Jung, Su Jung;Kim, Nam Kyu;Lee, Dong-Hyeon;Hong, Soon Il;Lee, Jong Kyu
Mycobiology
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v.46
no.2
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pp.138-146
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2018
Two-hundred and fifty-five strains of actinomycetes isolated from soil samples were screened for their antagonistic activities against four well-known wood decay fungi (WDF), including a brown rot fungus, Gloeophyllum trabeum and three white rot fungi Donkioporia expansa, Trametes versicolor, and Schizophyllum commune. A dual culture assay using culture media supplemented with heated or unheated culture filtrates of selected bacterial strains was used for the detection of their antimicrobial activity against four WDF. It was shown that Streptomyces atratus, S. tsukiyonensis, and Streptomyces sp. greatly inhibited the mycelial growth of the WDF tested compared with the control. To evaluate the biocontrol efficacy of S. atratus, S. tsukiyonensis, and Streptomyces sp., wood blocks of Pinus densiflora inoculated with three selected Streptomyces isolates were tested for weight loss, compression strength (perpendicular or parallel to the grain), bending strength, and chemical component changes. Of these three isolates used, Streptomyces sp. exhibited higher inhibitory activity against WDF, especially G. trabeum, as observed in mechanical and chemical change analyses. Scanning electron microscopy showed that cell walls of the wood block treated with Streptomyces strains were thicker and collapsed to a lesser extent than those of the non-treated control. Taken together, our findings indicate that Streptomyces sp. exhibits the potential to be used as a biocontrol agent for wood decay brown rot fungus that causes severe damage to coniferous woods.
Oh Soon-Ok;Kim Gyoung Hee;Lim Kwang-Mi;Hur Jae-Seoun;Koh Young Jin
Research in Plant Disease
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v.11
no.2
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pp.162-166
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2005
Disease progress of gray blight of tea (Camellia sinensis O. Kuntze) cv. Yabukita was investigated during the growing season of 2004 at Boseong Tea Experiment Station, Jeonnam Agriculture Research and Extension Service, Boseong, Jeonnam. The disease began to occur from late June and peaked in late July. Antagonistic bacteria against Pestalotiopsis longiseta, the causal pathogen of causing gray blight of tea plants were isolated from phylloplanes of tea plants. An isolate BD0310 which showed the strongest antifungal activity against the pathogen but nonpathogenic to tea plants was selected as a biocontrol agent for the gray blight. The isolate was identified as Bacillus subtilis based on its cultural, morphological, and biochemical characterization and 16S rDNA sequence analysis.
Rice sheath blight (ShB), caused by Rhizoctonia solani Kühn AG1-IA, is one of the destructive rice diseases worldwide. The aims of this study were to develop biocontrol strategies focusing on field sanitation and foliar application with a biocontrol agent for ShB management. Streptomyces padanus PMS-702 showed a great antagonistic activity against R. solani. Fungichromin produced by S. padanus PMS-702, at 3.07 mg/l inhibited 50% mycelial growth, caused leakage of cytoplasm, and inhibited the formation of infection structures of R. solani. Fungichromin could reach to 802 mg/l when S. padanus PMS-702 was cultured in MACC broth for 6 days. Addition of 0.5% S. padanus PMS-702 broth into soil decreased the survival rate of the pathogen compared to the control. Soil amended with 0.5% S. padanus broth and 0.5% tea seed pomace resulted in the death of R. solani mycelia in the infested rice straws, and the germination of sclerotia was inhibited 21 days after treatment. Greenhouse trials revealed that S. padanus cultured in soybean meal-glucose (SMGC-2) medium after mixing with different surfactants could enhance its efficacy for inhibiting the pathogen. Of six surfactants tested, the addition of 2% tea saponin was the most effective in suppressing the pathogen. S. padanus broth after being fermented in SMGC-2, mixed with 2% tea saponin, diluted 100 fold, and sprayed onto rice plants significantly reduced ShB disease severity. Thus, S. padanus PMS-702 is an effective biocontrol agent. The efficacy of S. padanus PMS-702 for disease control could be improved through formulation.
Although late blight is an important disease in ecofriendly potato cultivation in Korea, it is highly dependent on the use of eco-friendly agricultural materials and the development of biological control technology is low. It is a necessary to develop an effective biocontrol agent to inactivate late blight in the field. AFB2-2 strain is a gram-positive with peritrichous flagella. It can utilize 20 types of carbon sources, like L-arabinose, and D-trehalose at 35℃. The optimal growth temperature of the strain is 37℃. It can survive at 20-50℃ in tryptic soy broth. The maximum salt concentration tolerated by AFB2-2 strain is 7.5% NaCl. AFB2-2 strain inhibited the mycelial growth of seven plant pathogens by an average inhibitory zone of 10.2 mm or more. Among the concentrations of AFB2-2, 107 cfu/ml showed the highest control value of 85.7% in the greenhouse. Among the three concentrations of AFB2-2, the disease incidence and severity of potato late blight at 107 cfu/ml was lowest at 0.07 and 6.7, respectively. The nucleotide sequences of AFB2-2 strain were searched in the NCBI GenBank; Bacillus siamensis strain KCTC 13613, Bacillus velezensis strain CR-502, and Bacillus amyloliquefaciens strain DSM7 were found to have a genetic similarity of 99.7%, 99.7%, and 99.5%, respectively. The AFB2-2 strain was found to harbor the biosynthetic genes for bacillomycin D, iturin, and surfactin. Obtained data recommended that the B. velezensis AFB2-2 strain could be considered as a promising biocontrol agent for P. infestans in the field.
An antagonistic bacterium Pseudomonas stutzeri YPL-1 liberated extracellular chitinase and $\beta$-1,3-glucanase which are key enzymes in the decomposition of fungal hyphal walls. The lytic enzymes caused abnormal swelling and retreating at the hyphal tips of plant pathogenic fungus Fusarium solani in a dual culture. Scanning electron microscopy revealed the hyphal degradation of F. solani in the regions interacting with P. stutzeri YPL-1. The production of chitinase and properties of a crude preparation of the enzyme from P. stutzeri YPL-1 were investigated. Peak of the chitinase activity was detected after 4 hr of cultivation. The enzyme had optimum temperature and pH of 50$^{\circ}C$ and pH 5.3, respectively. The enzyme was stable in the pH range of 3.5 to 6.0 up to 50$^{\circ}C$. The enzyme was significantly inhibited by metal compounds such as $HgCl_2$, but was stimulated by $CoCl_2$. P. stutzeri YPL-1 produced high levels of the enzyme after 84 hr of incubation. Among the tested carbon sources, chitin was the most effective for the enzyme production, at the concentration level of 3%. As a source of nitrogen, peptone was the best for the enzyme production, at the concentration level of 4%. The maximum amount of enzyme was produced by cultivating the bacterium at a medium of initial pH 6.8.
Hong, Chi Eun;Jeong, Haeyoung;Jo, Sung Hee;Jeong, Jae Cheol;Kwon, Suk Yoon;An, Donghwan;Park, Jeong Mee
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.26
no.3
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pp.488-492
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2016
Rhodococcus species have become increasingly important owing to their ability to degrade a wide range of toxic chemicals and produce bioactive compounds. Here, we report isolation of the Rhodococcus sp. KB6, which is a new leaf-inhabiting endophytic bacterium that suppresses black rot disease in sweet potato leaves. We determined the 7.0 Mb draft genome sequence of KB6 and have predicted 19 biosynthetic gene clusters for secondary metabolites, including heterobactins, which are a new class of siderophores. Notably, we showed the first internal colonization of host plants with Rhodococcus sp. KB6 and discuss its potential as a biocontrol agent for sustainable agriculture.
Biological control of soilborne plant pathogens by the addition of antagonistic microorganisms to the soil may offer a practical supplement or alternative to existing disease management strategies that depend heavily on chemical pesticides. Soil amendment with antagonistic microbes was non-effective because of high cost, low efficacy, and inconvenient usage on the treatment course. Therefore, seed coating formulation for the application of biological seed treatments has been being to apply successful disease suppression for many important crops. The objectives of this study were to investigate the optimal condition for the spore production of biocontrol agent Bacillus subtilis YBL-7 and the liquid coating formulation that contained a suspension of a proper aqueous binder, as well as a ground fine solid particulate material. The maximum yield has been obtained from 60 hrs-old culture at 30$\circ$C in spore forming (SF) medium containing 0.8% nutrient broth, 0.05% yeast extract, 10$^{-1}$ M MgCl$^{2}$, 10$^{-4}$ M MnCl$^{2}$, 10$^{-5}$ M dipicolinic acid, and pH 6.5. The optimal condition of dried spore preparation was achieved when cells of B. subtilis YBL-7 was heat-dried with 50$\circ$C for 2 hrs.
Bacillus amyloliquefaciens strain NJZJSB3 has shown antagonism of several phytopathogens in vitro, especially Sclerotinia sclerotiorum. Both the broth culture and cell suspension of strain NJZJSB3 could completely protect the detached leaves of canola (Brassica napus) from S. sclerotiorum infection. In pot experiments, the application of strain NJZJSB3 cell suspension ($10^8CFU/ml$) decreased the disease incidence by 83.3%, a result similar to commercially available fungicide (Dimetachlone). In order to investigate the potential biocontrol mechanisms of strain NJZJSB3, the nonvolatile antifungal compounds it produces were identified as iturin homologs using HPLC-ESI-MS. Antifungal volatile organic compounds were identified by gas chromatography-mass spectrometry. The detected volatiles toluene, phenol, and benzothiazole showed antifungal effects against S. sclerotiorum in chemical control experiments. Strain NJZJSB3 also produced biofilm, siderophores and cell-wall-degrading enzymes (protease and ${\beta}$-1,3-glucanase). These results suggest that strain NJZJSB3 can be a tremendous potential agent for the biological control of sclerotinia stem rot.
Kim, Hyo-Yoon;Weon, Hang-Yeon;Kim, Wan-Gyu;Yoo, Kwan-Hee
The Korean Journal of Mycology
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v.37
no.2
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pp.181-188
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2009
A Gram-positive, rod-shaped bacteria named DY5 was isolated from a peat sample collected from Daeam mountain in Korea. The culture filtrate of the bacterial isolate DY5 showed a broad spectrum of antifungal activity on various crop pathogenic fungi such as Trichoderma koningii, Fusarium oxysporum, Colletotrichum gloeosporioides, Sclerotinia sclerotiorum, Rhizoctonia solani AG-1(IA) For the identification of the DY5, morphological, biochemical, API 50 CHB test, analysis of fatty acid and molecular phylogenetic approaches were performed. The DY5 was found to be a member of the genus Paenibacillus on the basis of morphological and biochemical analysis. The 16S rRNA of DY5 showed high similarity(98%) with Paenibacillus polymyxa. On the basis of these results, the DY5 was identified as Paenibacillus polymyxa. Antifungal substance of the DY5 would be mild alkaline proteine molecule. The DY5 seems to have a great potential to be a biocontrol agent against various crop pathogens.
In search of an effective biological control agent against the tomato pathogen Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, rhizospheric soil samples were collected from eight agro-ecological zones of Bangladesh. Among the bacteria isolated from soil, 24 isolates were randomly selected and evaluated for their antagonistic activity against F. oxysporum f. sp. lycopersici. The two promising antagonistic isolates were identified as Brevundimonas olei and Bacillus methylotrophicus based on morphological, biochemical and molecular characteristics. These two isolates were evaluated for their biocontrol activity and growth promotion of two tomato cultivars (cv. Pusa Rubi and Ratan) for two consecutive years. Treatment of Pusa Rubi and Ratan seeds with B. olei prior to inoculation of pathogen caused 44.99% and 41.91% disease inhibition respectively compared to the untreated but pathogen-inoculated control plants. However, treatment of Pusa Rubi and Ratan seeds with B. methylotrophicus caused 24.99% and 39.20% disease inhibition respectively. Furthermore, both the isolates enhanced the growth of tomato plants. The study revealed that these indigenous bacterial isolates can be used as an effective biocontrol agent against Fusarium wilt of tomato.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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