Kong, Hyun Gi;Kim, Nam Hee;Lee, Seung Yeup;Lee, Seon-Woo
The Plant Pathology Journal
/
v.32
no.2
/
pp.136-144
/
2016
Pseudomonas fluorescens pc78 is an effective biocontrol agent for soil-borne fungal diseases. We previously constructed a P43-gfp tagged biocontrol bacteria P. fluorescens pc78-48 to investigate bacterial traits in natural ecosystem and the environmental risk of genetically modified biocontrol bacteria in tomato rhizosphere. Fluctuation of culturable bacteria profile, microbial community structure, and potential horizontal gene transfer was investigated over time after the bacteria treatment to the tomato rhizosphere. Tagged gene transfer to other organisms such as tomato plants and bacteria cultured on various media was examined by polymerase chain reaction, using gene specific primers. Transfer of chromosomally integrated P43-gfp from pc78 to other organisms was not apparent. Population and colony types of culturable bacteria were not significantly affected by the introduction of P. fluorescens pc78 or pc78-48 into tomato rhizosphere. Additionally, terminal restriction fragment length polymorphism profiles were investigated to estimate the influence on the microbial community structure in tomato rhizosphere between non-treated and pc78-48-treated samples. Interestingly, rhizosphere soil treated with strain pc78-48 exhibited a significantly different bacterial community structure compared to that of non-treated rhizosphere soil. Our results suggest that biocontrol bacteria treatment influences microbial community in tomato rhizosphere, while the chromosomally modified biocontrol bacteria may not pose any specific environmental risk in terms of gene transfer.
Lee, Shin Ae;Kim, Hyeon Su;Sang, Mee Kyung;Song, Jaekyeong;Weon, Hang-Yeon
The Plant Pathology Journal
/
v.37
no.6
/
pp.662-672
/
2021
Plant growth-promoting bacteria improve plant growth under abiotic stress conditions. However, their effects on microbial succession in the rhizosphere are poorly understood. In this study, the inoculants of Bacillus mesonae strain H20-5 were administered to tomato plants grown in soils with different salinity levels (EC of 2, 4, and 6 dS/m). The bacterial communities in the bulk and rhizosphere soils were examined 14 days after H20-5 treatment using Illumina MiSeq sequencing of the bacterial 16S rRNA gene. Although the abundance of H20-5 rapidly decreased in the bulk and rhizosphere soils, a shift in the bacterial community was observed following H20-5 treatment. The variation in bacterial communities due to H20-5 treatment was higher in the rhizosphere than in the bulk soils. Additionally, the bacterial species richness and diversity were greater in the H20-5 treated rhizosphere than in the control. The composition and structure of the bacterial communities varied with soil salinity levels, and those in the H20-5 treated rhizosphere soil were clustered. The members of Actinobacteria genera, including Kineosporia, Virgisporangium, Actinoplanes, Gaiella, Blastococcus, and Solirubrobacter, were enriched in the H20-5 treated rhizosphere soils. The microbial co-occurrence network of the bacterial community in the H20-5 treated rhizosphere soils had more modules and keystone taxa compared to the control. These findings revealed that the strain H20-5 induced systemic tolerance in tomato plants and influenced the diversity, composition, structure, and network of bacterial communities. The bacterial community in the H20-5 treated rhizosphere soils also appeared to be relatively stable to soil salinity changes.
As a result of conducting a cultural experiment of tomato using chicken feather protein hydrolysate (CPH) which was mass produced by keratin protein degrading bacterium Chryseobacterium sp. FBF-7 (KACC 91463P), we found that the stem and the root of tomato showed significant improvement in growth. For the purpose of phylogenic interpretation, a comparison was drawn between the effect of CPH, a treated CPH and untreated, on the changes of bacterial populations by 454 pyrosequencing based on 16S rRNA gene sequences. Tomato rhizosphere soil untreated with CPH (NCPH) showed 6.54 Shannon index from 3,281 sequence reads, and the rhizosphere soil treated with CPH (TCPH) showed 6.33 Shannon index from 2,167 sequence reads, displaying that it does not affect the diversity. Bacterial populations were composed of 19 phyla in the rhizosphere soil, and the phylum Proteobacteria occupied 40% of total bacterial populations. Bradyrhizobium, Agromonas, Nitrobacter, and Afipia (BANA group) which belong to Bradyrhizobiaceae were abundant and commonly detected in both the treated and untreated soils, suggesting the dominance of bacterial group in rhizosphere soil. The results obtained showed that CPH treatment does not affect the indigenous bacterial populations present in the rhizosphere soil.
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.
Riu, Myoungjoo;Kim, Man Su;Choi, Soo-Keun;Oh, Sang-Keun;Ryu, Choong-Min
Molecules and Cells
/
v.45
no.7
/
pp.502-511
/
2022
Bacterial volatile compounds (BVCs) exert beneficial effects on plant protection both directly and indirectly. Although BVCs have been detected in vitro, their detection in situ remains challenging. The purpose of this study was to investigate the possibility of BVCs detection under in situ condition and estimate the potentials of in situ BVC to plants at below detection limit. We developed a method for detecting BVCs released by the soil bacteria Bacillus velezensis strain GB03 and Streptomyces griseus strain S4-7 in situ using solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS). Additionally, we evaluated the BVC detection limit in the rhizosphere and induction of systemic immune response in tomato plants grown in the greenhouse. Two signature BVCs, 2-nonanone and caryolan-1-ol, of GB03 and S4-7 respectively were successfully detected using the soil-vial system. However, these BVCs could not be detected in the rhizosphere pretreated with strains GB03 and S4-7. The detection limit of 2-nonanone in the tomato rhizosphere was 1 µM. Unexpectedly, drench application of 2-nonanone at 10 nM concentration, which is below its detection limit, protected tomato seedlings against Pseudomonas syringae pv. tomato. Our finding highlights that BVCs, including 2-nonanone, released by a soil bacterium are functional even when present at a concentration below the detection limit of SPME-GC-MS.
Yoo, Sung-Je;Lee, Shin Ae;Weon, Hang-Yeon;Song, Jaekyeong;Sang, Mee Kyung
Korean Journal of Environmental Agriculture
/
v.40
no.1
/
pp.49-59
/
2021
BACKGROUND: Soil salinity causes reduction of crop productivity. Rhizosphere microbes have metabolic capabilities and ability to adaptation of plants to biotic and abiotic stresses. Plant growth-promoting bacteria (PGPB) could play a role as elicitors for inducing tolerance to stresses in plants by affecting resident microorganism in soil. This study was conducted to demonstrate the effect of selected strains on rhizosphere microbial community under salinity stress. METHODS AND RESULTS: The experiments were conducted in tomato plants in pots containing field soil. Bacterial suspension was inoculated into three-week-old tomato plants, one week after inoculation, and -1,000 kPa-balanced salinity stress was imposed. The physiological and biochemical attributes of plant under salt stress were monitored by evaluating pigment, malondialdehyde (MDA), proline, soil pH, electrical conductivity (EC) and ion concentrations. To demonstrate the effect of selected Bacillus strains on rhizosphere microbial community, soil microbial diversity and abundance were evaluated with Illumina MiSeq sequencing, and primer sets of 341F/805R and ITS3/ITS4 were used for bacterial and fungal communities, respectively. As a result, when the bacterial strains were inoculated and then salinity stress was imposed, the inoculation decreases the stress susceptibility including reduction in lipid peroxidation, enhanced pigmentation and proline accumulation which subsequently resulted in better plant growth. However, bacterial inoculations did not affect diversity (observed OTUs, ACE, Chao1 and Shannon) and structure (principle coordinate analysis) of microbial communities under salinity stress. Furthermore, relative abundance in microbial communities had no significant difference between bacterial treated- and untreated-soils under salinity stress. CONCLUSION: Inoculation of Bacillus strains could affect plant responses and soil pH of tomato plants under salinity stress, whereas microbial diversity and abundance had no significant difference by the bacterial treatments. These findings demonstrated that Bacillus strains could alleviate plant's salinity damages by regulating pigments, proline, and MDA contents without significant changes of microbial community in tomato plants, and can be used as effective biostimulators against salinity stress for sustainable agriculture.
Yoo, Sung-Je;Shin, Da Jeong;Won, Hang Yeon;Song, Jaekyeong;Sang, Mee Kyung
Mycobiology
/
v.46
no.2
/
pp.147-153
/
2018
Certain beneficial microorganisms isolated from rhizosphere soil promote plant growth and induce resistance to a wide variety of plant pathogens. We obtained 49 fungal isolates from the rhizosphere soil of paprika plants, and selected 18 of these isolates that did not inhibit tomato seed germination for further investigation. Based on a seed germination assay, we selected four isolates for further plant tests. Treatment of seeds with isolate JF27 promoted plant growth in pot tests, and suppressed bacterial speck disease caused by Pseudomonas syringae pathovar (pv.) tomato DC3000. Furthermore, expression of the pathogenesis-related 1 (PR1) gene was higher in the leaves of tomato plants grown from seeds treated with JF27; expression remained at a consistently higher level than in the control plants for 12 h after pathogen infection. The phylogenetic analysis of a partial internal transcribed spacer sequence and the b-tubulin gene identified isolate JF27 as Aspergillus terreus. Taken together, these results suggest that A. terreus JF27 has potential as a growth promoter and could be used to control bacterial speck disease by inducing resistance in tomato plants.
The application of Bacillus sp. in the biological control of plant soilborne diseases has been shown to be an environmentally friendly alternative to the use of chemical fungicides. In this study, the effects of bioorganic fertilizer (BOF) fortified with Bacillus amyloliquefaciens SQY 162 on the suppression of tomato bacterial wilt were investigated in pot experiments. The disease incidence of tomato wilt after the application of BOF was 65.18% and 41.62% lower at 10 and 20 days after transplantation, respectively, than in the control condition. BOF also promoted the plant growth. The SQY 162 populations efficiently colonized the tomato rhizosphere, which directly suppressed the number of Ralstonia solanacearum in the tomato rhizosphere soil. In the presence of BOF, the activities of defense-related enzymes in tomato were lower than in the presence of the control treatment, but the expression levels of the defense-related genes of the plants in the salicylic acid and jasmonic acid pathways were enhanced. It was also found that strain SQY 162 could secrete antibiotic surfactin, but not volatile organic compounds, to suppress Ralstonia. The strain could also produce plant growth promotion compounds such as siderophores and indole-3-acetic acid. Thus, owing to its innate multiple-functional traits and its broad biocontrol activities, we found that this antagonistic strain isolated from the tobacco rhizosphere could establish itself successfully in the tomato rhizosphere to control soilborne diseases.
The induction of growth promotion on numerous crops by rhizobacteria is a well documented phenomenon. In case of tomato (Lycopersicon esculentum), fruit yield is higher in replant soil than that in fresh soil. To investigate what kind of rhizobacterium is involved, microbial community in rhizosphere and on rhizoplane of tomato plants from each soil was analyzed by dilution plating on selective media. Many Gram-negative bacteria and actinomycetes were isolated from tomato in replant soil. One Gram-negative rhizobacterium isolated was identified as Pseudomonas putida based on its biochemical characteristics, fatty acid methyl ester analysis and 16S rDNA sequence. This bacterium designated strain 17 inhibited the growth of Pseudomonas corrugata, and increased growth of tomato seedlings. In addition, its culture filtrate inhibited conidial germination of plant-pathogenic fungi such as Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, F. oxysporum f. sp. cucumerinum, and Nectria radicicola. Scanning electron microscopy revealed strain 17 colonized and persisted on the epidermal surfaces of tomato radicles and roots. These results suggest that P. putida strain 17 may serve as a biological control agent to suppress multiple soil-borne diseases for tomato plants. Increased microbial populations that suppress deleterious microorganisms including pathogens could be one of the major factors in increased tomato yield in replant soil.
For a biological control of root-knot nematode (Meloidogyne incognita) in tomato, efficiency of Bacillus thuringiensis subsp. indiana strain TH109 (BtTH109) on the nematode control was investigated. After the mixture of strain BtTH109 and wheat bran was treated into rhizosphere of the tomato plants with nematode eggs, the stem height and root growth of plants increased. And the juveniles and eggs of nematode are not found in both roots of tomatoes and pot soil after cultured broth of the strain BtTH109 treated 4 times at 3 day-interval into rhizosphere of the infected tomatoes.
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.