Erwinia amylovora and E. pyrifoliae are the causative agents of destructive diseases in both apple and pear trees viz. fire blight and black shoot blight, respectively. Since the introduction of fire blight in Korea in 2015, the occurrence of both pathogens has been independently reported. The co-incidence of these diseases is highly probable given the co-existence of their pathogenic bacteria in the same trees or orchards in a city/district. Hence, this study evaluated whether both diseases occurred in neighboring orchards and whether they occurred together in a single orchard. The competition and virulence of the two pathogens was compared using growth rates in vitro and in planta. Importantly, E amylovora showed significantly higher colony numbers than E. pyrifoliae when they were co-cultured in liquid media and co-inoculated into immature apple fruits and seedlings. In a comparison of the usage of major carbon sources, which are abundant in immature apple fruits and seedlings, E. amylovora also showed better growth rates than E. pyrifoliae. In virulence assays, including motility and a hypersensitive response (HR), E. amylovora demonstrated a larger diameter of travel from the inoculation site than E. pyrifoliae in both swarming and swimming motilities. E. amylovora elicited a HR in tobacco leaves when diluted from 1:1 to 1:16 but E. pyrifoliae does not elicit a HR when diluted at 1:16. Therefore, E. amylovora was concluded to have a greater competitive fitness than E. pyrifoliae.
Erwinia amylovora, the causal agent of fire-blight disease in apple and pear trees, was first isolated in South Korea in 2015. Although numerous studies, including omics analyses, have been conducted on other strains of E. amylovora, studies on South Korean isolates remain limited. In this study, we conducted a comparative proteomic analysis of the strain TS3128, cultured in three media representing different growth conditions. Proteins related to virulence, type III secretion system, and amylovoran production, were more abundant under minimal conditions than in rich conditions. Additionally, various proteins associated with energy production, carbohydrate metabolism, cell wall/membrane/envelope biogenesis, and ion uptake were identified under minimal conditions. The strain TS3128 expresses these proteins to survive in harsh environments. These findings contribute to understanding the cellular mechanisms driving its adaptations to different environmental conditions and provide proteome profiles as reference for future studies on the virulence and adaptation mechanisms of South Korean strains.
During the nationwide survey of fire blight, the typical shoot blight symptoms were found on Korean mountain ash (Sorbus alnifolia) which was located near an orchard that produced fire blight on pear trees in Eumseong, Korea, May 2021. To identify the causal agent, we progressed isolation from the symptomatic leaves and shoots. Two white and mucoid colonies were isolated into the pure culture. Two isolates were identified as Erwinia amylovora according to the colony-polymerase chain reaction (PCR) with amsB primers and the phylogenetic tree using 16S rRNA sequences. To test of pathogenicity of two isolates, we inoculated immature pear fruits and understock of apple. We observed necrosis and oozes on immature pear fruits and shoot blight resulting in necrosis on apple shoots six days after inoculation. Colonies were recovered from the inoculated pears and apples, and identity was confirmed through colony PCR for amsB genes. To our knowledge, E. amylovora was first reported on Korean mountain ash native to South Korea.
Kim, Ye Eun;Kim, Jun Young;Noh, Hyeong Jin;Lee, Dong Hyeung;Kim, Su San;Kim, Seong Hwan
Korean Journal of Environmental Agriculture
/
v.38
no.4
/
pp.269-272
/
2019
BACKGROUND: Since 2015, fire blight disease caused by Erwinia amylovora has been devastating apple and pear orchards every year. To quickly block the disease spreading, infected apple and pear trees have been buried in soil. However, concern on the possibility of the pathogen survival urgently requires informative data on the buried host plants. Therefore, this study was conducted to investigate the survival of the pathogen from the buried host plants. METHODS AND RESULTS: Apple trees buried in 42 months ago in a Jecheon site and pear trees buried in 30 months ago in an Anseong site were excavated using an excavator. Plant samples were taken from stems and twigs of the excavated trees. The collected 120 samples were checked for rotting and used for bacterial isolation, using TSA, R2A, and E. amylovora selection media. The purely isolated bacteria were identified based on colony morphology and 16S rDNA sequences. Wood rotting and decay with off smells and discoloring were observed from the samples. A total of 17 genera and 48 species of bacteria were identified but E. amylovora was not detected. CONCLUSION: Our investigation suggests that the survival of E. amylovora doesn't seem possible in the infected hosts which have been buried in soil for at least 30 months. Therefore, the burial control can be considered as a safe method for fire blight disease.
Seung Yeup Lee;Hyun Gi Kong;In Jeong Kang;Hyeonseok Oh;Hee-Jong Woo;Eunjung Roh
Korean Journal of Agricultural Science
/
v.50
no.2
/
pp.241-247
/
2023
Erwinia amylovora , which causes fire blight disease on apple and pear trees, is one of the most important phytopathogens because of its devastating impact. Currently, the only way to effectively control fire blight disease is through the use of antibiotics such as streptomycin, kasugamycin, or oxytetracycline. However, problems with the occurrence of resistant strains due to the overuse of antibiotics are constantly being raised. It is therefore necessary to develop novel disease control methods through an advanced understanding of the pathogenesis mechanism of E. amylovora . To better understand the pathogenesis of E. amylovora , we investigated unknown virulence factors by random mutagenesis and screening. Random mutants were generated by Tn5 transposon insertion, and the pathogenicity of the mutants was assessed by inoculation of the mutants on apple fruitlets. A total of 17 avirulent mutants were found through screening of 960 random mutants. Among them, 14 mutants were already reported as non-pathogenic strains, while three mutants, TS3128_M2899 (ΔSUFU ), TS3128_M2939 (ΔwcaG ), and TS3128_M3747 (ΔrecB ), were not reported. Further study of the association between E. amylovora pathogenicity and these 3 novel genes may provide new insight into the development of control methods for fire blight disease.
Erwinia amylovora causes a devastating disease called fire blight in rosaceous trees and shrubs such as apple, pear, and raspberry. To successfully infect its hosts, the pathogen requires a set of clustered genes termed hrp. Studies on the hrp system of E. amylovora indicated that it consists of three functional classes of genes. Regulation genes including hrpS, hrpS, hrpXY, and hrpL produce proteins that control the expression of other genes in the cluster. Secretion genes, many of which named hrc, encode proteins that may form a transmembrane complex, which is devoted to type III protein secretion. Finally, several genes encode the proteins that are delivered by the protein secretion apparatus. They include harpins, DspE, and other potential effector proteins that may contribute to proliferation of E. amylovora inside the hosts. Harpins are glycine-rich heat-stable elicitors of the hypersensitive response, and induce systemic acquired resistance. The pathogenicity protein DseE is homologous and functionally similar to an avirulence protein of Pseudomonas syringae. The region encompassing the hrpldsp gene cluster of E. amylovora shows features characteristic of a genomic island : a cryptic recombinase/integrase gene and a tRNA gene are present at one end and genes corresponding to those of the Escherichia coli K-12 chromosome are found beyond the region. This island, designated the Hrp pathogenicity island, is more than 60 kilobases in size and carries as many as 60 genes.
Hyeonheui Ham;Ga-Ram Oh;Bang Wool Lee;Yong Hwan Lee;Yong Hoon Lee
Research in Plant Disease
/
v.30
no.2
/
pp.199-205
/
2024
Erwinia amylovora, a causal pathogen of fire blight, has been continuously inducing damage to the apple and pear trees in South Korea since 2015. Farmers apply antibiotics during blooming season to prevent the fire blight. However, continuous use of antibiotics can induce the emergence of resistant bacteria, which consequently reduces control efficacy. In this study, we assessed the minimal inhibitory concentration (MIC) of streptomycin, using a total of 361 E. amylovora isolates that were collected from the six provinces of South Korea from 2019 to 2023. As a result, the MIC of streptomycin ranged from 0.5 to 4 ㎍/ml and the strA-strB genes were not identified from the isolates. The MIC was higher in the isolates from Gyeonggi-do, Gangwondo, and Chungcheongbuk-do compared to those from other three provinces. These results may bring broad attention to the use of streptomycin and aid in developing a management protocol for the occurrence of fire blight in South Korea.
Kim, Yeong Seok;Ngo, Men Thi;Kim, Bomin;Han, Jae Woo;Song, Jaekyeong;Park, Myung Soo;Choi, Gyung Ja;Kim, Hun
The Plant Pathology Journal
/
v.38
no.5
/
pp.461-471
/
2022
Erwinia amylovora is a causative pathogen of fire blight disease, affecting apple, pear, and other rosaceous plants. Currently, management of fire blight relies on cultural and chemical practices, whereas it has been known that few biological resources exhibit disease control efficacy against the fire blight. In the current study, we found that an SFC20201208-M01 fungal isolate exhibits antibacterial activity against E. amylovora TS3128, and the isolate was identified as a Penicillium brasilianum based on the 𝛽-tubulin (BenA) gene sequence. To identify active compounds from the P. brasilianum culture, the culture filtrate was partitioned with ethyl acetate and n-butanol sequentially. From the ethyl acetate layer, we identified two new compounds (compounds 3-4) and two known compounds (compounds 1-2) based on spectroscopic analyses and comparison with literature data. Of these active compounds, penicillic acid (1) exhibited promising antibacterial activity against E. amylovora TS3128 with a minimal inhibitory concentration value of 25 ㎍/ml. When culture filtrate and penicillic acid (125 ㎍/ml) were applied onto Chinese pearleaf crab apple seedlings prior to inoculation of E. amylovora TS3128, the development of fire blight disease was effectively suppressed in the treated plants. Our results provide new insight into the biocontrol potential of P. brasilianum SFC20201208-M01 with an active ingredient to control fire blight.
Erwinia amylovora is a plant pathogen that causes fire blight on apples and pears. Bacteriophages, which are viruses that selectively infect specific species of bacteria and are harmless to animal cells, have been considered as biological control agents for the prevention of bacterial pathogens. In this study, we aimed to use bacteriophages that infect E. amylovora as biocontrol agents against fire blight. We isolated bacteriophages Fifi044 and Fifi318 infecting E. amylovora, and characterized their morphology, plaque form, and genetic diversity to use as cocktails for disease control. The stabilities of the two phages were investigated at various temperatures and pH values and under sunlight, and long-term storage experiment was conducted for a year. To evaluate whether the two phages were suitable for use in cocktail form, growth curves of E. amylovora were prepared after treating the bacterial cells with single phages and a phage cocktail. In addition, a disease control test was conducted using immature apples and in vitro cultured apple plantlets to determine the biocontrol effects of the phage cocktail. The two phages were morphologically and genetically different, and highly stable up to 50℃ and pH value from 4 to 10. The phages showed synergistic effect when used as a cocktail in the inhibition of host bacterial growth and the disease control. This study demonstrated that the potential of the phage cocktail as a biocontrol agent for commercial use.
Herein, we explored the potential of the apple's core microbiota for biological control of Erwinia amylovora, which causes fire blight disease, and analyzed the structure of the apple's bacterial community across different tissues and seasons. Network analysis results showed distinct differences in bacterial community composition between the endosphere and rhizosphere of healthy apples, and eight taxa were identified as negatively correlated with E. amylovora, indicating their potential key role in a new control strategy against the pathogen. This study highlights the critical role of the apple's bacterial community in disease control and provides a new direction for future research in apple production. In addition, the findings suggest that using the composition of the apple's core taxa as a biological control strategy could be an effective alternative to traditional chemical control methods, which have been proven futile and environmentally harmful.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.