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Potato-associated bacteria and their antagonistic potential towards plant-pathogenic fungi and the plant-parasitic nematode Meloidogyne incognita (Kofoid & White) Chitwood

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Abstract:

To study the effect of microenvironments on potato-associated bacteria, the abundance and diversity of bacteria isolated from the rhizosphere, phyllosphere, endorhiza, and endosphere of field grown potato was analyzed. Culturable bacteria were obtained after plating on R2A medium. The endophytic populations averaged 103 and 105 CFU/g (fresh wt.) for the endosphere and endorhiza, respectively, which were lower than those for the ectophytic microenvironments, with 105 and 107 CFU/g (fresh wt.) for the phyllosphere and rhizosphere, respectively. The composition and richness of bacterial species was microenvironment-dependent. The occurrence and diversity of potato-associated bacteria was additionally monitored by a cultivation-independent approach using terminal restriction fragment length polymorphism analysis of 16S rDNA. The patterns obtained revealed a high heterogeneity of community composition and suggested the existence of microenvironment-specific communities. In an approach to measure the antagonistic potential of potato-associated bacteria, a total of 440 bacteria was screened by dual testing for in vitro antagonism towards the soilborne pathogens Verticillium dahliae and Rhizoctonia solani. The proportion of isolates with antagonistic activity was highest for the rhizosphere (10%), followed by the endorhiza (9%), phyllosphere (6%), and endosphere (5%). All 33 fungal antagonists were characterized by testing their in vitro antagonistic mechanisms, including their glucanolytic, chitinolytic, pectinolytic, cellulolytic, and proteolytic activity, and by their BOX-PCR fingerprints. In addition, they were screened for their biocontrol activity against Meloidogyne incognita. Overall, nine isolates belonging to Pseudomonas and Streptomyces species were found to control both fungal pathogens and M. incognita and were therefore considered as promising biological control agents. Key words: biocontrol, antagonistic potential, plant-associated bacteria.

Afin d'étudier l'impact des microenvironnements sur les bactéries associées à la pomme de terre, nous avons analysé l'abondance et la diversité de bactéries isolées de la rhizosphère, de la phyllosphère, des endorhizes et de l'endosphère de pommes de terre cultivées sur le terrain. Les bactéries cultivables ont été obtenues à la suite d'un étalement sur géloses R2A. Les populations endophytiques étaient en moyenne de 103 et 105 CFU/g (poids frais) pour l'endosphère et les endorhizes et étaient donc inférieures aux microenvironnements ectophytiques contenant en moyenne 105 et 107 CFU/g (poids frais) respectivement pour la phyllosphère et la rhizosphère. La composition et la richesse des espèces de bactéries dépendaient du microenvironnement. La fréquence et la diversité des bactéries associées aux pommes de terre ont été en outre mesurées par une approche indépendante de la culture et basée sur l'analyse par polymorphisme de la longueur des fragments de restriction terminaux de l'ADNr 16S. Les profils obtenus ont révélé une hétérogénéité importante de la composition des communautés et ont signalé l'existence de communautés spécifiques aux microenvironnements. Dans une approche visant à mesurer le potentiel antagoniste de bactéries associées à la pomme de terre, nous avons criblé un total de 440 bactéries par double analyse de l'antagonisme in vitro envers les pathogènes du sol Verticillium dahliae et Rhizoctonia solani. La proportion des isolats ayant une activité antagoniste était la plus élevée dans la rhizosphère (10%) suivie des endorhizes (9%), de la phyllosphère (6%) et de l'endosphère (5%). Les 33 antagonistes fongiques ont été caractérisés en analysant leurs mécanismes d'antagonisme in vitro, soit leur activité glucanoytique, chitinolytique, pectinolytique, cellulolytique et proteolytique, de même que par leur empreinte de BOX-PCR. De plus, ces bactéries ont été criblées pour leur activité de biocontrôle contre Meloidogyne incognita. Somme toute, neuf isolats appartenant aux espèces Pseudomonas et Streptomyces se sont avérés être efficaces dans le contrôle des deux champignons pathogènes et de M. incognita et constituent par conséquent à nos yeux des agents de lutte biologique prometteurs.Mots cl

Keywords: antagonistic potential; bactéries associée aux plantes; biocontrol; contrôle biologique; plant-associated bacteria; potentiel antagoniste

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2002

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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nrc/cjm/2002/00000048/00000009/art00002
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