Plant phenotype is affected by a community of associated microorganisms which requires dissection of the functional fraction. In this study, we aimed to culture the functionally active fraction of an upland soil microbiome, which can suppress tomato bacterial wilt. The microbiome fraction (MF) from the rhizosphere of Hawaii 7996 treated with an upland soil or forest soil MF was successively cultured in a designed modified M9 (MM9) medium partially mimicking the nutrient composition of tomato root exudates. Bacterial cells were harvested to amplify V3 and V4 regions of 16S rRNA gene for QIIME based sequence analysis and were also treated to Hawaii 7996 prior to Ralstonia solanacearum inoculation. The disease progress indicated that the upland MM9 $1^{st}$ transfer suppressed the bacterial wilt. Community analysis revealed that species richness was declined by successive cultivation of the MF. The upland MM9 $1^{st}$ transfer harbored population of phylum Proteobacteria (98.12%), Bacteriodetes (0.69%), Firmicutes (0.51%), Actinobacteria (0.08%), unidentified (0.54%), Cyanobacteria (0.01%), FBP (0.001%), OD1 (0.001%), Acidobacteria (0.005%). The family Enterobacteriaceae of Proteobacteria was the dominant member (86.76%) of the total population of which genus Enterobacter composed 86.76% making it a potential candidate to suppress bacterial wilt. The results suggest that this mixed culture approach is feasible to harvest microorganisms which may function as biocontrol agents.
Bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum is considered one of the most harmful diseases of pepper plants. Recently, research on plant disease control through the rhizosphere microbiome has been actively conducted. In this study, the relationship with disease occurrence between the neighboring plant confirmed by analyzing the physicochemical properties of the rhizosphere soil and changes in the microbial community. The results confirmed that the microbial community changes significantly depending on the organic matters, P2O5, and clay in the soil. Despite significant differences in microbial communities according to soil composition, Actinobacteriota at the phylum level was higher in healthy plant rhizosphere (mean of relative abundance, D: 8.05 ± 1.13; H: 10.06 ± 1.59). These results suggest that Actinobacteriota may be associated with bacterial wilt disease. In this study, we present basic information for constructing of healthy soil in the future by presenting the major microbial groups that can suppress bacterial wilt.
Bakker, Peter A.H.M.;Doornbos, Rogier F.;Zamioudis, Christos;Berendsen, Roeland L.;Pieterse, Corne M.J.
The Plant Pathology Journal
/
v.29
no.2
/
pp.136-143
/
2013
Microbial communities that are associated with plant roots are highly diverse and harbor tens of thousands of species. This so-called microbiome controls plant health through several mechanisms including the suppression of infectious diseases, which is especially prominent in disease suppressive soils. The mechanisms implicated in disease suppression include competition for nutrients, antibiosis, and induced systemic resistance (ISR). For many biological control agents ISR has been recognized as the mechanism that at least partly explains disease suppression. Implications of ISR on recruitment and functioning of the rhizosphere microbiome are discussed.
Kim, Min-Jung;Do, Heeil;Cho, Gyeongjun;Jeong, Rae-Dong;Kwak, Youn-Sig
The Plant Pathology Journal
/
v.35
no.6
/
pp.705-711
/
2019
Understanding the microbial community and function are crucial knowledge for crop management. In this study, bacterial and fungal community structures both rhizosphere and endosphere in kiwifruit were analyzed to gain our knowledge in kiwifruit microbiome. Microbial community in rhizosphere was less variation than endosphere community. Functional prediction results demonstrated that abundance of saprotrophic fungi was similar in both rhizosphere and endosphere, but potential pathogenic fungi was more abundance in endosphere than in rhizosphere. This finding suggested that maintain healthy soil is the first priority to protect the host plant against biotic stresses.
Saline soils comprise more than half a billion hectares worldwide. Thus, they warrant attention for their efficient, economical, and environmentally acceptable management. Halophytes are being progressively utilized for human benefits. The halophyte microbiome contributes significantly to plant performance and can provide information regarding complex ecological processes involved in the osmoregulation of halophytes. Microbial communities associated with the rhizosphere, phyllosphere, and endosphere of halophytes play an important role in plant health and productivity. Members of the plant microbiome belonging to domains Archaea, Bacteria, and kingdom Fungi are involved in the osmoregulation of halophytes. Halophilic microorganisms principally use compatible solutes, such as glycine, betaine, proline, trehalose, ectoine, and glutamic acid, to survive under salinity stress conditions. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) enhance plant growth and help to elucidate tolerance to salinity. Detailed studies of the metabolic pathways of plants have shown that plant growth-promoting rhizobacteria contribute to plant tolerance by affecting the signaling network of plants. Phytohormones (indole-3-acetic acid and cytokinin), 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase biosynthesis, exopolysaccharides, halocins, and volatile organic compounds function as signaling molecules for plants to elicit salinity stress. This review focuses on the functions of plant microbiome and on understanding how the microorganisms affect halophyte health and growth.
Bhattacharyya, Dipto;Duta, Swarnalee;Yu, Sang-Mi;Jeong, Sang Chul;Lee, Yong Hoon
The Plant Pathology Journal
/
v.34
no.4
/
pp.286-296
/
2018
Maintenance of a beneficial microbial community, especially in the rhizosphere, is indispensable for plant growth and agricultural sustainability. In this sense, plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) have been extensively studied for their role in plant growth promotion and disease resistance. However, the impact of introducing PGPR strains into rhizosphere microbial communities is still underexplored. We previously found that the Proteus vulgaris JBLS202 strain (JBLS202) promoted growth of Kimchi cabbage and altered the relative abundance of total bacteria and Pseudomonas spp. in the treated rhizosphere. To extend these findings, we used pyrosequencing to analyze the changes in bacterial communities in the rhizosphere of Kimchi cabbage after introduction of JBLS202. The alterations were also evaluated by taxon-specific realtime PCR (qPCR). The pyrosequencing data revealed an increase in total bacteria abundance, including specific groups such as Proteobacteria, Acidobacteria, and Actinobacteria, in the treated rhizosphere. Time-course qPCR analysis confirmed the increase in the abundance of Acidobacteria, Actinobacteria, Alphaproteobacteria, and Betaproteobacteria. Furthermore, genes involved in nitrogen cycling were upregulated by JBLS202 treatment indicating changes in ecological function of the rhizosphere soil. Overall, these results indicate that introduction of JBLS202 alters both the composition and function of the rhizosphere bacterial community, which can have direct and indirect effects on plant growth. Therefore, we propose that long-term changes in bacterial composition and community-level function need to be considered for practical use of PGPRs.
The rhizosphere is the active zone where plant roots communicate with the soil microbiome, each responding to the other's signals. The soil microbiome within the rhizosphere that is beneficial to plant growth and productivity is known as plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). PGPR take part in many pivotal plant processes, including plant growth, development, immunity, and productivity, by influencing acquisition and utilization of nutrient molecules, regulation of phytohormone biosynthesis, signaling, and response, and resistance to biotic- and abiotic-stresses. PGPR also produce secondary compounds and volatile organic compounds (VOCs) that elicit plant growth. Moreover, plant roots exude attractants that cause PGPR to aggregate in the rhizosphere zone for colonization, improving soil properties and protecting plants against pathogenic factors. The interactions between PGPR and plant roots in rhizosphere are essential and interdependent. Many studies have reported that PGPR function in multiple ways under the same or diverse conditions, directly and indirectly. This review focuses on the roles and strategies of PGPR in enhancing nutrient acquisition by nutrient fixation/solubilization/mineralization, inducing plant growth regulators/phytohormones, and promoting growth and development of root and shoot by affecting cell division, elongation, and differentiation. We also summarize the current knowledge of the effects of PGPR and the soil microbiota on plants.
Min Yang;Ying Qi;Jiani Liu;Penghua Gao;Feiyan Huang;Lei Yu;Hairu Chen
The Plant Pathology Journal
/
v.39
no.2
/
pp.207-219
/
2023
Soft rot is a widespread, catastrophic disease caused by Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc) that severely damages the production of Amorphophallus spp. This study evaluated the rhizosphere bacterial and fungal communities in Pcc-infected and uninfected plants of two species of Amorphophallus, A. muelleri and A. konjac. Principal component analysis showed that the samples formed different clusters according to the Pcc infection status, indicating that Pcc infection can cause a large number of changes in the bacterial and fungal communities in the Amorphophallus spp. rhizosphere soil. However, the response mechanisms of A. muelleri and A. konjac are different. There was little difference in the overall microbial species composition among the four treatments, but the relative abundances of core microbiome members were significantly different. The relative abundances of Actinobacteria, Chloroflexi, Acidobacteria, Firmicutes, Bacillus, and Lysobacter were lower in infected A. konjac plants than in healthy plants; in contrast, those of infected A. muelleri plants were higher than those in healthy plants. For fungi, the relative abundances of Ascomycota and Fusarium in the rhizosphere of infected A. konjac plants were significantly higher than those of healthy plants, but those of infected A. muelleri plants were lower than those of healthy plants. The relative abundance of beneficial Penicillium fungi was lower in infected A. konjac plants than in healthy plants, and that of infected A. muelleri plants was higher than that of healthy plants. These findings can provide theoretical references for further functional research and utilization of Amorphophallus spp. rhizosphere microbial communities in the future.
Although siderophore compounds are mainly biosynthesized as a response to iron deficiency in the environment, they also bind with other metals. A few studies have been conducted on the impact of heavy metals on the siderophore-mediated iron uptake by microbiome. Here, we investigated siderophore production by a variety of rhizosphere fungi under different concentrations of $Zn^{2+}$ ion. These strains were specifically isolated from the rhizosphere of Panax ginseng (Korean ginseng). The siderophore production of isolated fungi was investigated with chrome azurol S (CAS) assay liquid media amended with different concentrations of $Zn^{2+}$ (50 to $250{\mu}g/ml$). The percentage of siderophore units was quantified using the ultra-violet (UV) irradiation method. The results indicated that high concentrations of $Zn^{2+}$ ion increase the production of siderophore in iron-limited cultures. Maximum siderophore production by the fungal strains was detected at $Zn^{2+}$ ion concentration of $150{\mu}g/ml$ except for Mortierella sp., which had the highest siderophore production at $200{\mu}g/ml$. One potent siderophore-producing strain (Penicillium sp. JJHO) was strongly influenced by the presence of $Zn^{2+}$ ions and showed high identity to P. commune (100% using 18S-rRNA sequencing). The purified siderophores of the Penicillium sp. JJHO strain were chemically identified using UV, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometer (MALDI-TOF-MS) spectra.
Flavobacterium is a genus within the phylum Bacteroidota that remains relatively unexplored. Recent analyses of plant microbiota have identified the phylum Bacteroidota as a major bacterial group in the plant rhizosphere. While Flavobacterium species within the phylum Bacteroidota have been recognized as pathogens in the aquatic habitats, microbiome analysis and the characterization of novel Flavobacterium species have indicated the great diversity and potential of their presence in various environments. Many Flavobacterium species have positively contribute to plant health and development, including growth promotion, disease control, and tolerance to abiotic stress. Despite the well-described beneficial interactions of the Flavobacterium species with plants, the molecular mechanisms and bacterial determinants underlying these interactions remain unclear. To broaden our understanding of the genus Flavobacterium's role in plant health, we review the recent studies focusing on their ecological niche, functional roles, and determinants in plant-beneficial interactions. Additionally, this review discusses putative mechanisms explaining the interactions between plants and Flavobacterium. We have also introduced the importance of future research on Flavobacterium spp. and its potential applications in agriculture.
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.