PHB jako czynnik kształtujący bakteryjną mikrobiotę korzeniową, poprawiający wzrost oraz walory dekoracyjne Philodendron erubescens

Interakcje między mikroorganizmami korzeniowymi a roślinami są kluczowe dla procesów wzrostu, rozwoju i przystosowania roślin do warunków środowiskowych [Hasani i in., 2018, Microbiome. 6:58]. Polihydroksymaślan (ang. polihydroxybutyrate; PHB), biodegradowalny polimer produkowany przez niektóre bakterie, może wpływać na różnorodność biologiczną mikrobioty glebowej [Zhou i in., 2021, Soil Biol. Biochem. 156: 108211]. Jest on powszechnie wykorzystywany w biotechnologii [Palmeiro-Sánchez i in., 2022, J Biotechnol. 348: 10-25], ale jego wpływ na wzrost i kondycję roślin pozostaje słabo poznany. Uważa się, że PHB posiada potencjał do wykorzystania jako dodatek do podłoża dla różnych gatunków roślin, w tym ozdobnych, jednak wymaga to w pierwszej kolejności głębszego zrozumienia interakcji roślina-mikrobiota w warunkach obecności tego polimeru.

Badania podstawowe w zakresie fizjologii różnych gatunków roślin ozdobnych zyskują na znaczeniu w kontekście coraz powszechniejszego stosowania systemów „zielonych ścian” jako biologicznie czynnych powierzchni w przestrzeni miejskiej. Włączenie PHB do technologii uprawy hydroponicznej w systemach wertykalnych mogłoby poprawić kondycję zieleni ozdobnej poprzez stymulację rozwoju bakterii promujących wzrost roślin (ang.: plant growth promoting bacteria; PGPR) [Silveira Alves i in. 2019. Appl. Environ. Microbiol., 85:e02586-18]. PGPR często bowiem wykazują antagonizm względem patogenów roślinnych, co sprzyjałoby poprawie tzw. ogólnego dobrostanu roślin. Ma to szczególnie istotne znaczenie w układach sztucznie tworzonych przez człowieka, w których naturalne interakcje roślin z otoczeniem są zazwyczaj zaburzone.

Celem działania naukowego jest uzyskanie odpowiedzi na pytanie czy/w jakim kierunku PHB modyfikuje bakteryjną mikrobiotę korzeniową i jak przekłada się to na wzrost i rozwój rośliny ozdobnej Philodendron erubescens (odmiana 'Imperial Green'). Hipoteza badawcza zakłada pozytywny wpływ PHB na aktywność i bioróżnorodność bakteryjnej mikrobioty korzeniowej, a tym samym kondycję roślin. Wybór gatunku jest podyktowany jego istotnym znaczeniem w systemach tzw. “zielonych ścian”. Roślina wytwarza duże, ozdobne liście dlatego często wykorzystywana jest w wertykalnych systemach hydroponicznych (WSH).