler, özellikle terenler, limonen ve kariyofil içeriklerinde artış meydana geldiği araştırıcılar tarafından bildirilmiştir (Singh, 2014;Takaichi, Maoka, & Mochimaru, 2009). Bu fitokimyasalların bitkilere uygulanan yararlı etkilerinin yanı sıra, terapötik olarak yüksek değere sahip oldukları açıklanmış; antioksidanlar, antikanserojen, antibakteriyel, antifungal, antiviral, antitrombotik, antienflamatuar, kan basıncını ve kan şekeri ile bağışıklığı destekleyici ve kolesterol düşürücü özelliklerinden dolayı sağlık üzerinde de etkili olabildikleri Yadav et al (2017) tarafından açıklanmıştır.…”