Yu, Jun Myoung;Wang, Dongping;Pierson, Leland S. III;Pierson, Elizabeth A.
The Plant Pathology Journal
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v.34
no.1
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pp.44-58
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2018
Pseudomonas chlororaphis 30-84 is a biological control agent selected for its ability to suppress diseases caused by fungal pathogens. P. chlororaphis 30-84 produces three phenazines: phenazine-1-carboxylic acid (PCA), 2-hydroxy-phenazine-1-carboxylic acid (2OHPCA) and a small amount of 2-hydroxy-phenazine (2OHPHZ), and these are required for fungal pathogen inhibition and wheat rhizosphere competence. The two, 2-hydroxy derivatives are produced from PCA via the activity of a phenazine-modifying enzyme encoded by phzO. In addition to the seven biosynthetic genes responsible for the production of PCA, many other Pseudomonas strains possess one or more modifying genes, which encode enzymes that act independently or together to convert PCA into other phenazine derivatives. In order to understand the fitness effects of producing different phenazines, we constructed isogenic derivatives of P. chlororaphis 30-84 that differed only in the type of phenazines produced. Altering the type of phenazines produced by P. chlororaphis 30-84 enhanced the spectrum of fungal pathogens inhibited and altered the degree of take-all disease suppression. These strains also differed in their ability to promote extracellular DNA release, which may contribute to the observed differences in the amount of biofilm produced. All derivatives were equally important for survival over repeated plant/harvest cycles, indicating that the type of phenazines produced is less important for persistence in the wheat rhizosphere than whether or not cells produce phenazines. These findings provide a better understanding of the effects of different phenazines on functions important for biological control activity with implications for applications that rely on introduced or native phenazine producing populations.
Park, Se Won;Yang, Hee-Jong;Seo, Ji Won;Kim, Jinwon;Jeong, Su-ji;Ha, Gwangsu;Ryu, Myeong Seon;Yang, Hee Gun;Jeong, Do-Youn;Lee, Hyang Burm
The Korean Journal of Mycology
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v.49
no.4
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pp.441-454
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2021
Fungal diseases including anthracnose, stem rot, blight, wilting, and root rot of crops are caused by phytopathogens such as Colletotrichum species, Sclerotinia sclerotiorum, Phytophthora species, and Fusarium oxysporum and F. solani which threaten the production of chili pepper. In this study, to identify biological control agents (BCAs) of phytopathogenic fungi, potentially useful Bacillus species were isolated from the field soils. We screened out five Bacillus strains with antagonistic capacity that are efficiently inhibiting the growth of phytopathogenic fungi. Bacillus species were characterized by the production of extracellular enzymes, siderophores, and indole-3-acetic acid (IAA). Furthermore, the influence of bacterial strains on the plant growth promoting activity and seedling vigor index were assessed using Brassica juncea as a model plant. Inoculation with Bacillus subtilis SRCM 121379 significantly increased the length of B. juncea shoots and roots by 45.6% and 52.0%, respectively. Among the bacterial isolates, Bacillus subtilis SRCM 121379 showed the superior enzyme activities, antagonistic capacity and plant growth promoting effects. Based on the experimental results, Bacillus subtilis SRCM 121379 (GenBank accession no. NR027552) was finally selected as a BCA candidate.
In vitro and in vivo activities of a biocontrol agent, Bacillus stearothermophilus strain YC4194 was evaluated for the control of Pythium damping-off of cucumber. B. stearothermophilus YC4194 inhibited germination of cystospores and formation of zoosporangia of Pythium aphanidermatum in vitro. Incorporation of a bentonite and talc based formulation(10$^{9}$ cfu/g) of B. stearothermophilus YC4194 to the nursery soils (10 g/ι soil) resulted In a significant (p=0.01) reduction in the disease severity of cucumber damping-off after inoculation with P. aphanidermatum. The control efficacy of B. stearothermophilus YC4194 formulation was not different from that of the fungicides, dimethomorph, metalaxyl, ethaboxam. When the cucumber plants were transplanted to the soil inoculated with P. aphanidermatum zoospores, the B. stearothermophilus YC4194 maintained the high population density in rhizosphere soil upto 10$^{7}$ cfu/g until 15 days after treatment.
Proceedings of the Korean Society of Plant Pathology Conference
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2003.10a
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pp.106-107
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2003
The effect of biological control agent Bacillus sp. (BAC03-3-1, BAC03-3-2, BAC02-4) on pre- and postemergence Sclerotinia rot of perilla (Perilla frutescens var. japonica) caused by Sclerotinia sclerotiorum was determined from greenhouse field trials. The ability of this antagonist to reduce germination of sclerotia of S. sclerotiorum was also evaluated. In the greenhouse, suspension of BAC03-3-1 application as root drench of perilla, which provided as little as 10$\^$7/ cells/ $m\ell$ per gram of soil, significantly increased plant stand in pathogen-infested soil over that in the untreated control. All three isolates reduced the germination of sclerotia of S. sclerotiorum in loamy sand soils in the greenhouse. In loamy sand amended with rice bran the sclerotial germination was inversely correlated (r = -0.79) with perilla stand in the greenhouse. However, a higher rate of bacterial suspension with rice bran(Ig dwt./100g soil) than that applied with bacterial suspensions only was necessary to achieve a comparable reduction in sclerotial germination. In field study, all three isolates added to soil to provide 10$\^$7/ cells/$m\ell$ per gram significantly prevented Sclerotinia rot (73-85%) after 35 days of growth. The isolate BAC02-4, BAC03-3-1 and BAC03-3-2 gave final stands of 65 to 75, 60 to 70, and 55 to 60%, respectively. The addition of rice bran(1 %) to loamy sand in the field resulted in a 10-fold increase in propagule numbers of the three isolates within 10 days of application.
The brown planthopper (BPH), Nilaparuata lugens, is the major pest 01 nce in Asla. Cument control tactics rely pnmalily on chemical ~nsecticides and resistant nce varieties In Korea, the most important biolog~cal conb-ol agent appears to be the naturally-occuning, mermlthid nematode, Agarnermrs unka. Although parasitism of BPH is highly variable from place to place and from year to year. the rnermithid is a promising biological control agent because it reduces the fecundity of the host and ultimately causes its death. The memithid has only one generation per year compared to the three to four generations of BPH, but the mermithid lemales stagger their egg production so that many individuals in all BPH generations are parastized. Augmentation of this rnermithld into BPH populations is only psslble on a limited scale because it is an obligate parasite and mass production technology has yet to be developed. Conservation of naturally-occumng populations through cultural techniques and the use of compatible resistant rice varieties and chemical insecticides may lead to an effective integrated pest management program for BPH.
Fusarium wilt of cucumber caused by Fusarium oxy-sporum f. sp. cucumerinum is a serious vascular disease worldwide. Biological control of Fusarium wilt in several crops has been accomplished by introducing non-pathogenic Fusarium sup. and other biocontrol agents in soil or in infection courts. In this study, quantitative models were used to determine the biocontrol efficacy of inundatively applied antagonist formulations and the length of their effectiveness in controlling Fusarium wilt of cucumber. Quantitative model of the form [Y=L (1${-exp}^{-kx}$)] best described the relationship between disease incidence (Y, %) and inoculum density (X) of isolates F51 and F55. Isolate F51 was selected as a more virulent isolate based on the extent of its effectiveness in causing the wilt disease. The degree of disease control (Xi/X) obtained with the density of the biocontrol agent (Z), was described by the model [Xi/X=A (1${-exp}^{-cz}$)]. The zeolite-based antagonist formulation amended with chitosan (ZAC) was better at lower rates of application and peaked at around 5 g/ kg of the potting medium, whereas the peat-based antagonist formulation (PA) peaked at around 10 g/kg of the potting medium. ZAC formulation provided significantly better suppression of Fusarium wilt as described by the curvilinear relationship of the type Y= a+bX+c$X^2$, where Y represents percent disease incidence and X represents sustaining effect of the biocontrol agent.
Membrane biofouling impedes wide application of membrane bioreactor (MBR) for wastewater treatment. Recently, quorum sensing (QS) mechanisms are accounted for one of major mechanisms in biofouling of MBRs. In this study, vanillin was applied to investigate reduction of biofouling in MBRs. MBR sludge was analyzed to contain QS signal molecules by cross-feeding biosensor assay and HPLC. In addition, the inhibitory activity of vanillin against bacterial quorum sensing was verified using an indicator strain CV026. The vanillin doses greater than 125 mg/L to 100 mL of MBR sludge showed 25% reduction of biofilm formed on the membrane surfaces. Two MBRs, i.e., a typical MBR as a control and an MBR with vanillin, were operated. The TMP increases of the control MBR were more rapid compared to those of the MBR with the vanillin dose of 250 mg/L. The treatment efficiencies of the two MBRs on organic removal and MLSS were maintained relatively constant. Extracellular polymeric substance concentrations measured at the end of the MBR operation were 173 mg/g biocake for the control MBR and 119 mg/g biocake for the MBR with vanillin. Vanillin shows great potential as an anti-biofouling agent for MBRs without any interference on microbial activity for wastewater treatment.
Pythium blight caused by Pythium spp. is one of major diseases in putting green of golf course. In this study, microorganisms which are anatgonistic to Pythium aphanidermatum, a pathogen of pythium blight, were selected primary through in vitro tests, dual culture method and triple layer agar diffusion method. In vivo test against pythium blight were conducted to select the best candidate biocontrol microorganism by pot experiment in a plastic house. Bacillus subtilis GB-0365 was finally selected as a biocontrol agent against pythium blight. Relative Performance Indies(RPI) was used as a criterion of selecting potential biocontrol agent. B. subtilis GB-0365 showed resistance to major synthetic agrochemicals used in golf course. Alternative application of synthetic agrochemicals and B. subtilis GB-0365 was most effective to successfully contol pythium blight. B. subtilis GB-0365 suppressed the development of pythium bight of bentgrass by 56.4% as compared to non-treated control and its disease control efficacy was 60.9% of a synthetic fungicide Oxapro(WP) efficacy. B. subtilis GB-0365 has a potential to be a biocontrol agent for control of pythium blight.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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