Biological control of major rice diseases has been attempted in several rice-growing countries in Asia during the last few decades and its application using antagonistic bacteria has proved to be somewhat successful for controlling various fungal diseases in field trials. Two novel endophytic Bacillus species, designated strains YC7007 and YC7010T, with anti-microbial, plant growth-promoting, and systemic resistance-inducing activities were isolated from the roots of rice in paddy fields at Jinju, Korea, and their multifunctional activities were analyzed. Strain YC7007 inhibited mycelial growth of major rice fungal pathogens strongly in vitro. Bacterial blight and panicle blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (KACC 10208) and Burkholderia glumae (KACC 44022), respectively, were also suppressed effectively by drenching a bacterial suspension (107 cfu/ml) of strain YC7007 on the rhizosphere of rice. Additionally, strain YC7007 promoted the growth of rice seedlings with higher germination rates and more tillers than the untreated control. The taxonomic position of the strains was also investigated. Phylogenetic analyses based on 16S rRNA gene sequences indicated that both strains belong to the genus Bacillus, with high similarity to the closely related strains, Bacillus siamensis KACC 15859T (99.67%), Bacillus methylotrophicus KACC 13105T (99.65%), Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum KACC 17177T (99.60%), and Bacillus tequilensis KACC 15944T (99.45%). The DNA-DNA relatedness value between strain YC7010T and the most closely related strain, B. siamensis KACC 15859T was 50.4±3.5%, but it was 91.5±11.0% between two strains YC7007 and YC7010T, indicating the same species. The major fatty acids of two strains were anteiso-C15:0 and iso C15:0. Both strains contained MK-7 as a major respiratory quinone system. The G+C contents of the genomic DNA of two strains were 50.5 mol% and 51.2 mol%, respectively. Based on these polyphasic studies, the two strains YC7007 and YC7010T represent novel species of the genus Bacillus, for which the name Bacillus oryzicola sp. nov. is proposed. The type strain is YC7010T (= KACC 18228T). Taken together, our findings suggest that novel endophytic Bacillus strains can be used for the biological control of rice diseases.
Keywords: bacterial blight, endophytes, induced systemic resistance, leaf rot, novel Bacillus, rice growth promotion
Rice is the staple food over half of the world population and its production was estimated approximately 745 million tonnes in 2013 worldwide. Asia ranks highest in rice production but 24–41% of losses occur annually due to the major limiting factor, diseases (Anon., 2014; Savary et al., 2000). More than 70 diseases caused by fungi, bacteria, viruses, and nematodes have been recorded in rice and especially rice blast, bacterial leaf blight, grain rot, and bakanae are the most serious seed-borne diseases reducing yields (Ou, 1985). The bacterial blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae enormously affects yield losses 10–50% of total rice production, depending on the situation (Mew, 1992). Other bacterial diseases including seedling blight and rot, leaf sheath rot, leaf browning, panicle blight, bacterial wilt, and grain rot caused by Burkholderia glumae reduced the yield by up to 75% in some cases (Kim et al., 2010; Ura et al., 2006). The yield losses due to bakanae caused by Fusarium fujikuroi were estimated to be approximately 10–50% in the Asian rice-growing areas (Bonman, 1992). For controlling the diseases, chemical fungicides have been widely used in most Asian countries during past decades, but the efficacy of fungicides has decreased recently due to the occurrence of resistance (Yang et al., 2012). Additionally, the misuse of chemical fungicides has adverse effects on the agricultural environment and farmers, so the development of alternative control measures, specifically, biological controls using antagonistic microorganisms, has been attempted in many Asian countries (Gnanamanickam, 2009).
Biological control using antagonistic bacteria would be environmentally sound and can be implemented as an integrated disease management tool. Various bacterial genera, such as Bacillus, Burkholderia, Lysobacter, Pantoea, Pseudomonas, and Streptomyces have been used as biocontrol agents for controlling diseases of many crops, but a few studies have been reported on the biological control of rice diseases (Bouizgarne, 2013; McSpadden Gardener, 2010). The multiple use of antagonistic bacteria Streptomyces and Bacillus species has been attempted for the control of rice sheath blight (Sung and Chung, 1997). Rice blast and sheath blight were controlled effectively by Bacillus vallismortis EXTN-1 and two antagonistic bacterial strains, Pseudomonas fluorescens mc75 and pc78 (Choi et al., 2006; Park et al., 2006). Bakanae and seedling rot of rice caused by Fusarium moniliforme and F. fujikuroi were also controlled by antagonistic P. fluore
การควบคุมทางชีวภาพของโรคข้าวที่สำคัญได้รับการพยายามในหลายประเทศปลูกข้าวในเอเชียในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาและการประยุกต์ใช้แบคทีเรียได้พิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จบ้างในการควบคุมโรคเชื้อราต่าง ๆ ในการทดลองภาคสนาม นวนิยายทั้งสองชนิด Bacillus เอนโดไฟท์สายพันธุ์ที่ได้รับมอบหมายและ YC7007 YC7010T กับต่อต้านจุลินทรีย์เจริญเติบโตของพืชส่งเสริมและกิจกรรมความต้านทานการกระตุ้นให้เกิดระบบที่แยกได้จากรากข้าวในนาข้าวที่ Jinju เกาหลีและมัลติฟังก์ชั่กิจกรรมของพวกเขาถูกวิเคราะห์ สายพันธุ์ YC7007 ยับยั้งการเจริญของเส้นใยของเชื้อราสาเหตุโรคข้าวที่สำคัญอย่างยิ่งในหลอดทดลอง ทำลายเชื้อแบคทีเรียและทำลายช่อที่เกิดจากเชื้อ Xanthomonas oryzae pv oryzae (KACC 10208) และ Burkholderia glumae (KACC 44022) ตามลำดับนอกจากนี้ยังมีการปราบปรามอย่างมีประสิทธิภาพโดย drenching ระงับแบคทีเรีย (107 CFU / ml) ของสายพันธุ์ YC7007 ในบริเวณรากข้าว นอกจากนี้ความเครียด YC7007 การส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นกล้าข้าวที่มีอัตราการงอกสูงขึ้นและหน่อมากกว่าการควบคุมการรับการรักษา ตำแหน่งการจัดหมวดหมู่ของสายพันธุ์นอกจากนี้ยังได้รับการตรวจสอบ วิวัฒนาการการวิเคราะห์บนพื้นฐานของ 16S rRNA ลำดับยีนชี้ให้เห็นว่าทั้งสองสายพันธุ์ที่อยู่ในสกุล Bacillus ที่มีความคล้ายคลึงกันสูงให้กับสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดเชื้อ Bacillus siamensis KACC 15859T (99.67%) Bacillus methylotrophicus KACC 13105T (99.65%) Bacillus amyloliquefaciens subsp plantarum KACC 17177T (99.60%) และ Bacillus tequilensis KACC 15944T (99.45%) ค่าดีเอ็นเอดีเอ็นเอสัมพันธ์ระหว่าง YC7010T สายพันธุ์และสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดมากที่สุดบี siamensis KACC 15859T 50.4 ± 3.5% แต่มันก็เป็น 91.5 ± 11.0% ระหว่างสองสายพันธุ์ YC7007 และ YC7010T แสดงให้เห็นสายพันธุ์เดียวกัน กรดไขมันที่สำคัญของทั้งสองสายพันธุ์เป็น anteiso-C15: 0 และ ISO C15: 0 ทั้งสองสายพันธุ์มี MK-7 เป็นระบบ quinone สำคัญทางเดินหายใจ เนื้อหา G + C ของดีเอ็นเอของทั้งสองสายพันธุ์เป็น 50.5 mol% และ 51.2 mol% ตามลำดับ จากการศึกษา polyphasic เหล่านี้ทั้งสองสายพันธุ์ YC7007 และ YC7010T ตัวแทนของสายพันธุ์ของเชื้อ Bacillus นวนิยายประเภทซึ่งชื่อ Bacillus oryzicola SP พฤศจิกายน มีการเสนอ สายพันธุ์คือชนิด YC7010T (= KACC 18228T) ที่ร่วมกันค้นพบของเราแสดงให้เห็นว่านวนิยายเรื่องสายพันธุ์ Bacillus เอนโดไฟท์สามารถนำมาใช้สำหรับการควบคุมทางชีวภาพของโรคข้าว.
คำสำคัญ: โรคขอบใบแห้ง, endophytes เทพต้านทานระบบใบเน่านวนิยาย Bacillus ส่งเสริมการเจริญเติบโตของข้าว
ข้าวเป็นอาหารหลักมากกว่าครึ่งหนึ่งของ ประชากรโลกและการผลิตอยู่ที่ประมาณประมาณ 745,000,000 ตันในปี 2013 ทั่วโลก เอเชียครองอันดับสูงสุดในการผลิตข้าว แต่ 24-41% ของการสูญเสียที่เกิดขึ้นเป็นประจำทุกปีเนื่องจากปัจจัย จำกัด ที่สำคัญโรค (อานนท์ 2014;.. Savary, et al, 2000) มากกว่า 70 โรคที่เกิดจากเชื้อราแบคทีเรียไวรัสและไส้เดือนฝอยได้รับการบันทึกไว้ในข้าวและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการระเบิดข้าวใบไหม้แบคทีเรียเน่าข้าวและ bakanae เป็นโรคเมล็ดพันธุ์ที่มีเชื้อร้ายแรงที่สุดลดอัตราผลตอบแทน (OU, 1985) โรคใบไหม้ที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย Xanthomonas oryzae pv oryzae มหาศาลส่งผลกระทบสูญเสียผลผลิต 10-50% ของการผลิตข้าวทั้งหมดขึ้นอยู่กับสถานการณ์ (หมิว, 1992) แบคทีเรียโรคอื่น ๆ รวมทั้งทำลายต้นกล้าและเน่ากาบใบเน่าเกิดสีน้ำตาลใบช่อพังเหี่ยวและเน่าข้าวที่เกิดจากเชื้อ glumae ลดอัตราผลตอบแทนได้ถึง 75% ในบางกรณี (Kim et al, 2010;. Ura et al., 2006) การสูญเสียผลผลิตเนื่องจาก bakanae ที่เกิดจากเชื้อรา Fusarium fujikuroi ประมาณจะอยู่ที่ประมาณ 10-50% ในพื้นที่ปลูกข้าวในเอเชีย (Bonman, 1992) สำหรับการควบคุมโรคเชื้อราสารเคมีที่ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศแถบเอเชียมากที่สุดในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แต่ประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อราได้ลดลงเมื่อเร็ว ๆ นี้เนื่องจากการเกิดขึ้นของความต้านทาน (Yang et al., 2012) นอกจากนี้ในทางที่ผิดของสารฆ่าเชื้อราสารเคมีที่มีผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมทางการเกษตรและเกษตรกรเพื่อการพัฒนามาตรการการควบคุมทางเลือกโดยเฉพาะการควบคุมทางชีวภาพโดยใช้จุลินทรีย์ปฏิปักษ์ได้รับการพยายามในหลายประเทศในเอเชีย (Gnanamanickam 2009).
การควบคุมทางชีวภาพโดยใช้ปฏิปักษ์ แบคทีเรียจะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสามารถนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการจัดการโรคแบบบูรณาการ จำพวกแบคทีเรียต่างๆเช่น Bacillus, Burkholderia, Lysobacter, Pantoea, Pseudomonas และ Streptomyces ได้ถูกนำมาใช้เป็นสารควบคุมทางชีวภาพในการควบคุมโรคของพืชจำนวนมาก แต่การศึกษาน้อยได้รับการรายงานการควบคุมทางชีวภาพของโรคข้าว (Bouizgarne, 2013; McSpadden Gardener 2010) การใช้หลาย Streptomyces แบคทีเรียและเชื้อ Bacillus สายพันธุ์ที่ได้รับการพยายามในการควบคุมโรคใบไหม้ข้าวเปลือก (ร้องและจุง 1997) เดอะ ระเบิดข้าวและโรคกาบใบแห้งถูกควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพโดย Bacillus vallismortis EXTN-1 และสองสายพันธุ์แบคทีเรียปฏิปักษ์ Pseudomonas fluorescens MC75 และ pc78 (Choi et al, 2006;.. สวน et al, 2006) Bakanae และต้นกล้าข้าวเน่าที่เกิดจากเชื้อรา Fusarium moniliforme และเอฟ fujikuroi ยังถูกควบคุมโดยปฏิปักษ์พี fluore
การแปล กรุณารอสักครู่..
การควบคุมทางชีวภาพของโรคข้าวที่สำคัญได้รับการพยายามปลูกข้าวหลายประเทศในเอเชียในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาและการประยุกต์การใช้เชื้อแบคทีเรียปฏิปักษ์ได้พิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จค่อนข้างควบคุมต่าง ๆโรคเชื้อราในการทดลองภาคสนาม สองนวนิยายชนิดและสายพันธุ์เชื้อรา , เขต yc7007 yc7010t , ต่อต้านจุลินทรีย์ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช และกระตุ้นกิจกรรมต่อต้านระบบที่แยกได้จากรากของข้าวในนาข้าวที่จินจู , เกาหลี , และกิจกรรมของพวกเขาโดยวิเคราะห์ สายพันธุ์ yc7007 ยับยั้งการเจริญของเชื้อโรคเชื้อราในข้าวที่สำคัญอย่างยิ่งในเด็ก ทำลายแบคทีเรีย Xanthomonas oryzae pv รวงไหม้ที่เกิดจาก . oryzae ( kacc 10208 ) และ Burkholderia glumae ( kacc 44022 ) ตามลำดับ นอกจากนี้ยังสามารถได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยวิธีระงับแบคทีเรีย ( 107 CFU / ml ) ของ yc7007 เมื่อยในรากข้าว นอกจากนี้ ความเครียด yc7007 ส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นกล้าข้าวที่มีราคาสูงขึ้นและการงอกหน่อมากกว่าการควบคุมสาร ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของสายพันธุ์มีลักษณะ ซึ่งวิเคราะห์ลำดับเบส 16S rRNA ยีนบนพื้นฐานพบว่าทั้งสองสายพันธุ์อยู่ในจีนัส Bacillus ที่มีความคล้ายคลึงกันสูงที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสายพันธุ์ Bacillus siamensis kacc 15859t ( 99.67 % ) , Bacillus methylotrophicus kacc 13105t ( 99.65 % ) , Bacillus amyloliquefaciens subsp . กรด kacc 17177t ( 2490 บ. % ) และ Bacillus tequilensis kacc 15944t ( 99.45 % ) การแบ่งงานกันทำ dna-dna ค่าระหว่าง yc7010t สายพันธุ์และสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องมากที่สุดอย่างใกล้ชิด , B . siamensis kacc 15859t คือ 50.4 ± 3.5% แต่มัน± 91.5 % ระหว่างสองสายพันธุ์ yc7007 และ yc7010t แสดงชนิดเดียวกัน กรดไขมันหลักของทั้งสองสายพันธุ์ และ anteiso-c15:0 c15:0 ISO ทั้งสองสายพันธุ์ที่มีอยู่ mk-7 เป็นระบบควิโนนทางเดินหลัก G + C เนื้อหาของดีเอ็นเอของทั้งสองสายพันธุ์ คือ 50.5 โมล % และ 51.2 โมลเปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ จากการศึกษา polyphasic เหล่านี้สองสายพันธุ์ของชนิดของนวนิยายและ yc7007 yc7010t สกุลบาซิลลัสที่ชื่อ Bacillus sp . เป็น oryzicola เสนอ ประเภทเมื่อย yc7010t ( = kacc 18228t ) ถ่ายด้วยกัน เราได้ค้นพบว่านวนิยาย Bacillus สายพันธุ์ราที่สามารถใช้ในการควบคุมทางชีวภาพของโรคข้าวคำสำคัญ : แบคทีเรียโรค endophytes ชักนำ , ระบบต้านทาน ใบเน่า ในนวนิยาย ส่งเสริมการเจริญเติบโตของข้าวข้าวเป็นอาหารหลักมากกว่าครึ่งหนึ่งของประชากรโลก และการผลิตถูกคาดประมาณ 745 ล้านตันในปี 2013 ทั่วโลก เอเชียอันดับสูงสุดในการผลิตข้าว แต่ 24 – 41 % ของการสูญเสียที่เกิดขึ้นทุกปี เนื่องจากหลักปัจจัยจำกัด , โรค ( anon. 2014 ; savary et al . , 2000 ) กว่า 70 โรคที่เกิดจากเชื้อรา แบคทีเรีย ไวรัส และไส้เดือนฝอย ได้ถูกบันทึกไว้ในข้าวและระเบิดโดยเฉพาะข้าวที่มีเมล็ดและใบไหม้ , เน่า , บากาเนเป็น borne โรคร้ายแรงที่สุด เมล็ด ลดผลผลิต ( หรือ , 1985 ) เชื้อแบคทีเรีย Xanthomonas oryzae pv โรคที่เกิดจาก . มหาศาล ส่งผลกระทบต่อการสูญเสียผลผลิต 10 –ข่าวจาก 50% ของผลผลิตข้าวทั้งหมด ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ ( มิว , 1992 ) แบคทีเรียก่อโรคอื่น ๆ รวมทั้งโรคต้นกล้าเน่า และเน่า กาบใบ ใบสีน้ำตาล ช่อดอกไหม้ , แบคทีเรีย , เหี่ยว , และเมล็ดเน่าที่เกิดจาก Burkholderia glumae ลดผลผลิตถึง 75% ในบางกรณี ( Kim et al . , 2010 ; ปานเจริญ et al . , 2006 ) ผลขาดทุนเนื่องจากบากาเนจาก Fusarium fujikuroi ถูกคาดว่าจะมีประมาณ 10 – 50% ในเอเชีย พื้นที่ปลูกข้าว ( bonman , 1992 ) การควบคุมโรค , สารเคมีสารเคมีที่ใช้อย่างแพร่หลายในประเทศแถบเอเชียมากที่สุดในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แต่ประสิทธิภาพของสารเคมีได้ลดลงเมื่อเร็ว ๆนี้เนื่องจากการเกิดความต้านทาน ( หยาง et al . , 2012 ) นอกจากนี้ การใช้สารเคมี สารเคมีที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การเกษตรและเกษตรกร ดังนั้น การพัฒนาทางเลือกมาตรการควบคุม โดยเฉพาะ การควบคุมทางชีวภาพโดยใช้จุลินทรีย์ปฏิปักษ์ มีความพยายามในหลายประเทศในเอเชีย ( gnanamanickam , 2009 )การควบคุมทางชีวภาพโดยใช้เชื้อแบคทีเรียปฏิปักษ์จะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และสามารถใช้เป็นแบบบูรณาการการบริหารจัดการโรค เครื่องมือ สกุลเชื้อต่างๆ เช่น เชื้อ Burkholderia lysobacter pantoea , , , , Pseudomonas และ Streptomyces ได้ถูกใช้เป็นสารไบโอคอนโทรลสำหรับควบคุมโรคพืชมาก แต่บางการศึกษาที่ได้รับรายงานในการควบคุมทางชีวภาพของโรคข้าว ( bouizgarne 2013 ; mcspadden คนสวน , 2010 ) ใช้หลายของเชื้อแบคทีเรียปฏิปักษ์ Bacillus สายพันธุ์ Streptomyces และมีความพยายามในการควบคุมโรคเปลือกข้าว ( ซอง ชุง , 1997 ) ระเบิดข้าวและกาบใบแห้งถูกควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดย extn-1 vallismortis สายพันธุ์แบคทีเรียปฏิปักษ์ Bacillus และสอง , Pseudomonas fluorescens และ mc75 pc78 ( Choi et al . , 2006 ; ปาร์ค et al . , 2006 ) บากาเน และ ต้นกล้าเน่าของข้าวที่เกิดจากเชื้อรา Fusarium และถูกควบคุมโดย F . fujikuroi Fluor ปฏิปักษ์ P
การแปล กรุณารอสักครู่..