Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
/
2017.06a
/
pp.190-190
/
2017
Chemical fertilizers have been used to increase crop production and contributed to escaping food shortages. However, excessive use of chemical fertilizers over a long period caused many problems such as environmental pollution and the hampered production potential of the land. Thus, it is necessary to develop eco-friendly bio-fertilizers that can replace the use of chemical fertilizers. Here, we tested the effect of some nitrogen-fixing microorganims on the plant growth promotion. Seventy free-living nitrogen fixing microorganisms were isolated from rhizosphere of crop cultivation fields, streamside soils and sludge in Ansung, Korea. Of them, three strains (NF2-4-1, Yeast; EMM409, Mesorhizobium; Gsoil662, Burkholderia) were selected to be most efficient in the capacity of N-fixing nitrogen based on colony forming cell assay in N-free media. To investigate the ability to promote plant growth, these strains were inoculated into the soil and cabbage were grown for 4 weeks in the grown chamber. Fresh weight, dry weight, and leaf area were measured from 4-week-old plants. Phenotypic analysis revealed that the growth of the plants inoculated with NF2-4-1 and EMM409 strains were significantly promoted compared to the mock-treated control plants, while Gsoil662-inoculated plants did not show statically significant promotion. These results indicate that these nitrogen-fixing microorganims can be used to develop plant growth promoting bio-fertilizers. Further analysis on nitrogen fixing level in soil by these strains will be tested.
The use of microbial extracts containing plant hormones is a promising technique to improve crop growth. Little is known about the effect of bacterial cell-free extracts on plant growth promotion. This study, based on phytohormonal analyses, aimed at exploring the potential mechanisms by which Enterococcus faecium LKE12 enhances plant growth in oriental melon. A bacterial strain, LKE12, was isolated from soil, and further identified as E. faecium by 16S rDNA sequencing and phylogenetic analysis. The plant growth-promoting ability of an LKE12 bacterial culture was tested in a gibberellin (GA)-deficient rice dwarf mutant (waito-C) and a normal GA biosynthesis rice cultivar (Hwayongbyeo). E. faecium LKE12 significantly improved the length and biomass of rice shoots in both normal and dwarf cultivars through the secretion of an array of gibberellins (GA1, GA3, GA7, GA8, GA9, GA12, GA19, GA20, GA24, and GA53), as well as indole-3-acetic acid (IAA). To the best of our knowledge, this is the first study indicating that E. faecium can produce GAs. Increases in shoot and root lengths, plant fresh weight, and chlorophyll content promoted by E. faecium LKE12 and its cell-free extract inoculated in oriental melon plants revealed a favorable interaction of E. faecium LKE12 with plants. Higher plant growth rates and nutrient contents of magnesium, calcium, sodium, iron, manganese, silicon, zinc, and nitrogen were found in cell-free extract-treated plants than in control plants. The results of the current study suggest that E. faecium LKE12 promotes plant growth by producing GAs and IAA; interestingly, the exogenous application of its cell-free culture extract can be a potential strategy to accelerate plant growth.
Recently, strategies for controlling Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol), the causal agent of Fusarium wilt of tomato, focus on using effective biocontrol agents. In this study, an analysis of the biocontrol and plant growth promoting (PGP) attributes of 11 isolates of loamy soil Bacillus spp. has been conducted. Among them, the isolates B.PNR1 and B.PNR2 inhibited the mycelial growth of Fol by inducing abnormal fungal cell wall structures and cell wall collapse. Moreover, broad-spectrum activity against four other plant pathogenic fungi, F. oxysporum f. sp. cubense race 1 (Foc), Sclerotium rolfsii, Colletotrichum musae, and C. gloeosporioides were noted for these isolates. These two Bacillus isolates produced indole acetic acid, phosphate solubilization enzymes, and amylolytic and cellulolytic enzymes. In the pot experiment, the culture filtrate from B.PNR1 showed greater inhibition of the fungal pathogens and significantly promoted the growth of tomato plants more than those of the other treatments. Isolate B.PNR1, the best biocontrol and PGP, was identified as Bacillus stercoris by its 16S rRNA gene sequence and whole genome sequencing analysis (WGS). The WGS, through genome mining, confirmed that the B.PNR1 genome contained genes/gene cluster of a nonribosomal peptide synthetase/polyketide synthase, such as fengycin, surfactin, bacillaene, subtilosin A, bacilysin, and bacillibactin, which are involved in antagonistic and PGP activities. Therefore, our finding demonstrates the effectiveness of B. stercoris strain B.PNR1 as an antagonist and for plant growth promotion, highlighting the use of this microorganism as a biocontrol agent against the Fusarium wilt pathogen and PGP abilities in tomatoes.
This study aimed to investigate the efficiency of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in enhancing plant performance and bioactive compound concentrations in tomatoes (Lycopersicon esculentum Mill.). This factorial pot experiment included nine replications over 120 days of cultivation. Three AMF species (Rhizophagus prolifer, Claroideoglomus etunicatum, and Acaulospora mellea) were utilized as inoculum, while non-mycorrhizal controls with or without synthetic NPK fertilizer were compared. Interestingly, C. etunicatum KS-02 inoculations effectuated the best fruit growth and weight, which were statistically higher than those of the control without AMF. However, only fruit fresh weight was higher in plants inoculated with C. etunicatum KS-02 than those treated with the synthetic NPK fertilizer. In addition, C. etunicatum KS-02 inoculations induced a ≥ 11% increase in DDPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) activity, lycopene content, and carotenoid content compared to the control. This study is the first to report Claroideoglomus species' effectiveness in promoting growth, fruit yield, and bioactive compound production in L. esculentum Mill. These findings substantiate the significant potential of C. etunicatum KS-02 for tomato cultivation without the adverse effects of excessive synthetic fertilizer use.
Kang, Sang-Mo;Khan, Abdul Latif;You, Young-Hyun;Kim, Jong-Guk;Kamran, Muhammad;Lee, In-Jung
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.24
no.1
/
pp.106-112
/
2014
Very few plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) are known to produce gibberellins (GAs). The current study aimed to isolate a phytohormone-producing PGP rhizobacterium from soil and assess its potential to enhance plant growth. The newly isolated bacterium was identified as Leifsonia soli sp. SE134 on the basis of partial 16S ribosomal RNA gene sequence. Application of L. soli culture filtrate significantly increased the biomass, hypocotyl, and root lengths of cucumber seeds as compared with non-inoculated sole medium and distilled water treated controls. Furthermore, the PGPR culture was applied to the GA-deficient mutant rice cultivar Waito-C. Treatment with L. soli SE134 significantly increased the growth of Waito-C rice seedlings as compared with controls. Upon chromatographic analysis of L. soli culture, we isolated, detected and quantified different GAs; namely, $GA_1$ ($0.61{\pm}0.15$), $GA_4$ ($1.58{\pm}0.26$), $GA_7$ ($0.54{\pm}0.18$), $GA_8$ ($0.98{\pm}0.15$), $GA_9$ ($0.45{\pm}0.17$), $GA_{12}$ ($0.64{\pm}0.21$), $GA_{19}$ ($0.18{\pm}0.09$), $GA_{20}$ ($0.78{\pm}0.15$), $GA_{24}$ ($0.38{\pm}0.09$), $GA_{34}$ ($0.35{\pm}0.10$), and $GA_{53}$ ($0.17{\pm}0.05$). Plant growth promotion in cucumber, tomato, and young radish plants further evidenced the potential of this strain as a PGP bacterium. The results suggest that GA secretion by L. soli SE134 might prove advantageous for its ameliorative role in crop growth. These findings can be extended for improving the productivity of different crops under diverse environmental conditions.
Background: Panax ginseng, one of the valuable perennial medicinal plants, stores numerous pharmacological substrates in its storage roots. Given its perennial growth habit, organ regeneration occurs each year, and cambium stem cell activity is necessary for secondary growth and storage root formation. Cytokinin (CK) is a phytohormone involved in the maintenance of meristematic cells for the development of storage organs; however, its physiological role in storage-root secondary growth remains unknown. Methods: Exogenous CK was repeatedly applied to P. ginseng, and morphological and histological changes were observed. RNA-seq analysis was used to elucidate the transcriptional network of CK that regulates P. ginseng growth and development. The HISTIDINE KINASE 3 (PgHK3) and RESPONSE REGULATOR 2 (PgRR2) genes were cloned in P. ginseng and functionally analyzed in Arabidopsis as a two-component system involved in CK signaling. Results: Phenotypic and histological analyses showed that CK increased cambium activity and dormant axillary bud formation in P. ginseng, thus promoting storage-root secondary growth and bud formation. The evolutionarily conserved two-component signaling pathways in P. ginseng were sufficient to restore CK signaling in the Arabidopsis ahk2/3 double mutant and rescue its growth defects. Finally, RNA-seq analysis of CK-treated P. ginseng roots revealed that plant-type cell wall biogenesis-related genes are tightly connected with mitotic cell division, cytokinesis, and auxin signaling to regulate CK-mediated P. ginseng development. Conclusion: Overall, we identified the CK signaling-related two-component systems and their physiological role in P. ginseng. This scientific information has the potential to significantly improve the field-cultivation and biotechnology-based breeding of ginseng.
In heavily industrialized areas, soil sites are contaminated with high concentrations of heavy metals. These pollutants are highly accumulated to the human body through the food web and cause serious diseases. To remove heavy metals from the soil, a potential strategy is the environmental friendly and cost effective phytoremediation. For the enhancement of remediation efficiency, the symbiotic interaction between the plant and plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) has been attended. In this review, the interaction of the plant and PGPR in the heavy metal-contaminated soil has been reviewed. The physicochemical and biological characteristics of the rhlzosphere can influence directly or indirectly on the biomass, activity and population structure of the rhizobacteria. The root exudates are offered to the soil microbes as useful carbon sources and growth factors, so the growth and metabolism of rhizobacteria can be promoted. PGPR have many roles to lower the level of growth-inhibiting stress ethylene within the plant, and also to provide iron and phosphorus from the soil to plant, and to produce phytohormone such as indole acetic acid. The plant with PGPR can grow better in the heavy metal contaminated soil. Therefore higher efficiency of the phytoremediation will be expected by the application of the PGPR.
Rice blast caused by Magnaporthe oryzae is a major disease. In the present study, we aimed to identify and evaluate the novel bacterial isolates from rice rhizosphere for biocontrol of M. oryzae pathogen. Sixty bacterial strains from the rice plant's rhizosphere were tested for their biocontrol activity against M. oryzae under in vitro and in vivo. Among them, B. amyloliquefaciens had significant high activity against the pathogen. The least disease severity and highest germination were recorded in seeds treated with B. amyloliquefaciens UASBR9 (0.96 and 98.00%) compared to untreated control (3.43 and 95.00%, respectively) under in vivo condition. These isolates had high activity of enzymes in relation to growth promoting activity upon challenge inoculation of the pathogen. The potential strains were identified based on 16S rRNA gene sequencing and dominance of these particular genes were associated in Bacillus strains. These strains were also confirmed for the presence of antimicrobial peptide biosynthetic genes viz., srfAA (surfactin), fenD (fengycin), spaS (subtilin), and ituC (iturin) related to secondary metabolite production (e.g., AMPs). Overall, the results suggested that application of potential bacterial strains like B. amyloliquefaciens UASBR9 not only helps in control of the biological suppression of one of the most devastating rice pathogens, M. grisea but also increases plant growth along with a reduction in application of toxic chemical pesticides.
Kim, Hee Sook;Oh, Ka-Yoon;Lee, Song Min;Kim, Ji-Youn;Lee, Kwang Hui;Lee, Sang-Hyeon;Jang, Jeong Su
Microbiology and Biotechnology Letters
/
v.49
no.4
/
pp.576-586
/
2021
The purpose of this study was to evaluate the antifungal activity, plant-growth-promoting activity, and mineral solubilization ability of 10 species of phytopathogenic fungi to select a Bacillus sp. from rhizosphere soils and roots that can be used as a microbial agent. The antifungal activity for phytopathogenic fungi varied based on the Bacillus sp. Among the selected strains, DDP4, DDP16, DDP148, SN56, and SN95 exhibited antifungal activity for nine or more species of phytopathogenic fungi. Regarding nitrogen-fixation ability, all Bacillus sp. showed similar levels of activity, and siderophore production ability was relatively high in ANG42 and DDP427. The indole-3-acetic acid production abilities were in the range of 1.83-67.91 ㎍/ml, with variations in activity based on the Bacillus sp. One strain with a high activity was selected from each species, and their mineral solubilization abilities were examined. Most Bacillus sp. could solubilize phosphoric acid and calcium carbonate, and DDP148 and SN56 could solubilize silicon and zinc, respectively. These results suggested that Bacillus sp. can be considered potential multi-purpose microbial agents for plant growth promotion and disease prevention.
Out of plant-associated bacteria, certain plant growth-promoting bacteria (PGPB) have been reported to increase plant growth and productivity and to elicit induced resistance against plant pathogens. In this study, our objective was to broaden the range of applications of leaf-colonizing PGPB for foliar parts of road tress and pepper. Total 1,056 isolates of endospore-forming bacteria from tree phylloplanes were collected and evaluated for the enzymatic activities including protease, lipase, and chitinase and antifungal capacities against two fungal pathogens, Colletotrichum graminicola and Botrytis cinerea. Fourteen isolates classified as members of the bacilli group displayed the capacity to colonize pepper leaves after spraying inoculation. Three strains, 5B6, 8D4, and 8G12, and the mixtures were employed to evaluate growth promotion, yield increase and defence responses under field condition. Additionally, foliar application of bacterial preparation was applied to the road tress in Yuseong, Daejeon, South Korea, resulted in increase of chlorophyll contents and leaf thickness, compared with non-treated control. The foliar application of microbial preparation reduced brown shot-hole disease of Prunus serrulata L. and advanced leaf abscission in Ginkgo biloba L. Collectively, our results suggest that leaf-colonizing bacteria provide potential microbial agents to increase the performance of woody plants such as tree and pepper through spray application.
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.