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Strategy to select and assess antagonistic bacteria for biological control of Rhizoctonia solani Kühn

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Abstract:

A screening strategy was developed to assess the potential of plant-associated bacteria to control diseases caused by Rhizoctonia solani Kühn. About 434 already characterized antagonistic bacterial strains isolated from diverse plant species and microenvironments were evaluated for biocontrol and plant growth promotion by a hierarchical combination of assays. Analyzing in vitro antagonism towards different Rhizoctonia isolates resulted in a selection of 20 potential biocontrol agents. The strains were characterized by their antagonistic mechanisms in vitro as well as their production of the plant growth hormone indole-3-acetic acid. The plant growth promoting effect by antagonistic bacteria was determined using a microtiter plate assay on the basis of lettuce seedlings. Lettuce and sugar beet as host plant were included in the biocontrol experiments in which the antagonistic effect of 17 bacterial isolates could be confirmed in vivo. Sequencing of the 16S rDNA gene and (or) fatty acid methyl ester gas chromatography was used to identify the antagonistic isolates. Molecular fingerprints of isolates obtained by BOX – polymerase chain reaction were compared to avoid further investigation with genetically very similar strains and to obtain unique molecular fingerprints for quality control and patent licensing. According to our strategy, an assessment scheme was developed and four interesting biological control agents, Pseudomonas reactans B3, Pseudomonas fluorescens B1, Serratia plymuthica B4, and Serratia odorifera B6, were found. While S. plymuthica B4 was the best candidate to biologically control Rhizoctonia in lettuce, P. reactans B3 was the best candidate to suppress the pathogen in sugar beet.Key words: biocontrol, Rhizoctonia solani, lettuce, sugar beet, antagonistic bacteria.

Nous avons élaboré une stratégie de criblage afin d'évaluer le potentiel bactéries associées aux plantes de contrôler des maladies causées par Rhizoctonia solani Kühn. Environ 434 souches de bactéries antagonistes déjà caractérisées ont été isolées à partir de diverses espèces végétales et de microenvironnements et leurs capacités de stimulation de la croissance végétale ainsi que de biocontrôle ont été évaluées par une combinaison hiérarchique d'analyses. Les analyses d'antagonisme in vitro envers divers isolats de Rhizoctonia ont permis la sélection de 20 agents potentiels de biocontrôle. Les mécanismes d'antagonisme in vitro de ces souches ont été caractérisés de même que leur production de l'hormone de croissance végétale, l'acide indole-3-acétique. La stimulation de la croissance végétale par les bactéries antagonistes a été déterminée à l'aide d'un test sur microplaque basé sur des pousses de laitue. La laitue et la betterave à sucre ont été utilisée comme plantes-hôtes dans les expériences de biocontrôle, dans lesquelles l'an ta go nisme de 17 isolats bactériens a pu être confirmé in vivo. Le séquençage de l'ADNr 16S et/ou le FAME–GC ont été utilisé afin d'identifier les isolats antagonistes. Les empreintes moléculaires des isolats obtenus par BOX–PCR ont été comparées afin d'éviter des analyses subséquentes de souches très proches au plan génétique et d'obtenir des empreintes moléculaires uniques pour le contrôle de la qualité et la concession de licences de brevet. Un schéma d'évaluation a été conçu à partir de notre stratégie et quatre agents de biocontrôle intéressants ont été trouvés: Pseudomonas reactans B3, P. fluorescens B1, Serratia plymuthica B4 et S. odorifera B6. Bien que S. plymuthica B4 étaient le meilleur candidat pour combattre Rhizoctonia dans la laitue, P. reactans B3 étaient le meilleur candidat pour supprimer le patho gène dans la betterave à sucre.Mots clés : biocontrôle, Rhizoctonia solani, laitue, betterave à sucre, bactéries antagonistes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2004

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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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