Composts containing fluorescent pseudomonads suppress fusarium root and stem rot development on greenhouse cucumber

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Abstract:

Three composts (Ball, dairy, and greenhouse) were tested for the ability to suppress the development of Fusarium root and stem rot (caused by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-cucumerinum) on greenhouse cucumber. Dairy and greenhouse composts significantly reduced disease severity (P = 0.05), while Ball compost had no effect. Assessment of total culturable microbes in the composts showed a positive relationship between disease suppressive ability and total population levels of pseudomonads. In vitro antagonism assays between compost-isolated bacterial strains and the pathogen showed that strains of Pseudomonas aeruginosa exhibited the greatest antagonism. In growth room trials, strains of P. aeruginosa and nonantagonistic Pseudomonas maculicola, plus 2 biocontrol strains of Pseudomonas fluorescens, were tested for their ability to reduce (i) survival of F. oxysporum, (ii) colonization of plants by the pathogen, and (iii) disease severity. Cucumber seedlings grown in compost receiving P. aeruginosa and P. fluorescens had reduced disease severity index scores after 8 weeks compared with control plants without bacteria. Internal stem colonization by F. oxysporum was significantly reduced by P. aeruginosa. The bacteria colonized plant roots at 1.9 × 106 ± 0.73 × 106 CFU·(g root tissue)-1 and survival was >107 CFU·(g compost)-1 after 6 weeks. The locus for 2,4-diacetylphloroglucinol production was detected by Southern blot analysis and confirmed by PCR. The production of the antibiotic 2,4-diacetylphloroglucinol in liquid culture by P. aeruginosa was confirmed by thin layer chromatography. These results demonstrate that composts containing antibiotic-producing P. aeruginosa have the potential to suppress diseases caused by Fusarium species.

La capacité de composts d’origines différentes (Ball, ferme laitière, serre) à enrayer le développement de la pourriture fusarienne des racines et de la tige des concombres de serre causée par Fusarium oxysporum f. sp. radicis-cucumerinum a été testée. Les composts de ferme laitière et de serreont significativement réduit la sévérité de la maladie (P = 0,05) alors que le compost de chez Ball n’avait aucun effet. L’évaluation de la quantité totale de microbes cultivables dans les composts a révélé l’existenced’une relation positive entre leur capacité à enrayer la maladie et la population totale de pseudomonades. Des tests d’antagonisme in vitro mettant en présence les souches bactériennes isolées des composts et le pathogène ont montré que les souches possédant l’antagonisme le plus élevé consistaient en Pseudomonas aeruginosa. Lors d’essais en chambre de croissance, les souches de P. aeruginosa, la souche non antagoniste Pseudomonas maculicola et 2 souches de P. fluorescens utilisées en contrôle biologique, ont été testées quant à leur capacité à réduire (i) la survie de Fusarium, (ii) la colonisation des plants par le pathogène et (iii) la sévérité de la maladie. Les pousses de concombre cultivées dans un compost ensemencé de P. aeruginosa et P. fluorescens montraient des pointages de sévérité de la maladie plus faibles après 8 semaines, comparativement aux plants contrôles sans bactéries. La colonisation interne des tiges par Fusarium était significativement réduite par P. aeruginosa. Les bactéries colonisaient les racines des plants à une concentration de 1,9 × 106 ± 0,73 × 106 UFC·(g de racine)-1 et leur survie était >107 UFC·(g de compost)-1 après 6 semaines. Le locus associé à la production de 2,4-diacétylphloroglucinol a été détecté par buvardage Southern et confirmé par PCR. La production de 2,4-diacétylphloroglucinol par P. aeruginosa en culture liquide a été confirmée par chromatographie en couche mince. Ces résultats démontrent que les composts qui comportent P. aeruginosa productrice d’antibiotique ont le pouvoir d’enrayer la maladie causée par l’espèce Fusarium.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2010

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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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