Sinh thái học của các loài <i>Bacillus</i> và <i>Paenibacillus</i> trong hệ thống nông nghiệp

Phytopathology - Tập 94 Số 11 - Trang 1252-1258 - 2004
Brian B. McSpadden Gardener1
1E-mail address: E-mail Address: [email protected]

Tóm tắt

Các quần thể vi khuẩn hình thành bào tử hiếu khí phổ biến trong các cánh đồng nông nghiệp và có thể góp phần trực tiếp hoặc gián tiếp vào năng suất nông nghiệp. Bài báo này trình bày những tiến bộ gần đây trong hiểu biết về sinh thái học của các loài Bacillus và Paenibacillus spp. và cách mà những phân nhóm khác nhau của hai giống này có thể thúc đẩy sức khỏe cây trồng. Sự phong phú, đa dạng và phân bố của các quần thể bản địa và các dòng vi khuẩn chiết ghép trong các cánh đồng nông nghiệp đã được đặc trưng bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong khi đó quần thể bản địa của hai giống này xuất hiện phổ biến trong hầu hết các loại đất nông nghiệp, mô thực vật lại được chiếm lĩnh khác nhau bởi các phân nhóm đặc trưng. Nhiều loài Bacillus và Paenibacillus spp. có thể thúc đẩy sức khỏe cây trồng theo nhiều cách khác nhau. Một số quần thể ức chế mầm bệnh thực vật và sâu bệnh bằng cách sản sinh ra các chất chuyển hóa kháng sinh, trong khi số khác có thể kích thích trực tiếp hệ miễn dịch của cây chủ trước khi bị nhiễm bệnh. Một số dòng có thể kích thích sự hấp thu dinh dưỡng của cây, có thể bằng cách thúc đẩy mối cộng sinh giữa rễ cây và nấm mycorrhiza hoặc bằng cách cố định trực tiếp nitơ trong khí quyển. Mặc dù có nhiều thông tin mới về di truyền học và sinh lý học của Bacillus và các loài liên quan, một sự hiểu biết sâu hơn về sinh thái học vi sinh vật của hai giống này cần được phát triển. Để đạt được điều này, một số câu hỏi quan trọng nhưng chưa được giải đáp liên quan đến ý nghĩa sinh thái và tiềm năng quản lý các hoạt động có lợi của các vi khuẩn này đã được thảo luận.

Từ khóa

#Bacillus #Paenibacillus #sinh thái học #vi khuẩn nông nghiệp #sức khỏe cây trồng #bào tử hiếu khí #cộng sinh rễ #cố định nitơ #chuyển hóa kháng sinh #di truyền học vi khuẩn

Tài liệu tham khảo

10.1099/00207713-49-3-961

10.1002/(SICI)1521-4028(199912)39:5/6<283::AID-JOBM283>3.0.CO;2-G

10.1128/AEM.62.11.4081-4085.1996

10.2135/cropsci2003.1774

Batson W., 2000, Biol. Cult. Tests, 15, 31

10.1094/Phyto-86-428

Borneman J., 1996, Wisconsin. Appl. Environ. Microbiol., 62, 1935, 10.1128/aem.62.6.1935-1943.1996

10.1038/sj.jim.2900439

Bravo A., 1998, Appl. Environ. Microbiol., 64, 4965, 10.1128/AEM.64.12.4965-4972.1998

10.4141/P01-048

10.21273/HORTSCI.32.2.179

10.1139/cjm-47-11-1058

Chak K., 1994, Taiwan. Appl. Environ. Microbiol., 60, 2415, 10.1128/aem.60.7.2415-2420.1994

10.1016/S1049-9644(02)00146-9

10.1094/PDIS.2002.86.7.780

10.1016/S0378-4290(01)00200-3

10.1016/S0929-1393(02)00016-1

10.1111/j.1574-6941.1999.tb00642.x

10.1128/AEM.66.9.3998-4003.2000

10.1016/S0167-7012(03)00191-X

10.1007/s00248-002-2034-8

10.1023/A:1016610610294

10.1128/AEM.69.3.1800-1809.2003

10.1139/m97-131

10.1016/0038-0717(93)90074-L

Halverson L. J., 1991, Appl. Environ. Microbiol., 57, 2767, 10.1128/aem.57.9.2767-2770.1991

10.1128/aem.56.3.713-718.1990

Heins, S. D., Manker, D. C., Jimenez, D. R., McCoy, R. J., Marrone, P. G., and Orjala, J. E. 2002. Compositions and methods for controlling plant pests. Patent no. US 6,417,163. Official Gazette of the United States Patent and Trademark Office Patents.

10.1128/AEM.66.6.2627-2630.2000

10.1146/annurev.phyto.37.1.427

10.1038/nature01582

10.1094/PHYTO.1997.87.5.551

10.1094/PHYTO.1997.87.5.559

Krebs B., 1998, Zeitschrift Pflanzenkrankh. Pflanzenschutz, 105, 181

Purnelle, B., Rapoport, G., Rey, M., Reynolds, S., and Rieger, M. 1997.

subtilis. Nature 390:249-256.

10.1006/bcon.2001.0938

10.1094/PHYTO.2001.91.8.807

10.1111/j.1365-2672.1995.tb02829.x

10.1078/0944-5013-00107

10.1046/j.1365-2672.2001.01475.x

Liu, W.T., and Stahl, D. 2002. Molecular approaches for the measurement of density, diversity, and phylogeny. Pages 114-134 in: Manual of Environmental Microbiology. 2nd ed. ASM Press, Washington, D.C.

10.1094/Phyto-82-1297

10.1094/Phyto-83-1120

10.1007/s002489900050

10.1093/nar/29.1.173

10.1046/j.1365-2672.2000.01136.x

Masson L., 1998, Appl. Environ. Microbiol., 64, 4782, 10.1128/AEM.64.12.4782-4788.1998

Mavingui P., 1992, Appl. Environ. Microbiol., 58, 1894, 10.1128/aem.58.6.1894-1903.1992

10.1128/AEM.69.1.452-460.2003

McSpadden Gardener, B. B., and Beuerlein, J. B. 2004. Evaluation of rhizobial inoculants with and without Bacillus subtilis MBI600 on soybeans in Ohio, 2003. Biol. Cult. Tests DOI:10.1094/BC19:FC035.10.1094/BC19:FC035

McSpadden Gardener, B. B., and Fravel, D. R. 2002. Biological control of plant pathogens: Research, commercialization, and application in the USA. Online. Plant Health Progress doi:10.1094/PHP-2002-0510-01-RV.

10.1016/S0929-1393(02)00112-9

10.1094/PDIS.2002.86.7.717

Neip P. W., 1999, J. Nematol., 31, 54

10.1007/s00018-002-8433-7

10.1094/PD-79-0551

10.1146/annurev.phyto.39.1.103

10.1016/S0923-2508(02)01320-7

Priest, F. 1993. Systematics and ecology of Bacillus. Pages 3-16 in: Bacillus subtilis and Other Gram-Positive Bacteria, Biochemistry, Physiology, and Molecular Genetics. American Society for Microbiology Press, Washington, D.C.

10.1128/AEM.69.5.2755-2764.2003

10.1099/13500872-142-12-3425

Rosado A. S., 1998, Appl. Environ. Microbiol., 64, 2770, 10.1128/AEM.64.8.2770-2779.1998

10.1073/pnas.0730845100

10.1094/PDIS.2002.86.12.1350

Seldin L., 1998, Appl. Environ. Microbiol., 64, 3860, 10.1128/AEM.64.10.3860-3868.1998

10.1016/S0960-8524(98)00122-9

Silo-Suh L. A., 1994, Appl. Environ. Microbiol., 60, 2023, 10.1128/aem.60.6.2023-2030.1994

10.1128/AEM.67.2.514-520.2001

Slepecky, R. A., and Hemphill, H. E. 1992. The genus Bacillus-Nonmedical. Pages 1663-1697 in: The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria: Ecophysiology, Isolation, Identification, Applications. 2nd ed. Springer-Verlag, New York.

10.1128/AEM.67.10.4742-4751.2001

10.1128/AEM.60.12.4404-4412.1994

Stahly, D. P., Andrews, R. E., and Yousten, A. A. 1992. The genus Bacillus-Insect pathogens. Pages 1697-1745 in: The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria: Ecophysiology, Isolation, Identification, Applications. 2nd ed. Springer-Verlag, New York.

10.1128/AEM.67.10.4863-4873.2001

Toro M., 1997, Appl. Environ. Microbiol., 63, 4408, 10.1128/aem.63.11.4408-4412.1997

10.1006/bcon.1999.0769

10.4141/P01-047

10.1128/AEM.68.3.1414-1424.2002

10.1073/pnas.0538072100

10.1146/annurev.phyto.40.030402.110010

10.1093/jxb/52.suppl_1.487

10.1016/S0038-0717(02)00027-5

10.1128/jb.178.1.191-198.1996

10.1023/A:1009998304177