Kim, Yu-Na;Khan, Muhammad Aaqil;Kang, Sang-Mo;Hamayun, Muhammad;Lee, In-Jung
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.30
no.10
/
pp.1500-1509
/
2020
Drought is a major abiotic factor and has drastically reduced crop yield globally, thus damaging the agricultural industry. Drought stress decreases crop productivity by negatively affecting crop morphological, physiological, and biochemical factors. The use of drought tolerant bacteria improves agricultural productivity by counteracting the negative effects of drought stress on crops. In this study, we isolated bacteria from the rhizosphere of broccoli field located in Daehaw-myeon, Republic of Korea. Sixty bacterial isolates were screened for their growth-promoting capacity, in vitro abscisic acid (ABA), and sugar production activities. Among these, bacterial isolates YNA59 was selected based on their plant growth-promoting bacteria traits, ABA, and sugar production activities. Isolate YNA59 highly tolerated oxidative stress, including hydrogen peroxide (H2O2) and produces superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX) activities in the culture broth. YNA59 treatment on broccoli significantly enhanced plant growth attributes, chlorophyll content, and moisture content under drought stress conditions. Under drought stress, the endogenous levels of ABA, jasmonic acid (JA), and salicylic acid (SA) increased; however, inoculation of YNA59 markedly reduced ABA (877 ± 22 ng/g) and JA (169.36 ± 20.74 ng/g) content, while it enhanced SA levels (176.55 ± 9.58 ng/g). Antioxidant analysis showed that the bacterial isolate YNA59 inoculated into broccoli plants contained significantly higher levels of SOD, CAT, and APX, with a decrease in GPX levels. The bacterial isolate YNA59 was therefore identified as Variovorax sp. YNA59. Our current findings suggest that newly isolated drought tolerant rhizospheric Variovorax sp. YNA59 is a useful stress-evading rhizobacterium that improved drought-stress tolerance of broccoli and could be used as a bio-fertilizer under drought conditions.
The effect of phytohormones on in vitro production of ubiquinone 10 from the callus cultures of Nicotiana tabacum cv Xanthi was investigated. The growth of callus cultures of Xanthi was in proved by addition of NAA and 2,4-D, especially NAA 0.5 mg/L alone, at the light condition. Ubiquinone 10 was detected by HPLC, and confirmed from Xanthi callus cultured on the all of uppermedia. The ubiquinone 10 content in Xanthi tobacco callus cultured on the medium with NAA 0.5 mg/L only was higher than that of other mixed medium with NAA and 2,4-D. However addition of IBA 1 mg/L and NAA 0.5 mg/L to the medium was more effective in promoting ubiquinone 10 formation than that of NAA 0.5 mg/L only As the callus growth of Xanthi was considerabley restrained at concentration of kinetin, Content and production of ubiquinone low as the highest at kinetin 0.5mg/L and 2,4-D 0.5mg/L in the light.
We previously identified the rice gene, OsSAP, as an encoder of a highly conserved putative senescence-associated protein that was shown to have anti-apoptotic activity. To confirm the role of OsSAP in inducing abiotic stress tolerance in rice, we introduced OsSAP and AtBI-1, a plant homologue of Bax inhibitor-1, under the control of the CaMV 35S promoter into the rice genome through Agrobacterium-mediated transformation. The OsSAP transformants showed a similar chlorophyll index after salinity treatments with AtBI-1. Furthermore, we compared the effects of salinity stress on leaves and roots by examining the hormone levels of abscisic acid (ABA), jasmonic acid (JA), gibberellic acid (GA3), and zeatin in transformants compared to the control. With the exception of phytohormones, stress-induced changes in hormone levels putatively related to stress tolerance have not been investigated previously. Hormonal level analysis confirmed the lower rate of stress in the transformants compared to the control. The levels of ABA and JA in OsSAP and AtBI-1 transformants were similar, where stress rates increased after one week and decreased after a two week period of drought; there was a slightly higher accumulation compared to the control. However, a similar trend was not observed for the level of zeatin, as the decrease in the level of zeatin accumulation differed in both OsSAP and AtBI-1 transformants for all genotypes during the early period of salinity stress. The GA3 level was detected under normal conditions, but not under salinity stress.
The effects of IAA $(10^{-3}M)\;an;GA_3\;(2{\times}10^{-8}\;M)$ on the biosynthesis of phospholipids and their fatty acid compositions in chloroplast isolated from Chlorella ellipsidea were analyzed. Growth ratio and the levels of total lipids and phospholipids in whole cell system and chloroplast treated with phytohormones were higher than those of control, and when treated with GAl. phosphatidylcholine content was predominantly higher than that of control. It was showed that in whole cell system the fatty acid utilized for biosynthesis of phopholipids was 27.43% for palmitic acid in control, while that was 20.25% for linolenic acid in treatment with 1M. In treatment with $GA_3$, 23.17% for linolenic acid was used in phospholipid formation. The major fatty acid in the chloroplst system was analyzed to be 35.67% for palmitic acid in control and in treatment with 1M, 24.91% for linolenic acid was used in phospholipid formation, while in treatment with $GA_3$, major fatty acid of phospholipids was 22.80% for linoleic acid.c acid.
Shoot tip explants from germinated seeds of Alnus hirsuta were cultured on NT (Nagata and Takebe, 1971) mineral salts medium supplemented with 6% glucose, MS (Murashige and Skoog, 1962) vitamin mixture, polyvinylpyrrolidone (PVP) and $0-50\;\mu\textrm{M}$ 6-benzylaminopurine (BAP). Five $\mu\textrm{M}$ BAP was found to give the highest shoot multiplication rate. Accordingly about 200 shoots were obtained for further experiments by multiplying shoots on this medium for 4-5 months. Regardless of carbon sources, NT mineral medium produced 3-12 times of shoots than MS mineral medium did. On NT mineral medium, 3% sucrose, 3% glucose and 6% glucose yielded no significant differences. It was observed that media consisting of 1/4-1/2 strength NT mineral salts, 3% sucrose and $1-8\;\mu\textrm{M}$ IBA produced about 100% rooting rate. Almost 100% of the resulting plantlets survived after transfer to the soil by decreasing humidity stepwise.epwise.
Kang, Sang-Mo;Adhikari, Arjun;Lee, Ko-Eun;Khan, Muhammad Aaqil;Khan, Abdul Latif;Shahzad, Raheem;Dhungana, Sanjeev Kumar;Lee, In-Jung
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.30
no.5
/
pp.717-725
/
2020
The use of plant growth-promoting rhizobacteria is economically viable and environmentally safe for mitigating various plant stresses. Abiotic stresses such as flood and drought are a serious threat to modern agriculture. In the present study, the indole-3-acetic acid-producing rhizobacterium R. sphaeroides KE149 was selected, and its effects on the growth of adzuki bean plants under flood stress (FS) and drought stress (DS) were investigated. IAA quantification of bacterial pure culture revealed that KE149 produced a significant amount of IAA. Moreover, KE149 inoculation notably decreased stress-responsive endogenous abscisic acid and jasmonic acid and increased salicylic acid in plants under DS and FS. KE149 inoculation also increased proline under DS and methionine under FS. In addition, KE149 inoculation significantly increased the levels of calcium (Ca), magnesium (Mg), and potassium (K) while lowering the sodium (Na) content in the plant shoot under stress. KE149-treated plants had markedly greater root length, shoot length, stem diameter, biomass, and higher chlorophyll content under both normal and stressed conditions. These results suggest that KE149 could be an efficient biofertilizer for mitigating water stress.
Plant have developed sophisticated defence mechanisms against microbial pathogens. The recent accumulated information allow us to understand the nature of plant immune responses followed by recognition of microbial factors/determinants through cutting-edge genomics and multi-omics techniques. However, the practical approaches to sustain plant health using enhancement of plant immunity is yet to be fully appreciated. Here, we overviewed the general concept and representative examples on the plant immunity. The fungal, bacterial, and viral determinants that was previously reported as the triggers of plant immune responses are introduced and described as the potential protocol of biological control. Specifically, the role of chitin, glucan, lipopolysaccharides/extracellular polysaccharides, microbe/pathogen-associated molecular pattern, antibiotics, mimic-phytohormones, N-acyl homoserine lactone, harpin, vitamins, and volatile organic compounds are considered. We hope that this review stimulates scientific community and farmers to broaden their knowledge on the microbial determinant-based biological control and to apply the technology on the integrated pest management program.
Background: Glycosylation of natural compounds increases the diversity of secondary metabolites. Glycosylation steps are implicated not only in plant growth and development, but also in plant defense responses. Although the activities of uridine-dependent glycosyltransferases (UGTs) have long been recognized, and genes encoding them in several higher plants have been identified, the specific functions of UGTs in planta remain largely unknown. Methods: Spatial and temporal patterns of gene expression were analyzed by quantitative reverse transcription (qRT)-polymerase chain reaction (PCR) and GUS histochemical assay. In planta transformation in heterologous Arabidopsis was generated by floral dipping using Agrobacterium tumefaciens (C58C1). Protein localization was analyzed by confocal microscopy via fluorescent protein tagging. Results: PgUGT72AL1 was highly expressed in the rhizome, upper root, and youngest leaf compared with the other organs. GUS staining of the promoter: GUS fusion revealed high expression in different organs, including axillary leaf branch. Overexpression of PgUGT72AL1 resulted in a fused organ in the axillary leaf branch. Conclusion: PgUGT72AL1, which is phylogenetically close to PgUGT71A27, is involved in the production of ginsenoside compound K. Considering that compound K is not reported in raw ginseng material, further characterization of this gene may shed light on the biological function of ginsenosides in ginseng plant growth and development. The organ fusion phenotype could be caused by the defective growth of cells in the boundary region, commonly regulated by phytohormones such as auxins or brassinosteroids, and requires further analysis.
Development of symbiotic root nodules in legumes involves the induction and repression of numerous genes in conjunction with changes in the level of phytohormones. We have isolated several genes that exhibit differential expression patterns during the development of soybean nodules. One of such genes, which were repressed in mature nodules, was identified as a putative aldo/keto reductase and thus named Glycine max aldo/keto reductase 1 (GmAKR1). GmAKR1 appears to be a close relative of a yeast aldo/keto reductase YakC whose in vivo substrate has not been identified yet. The expression of GmAKR1 in soybean showed a root-specific expression pattern and inducibility by a synthetic auxin analogue 2,4-D, which appeared to be corroborated by presence of the root-specific element and the stress-response element in the promoter region. In addition, constitutive overexpression of GmAKR1 in transgenic soybean hairy roots inhibited nodule development, which suggests that it plays a negative role in the regulation of nodule development. One of the Arabidopsis orthologues of GmAKR1 is the ARF-GAP domain 2 protein, which is a potential negative regulator of vesicle trafficking; therefore GmAKR1 may have a similar function in the roots and nodules of legume plants.
Salas-Marina, Miguel Angel;Silva-Flores, Miguel Angel;Cervantes-Badillo, Mayte Guadalupe;Rosales-Saavedra, Maria Teresa;Islas-Osuna, Maria Auxiliadora;Casas-Flores, Sergio
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.21
no.7
/
pp.686-696
/
2011
To deal with pathogens, plants have evolved sophisticated mechanisms including constitutive and induced defense mechanisms. Phytohormones play important roles in plant growth and development, as well as in the systemic response induced by beneficial and pathogen microorganisms. In this work, we identified an Aspergillus ustus isolate that promotes growth and induces developmental changes in Solanum tuberosum and Arabidopsis thaliana. A. ustus inoculation on A. thaliana and S. tuberosum roots induced an increase in shoot and root growth, and lateral root and root hair numbers. Assays performed on Arabidopsis lines to measure reporter gene expression of auxin-induced/ repressed or cell cycle controlled genes (DR5 and CycB1, respectively) showed enhanced GUS activity, when compared with mock-inoculated seedlings. To determine the contribution of phytohormone signaling pathways in the effect elicited by A. ustus, we evaluated the response of a collection of hormone mutants of Arabidopsis defective in auxin, ethylene, cytokinin, or abscisic acid signaling to the inoculation with this fungus. All mutant lines inoculated with A. ustus showed increased biomass production, suggesting that these genes are not required to respond to this fungus. Moreover, we demonstrated that A. ustus synthesizes auxins and gibberellins in liquid cultures. In addition, A. ustus induced systemic resistance against the necrotrophic fungus Botrytis cinerea and the hemibiotrophic bacterium Pseudomonas syringae DC3000, probably through the induction of the expression of salicylic acid, jasmonic acid/ethylene, and camalexin defense-related genes in Arabidopsis.
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.