Tương tác cộng sinh giữa vi khuẩn nội sinh với nấm mycorrhiza thể túi và tác động đối kháng của nó lên Ganoderma boninense

Journal of Microbiology - Tập 49 - Trang 551-557 - 2011
Shamala Sundram1,2, Sariah Meon1, Idris Abu Seman2, Radziah Othman1
1Institute of Tropical Agriculture, Universiti Putra Malaysia, UPM Serdang, Selangor, Malaysia
2Kajang, Selangor, Malaysia

Tóm tắt

Vi khuẩn nội sinh (Pseudomonas aeruginosa UPMP3 và Burkholderia cepacia UMPB3), được phân lập từ bên trong rễ cây dầu cọ (Elaeis guineensis Jacq.), đã được kiểm tra tác động trước triệu chứng của chúng lên hai loài nấm mycorrhiza thể túi, Glomus intraradices UT126 và Glomus clarum BR152B. Các vi khuẩn nội sinh này cũng đã được kiểm tra tác động đối kháng của chúng đối với Ganoderma boninense PER 71, một tác nhân gây bệnh phân hủy gỗ trắng gây ra bệnh nghiêm trọng trên cây dầu cọ. Sự nảy mầm của bào tử và chiều dài sợi nấm của từng cặp nấm mycorrhiza thể túi (AMF) kết hợp với vi khuẩn nội sinh được phát hiện là đáng kể cao hơn so với bào tử không có vi khuẩn. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy các vi khuẩn nội sinh được phân tán, nghỉ ngơi hoặc gắn vào bề mặt lớp hyaline hoặc trên các bức tường bị phân hủy của bào tử AMF, có thể đang ăn dinh dưỡng từ bức tường bào tử hyaline bên ngoài. Tác động đối kháng của các vi khuẩn nội sinh được thể hiện qua những bất thường hình thái nghiêm trọng trong cấu trúc sợi nấm của G. boninense PER 71. Các tác động của vi khuẩn nội sinh lên cấu trúc sợi nấm của G. boninense PER 71 được quan sát rõ ràng qua SEM. Sự xoắn lại, biến dạng, ly giải và co thắt nghiêm trọng của các cấu trúc sợi nấm đã được quan sát. Nghiên cứu này chỉ ra rằng tác động của vi khuẩn nội sinh lên G. intraradices UT126 và G. clarum BR152B giống như sự kết hợp của vi khuẩn hỗ trợ mycorrhiza (MHB) vì sự kết hợp này đã thúc đẩy đáng kể sự nảy mầm bào tử AMF và chiều dài sợi nấm. Tuy nhiên, các vi khuẩn nội sinh lại cực kỳ gây hại cho G. boninense PER 71.

Từ khóa

#vi khuẩn nội sinh #nấm mycorrhiza #tác động đối kháng #Ganoderma boninense #cây dầu cọ

Tài liệu tham khảo

Barea, J.M., G. Andrade, V. Bianciatto, D. Dowling, S. Lohrke, P. Bonfante, F. O’gara, and C. Azcon-Aguilar. 1998. Impact on arbuscular mycorrhiza formation on Pseudomonas strains used as inoculants for biocontrol of soil borne fungal plant pathogens. Appl. Environ. Microbiol. 64, 2304–2307.

Bianciotto, V. and P. Bonfante. 2002. Arbuscular mycorrhizal fungi: a specialized niche for rhizospheric and endocellular bacteria. Antonie van Leeuwenhoek 81, 365–371.

Blal, B. and V. Gianizazzi-Pearson. 1990. Interest of endomycorrhizae for the production of micropropagated oil palm clones. Agric. Ecosyst. Environ. 29, 39–43.

Brooks, D.S., C.F. Gonzales, D.N. Appel, and T.H. Filer. 1994. Evaluation of endophytic bacteria as potential biological control agents for oak wilt. Biol. Control 4, 373–381. DOI:10.1006/bcon.1994.1047.

Brundrett, M., N. Bougher, B. Dell, and N. Malajczuk. 1997. Working with mycorrhizas in forestry and agriculture, pp. 162–171. ACIAR Monograph 32, Pirie Printers, Canberra, Australia.

Budi, S.W., D. van Tuinen, G. Martinotti, and S. Gianinazzi. 1999. Isolation from the Sorghum bicolor mycorrhizosphere of a bacterium compatible with arbuscular mycorrhiza development and antagonistic towards soil borne fungal pathogens. Appl. Environ. Microbiol. 65, 5148–5150.

Chen, C., R.R. Belanger, N. Benhamou, and T.C. Paulitz. 2000. Defense enzymes induced in cucumber roots by treatment with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) and Pythium aphanidermatum. J. Physiol. Mol. Plant Pathol. 56, 13–23.

Fisher, P.J., O. Petrini, and S.H.M. Lazpin. 1992. The distribution of some fungal and bacterial endophytes in maize (Zea mays L.). New Phytol. 122, 299–305.

Frey-Klett, P., J. Garbaye, and M. Tarkka. 2007. The mycorrhiza helper bacteria revisited. New Phytol. 176, 22–36.

Gamalero, E., M.G. Martinotti, A. Trotta, P. Lemanceau, and G. Berta. 2002. Morphogenetic modifications induced by Pseudomonas fluorescens A6RI and Glomus mosseae BEG12 in the root system of tomato differ according to plant growth. New Phytol. 155, 293–300.

Garbaye, J. 1994. Helper bacteria: a new dimension to the mycorrhizal symbiosis. New Phytol. 128, 197–210.

Gomez, K.A. and A.A. Gomez. 1984. Statistical procedures for agricultural research, 2nd ed., p. 680. J. Wiley, New York, NY, USA.

Gordon, T.R. and D. Okamoto. 1992. Population structure and relationship between pathogenic and non-pathogenic strains of Fusarium oxysporum. Phytopathology 82, 73–77.

Gupta, C.P., R.C. Dubey, S.C. Kang, and D.K. Maheswari. 2001. Antibiosis-mediated necrotrophic effect of Pseudomonas GRC2 against two fungal pathogens. Curr. Sci. 81, 91–94.

Hildebrandt, U., F. Ouziad, F.J. Marner, and H. Bothe. 2006. The bacterium Paenibacillus validus stimulates growth of the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices up to the formation of fertile spores. FEMS Microbiol. Lett. 254, 258–267.

Hollis, J.P. 1951. Bacteria in healthy potato tissue. Phytopathology 41, 320–366.

Jinantana, J. and M. Sariah. 1998. Potential for biological control of Slerotium foot rot of chilli by Trichoderma spp. Pertanika J. Tropical Agriculture Sci. 21, 1–10.

Lieven, K.H., V.R. Rijsbergen, F.R. Leyns, B.J. Lambert, P. Tenning, J. Swings, and H.J.P. Joos. 1989. Dominant rhizosphere bacteria as a source of antifungal agents. J. Pestic. Sci. 27, 141–154.

Liu, S.F. and W.H. Tang. 1996. The study on endophytic streptomyces of cotton, pp. 212–213. In W.H. Tang, R.J. Cook, and A. Rovira (eds.), Advances in biological control of plant diseases. China Agricultural University Press, China.

Macdonald, R.M. and M.R. Chandler. 1981. Bacterium like organelles in the vesicular mycorrhizal fungus Glomus caledonius. New Phytol. 89, 241–246.

Mathivanan, N., V.R. Prabavathy, and V.R. Vijayanandraj. 2005. Application of talc formulations of Pseudomonas fluorescens Migula and Trichoderma viride Pers. ex S. F. Gray decrease the sheath blight disease and enhance the plant growth and yield in rice. J. Phytopathol. 153, 697–701.

Mosse, B. 1962. The establishment of vesicular-arbuscular mycorrhiza under aseptic conditions. J. Gen. Microbiol. 27, 509–520.

Nadarajah, P. 1980. Species of endogonaceae and mychorrhizal association of Elaeis guineensis and Theobroma cacao, pp. 232–237. In P. Mikola (ed.), Tropical Mycorrhiza Research. Clarendon Press, Oxford, USA.

Offre, P., B. Pivato, S. Siblot, E. Gamalero, T. Corberand, P. Lemanceau, and C. Mougel. 2007. Identification of bacterial groups preferentially associated with mycorrhizal roots of Medicago truncatula. Appl. Environ. Microbiol. 73, 913–921.

Pivato, B., P. Offre, S. Marchelli, B. Barbonaglia, C. Mougel, P. Lemanceau, and G. Berta. 2009. Bacterial effects on arbuscular mycorrhizal fungi and mycorrhiza development as influenced by the bacteria, fungi and host plant. Mycorrhiza 19, 81–90.

Rees, R.W., J. Flood, Y. Hasan, and R.M. Cooper. 2007. Effects of inoculum potential, shading and soil temperature on root infection of oil palm seedlings by the basal stem rot pathogen Ganoderma boninense. Plant Pathol. 56, 862–870.

Roesti, D., K. Ineichen, O. Braissant, D. Redecker, A. Wiemken, and M. Aragno. 2005. Bacteria associated with spores of the arbuscular mycorrhizal fungi Glomus geosporum and Glomus constrictum. Appl. Environ. Microbiol. 71, 6673–6679.

Sanderson, F.R. 2005. An insight into dispersal of Ganoderma boninense on oil palm. Mycopathologia 159, 139–141.

Sbrana, C., L. Avio, and M. Giovannetti. 1995. The occurrence of Calcofluor and lectin-binding polysaccharides in the outer wall of arbuscular mycorrhiza fungal spores. Mycol. Res. 99, 1249–1252.

Schippers, B., A.W. Bakker, P.A.H.M. Bakker, and R. Van Peer. 1991. Beneficial and deleterious effects of HCN-producing Pseudomonads on rhizosphere interactions, pp. 211–219. In D.L. Keister and P.B. Cregan (eds.), The rhizosphere and plant growth. Kluwer, Dordrecht, The Netherlands.

Schulz, B. and B. Boyle. 2006. What are endophytes?, pp. 2–13. In B. Schulz, C. Boyle, and T.N. Sieber (eds.), Microbial root endophytes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany.

Selim, S., J. Negrel, C. Govaerts, S. Gianinazzi, and D. van Tuinen. 2005. Isolation and partial characterization of antagonistic peptides produced by Paenibacillus sp. strain B2 isolated from the sorghum mycorrhizosphere. Appl. Environ. Microbiol. 71, 6501–6507.

Shamala, S., F. Abdullah, A.M. Zainal, and K.Y. Umi. 2008. Efficacy of single and mixed treatments of Trichoderma harzianum as biocontrol agents of Ganoderma basal stem rot in oil palm. J. Oil Palm Res. 20, 470–483.

Siddiqui, Z.A. 2005. PGPR: Prospective biocontrol agents of plant pathogens, pp. 111–142. In Z.A. Siddiqui (ed.), PGPR: Biocontrol and biofertilization. Springer, The Netherlands.

Siddiqui, I.A. and S.S. Shaukat. 2003. Combination of Pseudomonas aeruginosa and Pochonia chlamydosporia for control of root-infecting fungi in tomato. J. Phytopathol. 151, 215–222.

Siti Ramlah, A.A. and D.M. Tayeb. 1991. Status of mycorrhizal research in oil palm. PORIM Buletin 23, 4–14.

Smith, S.E. and D.J. Read. 2008. Arbuscular Mycorrhiza, pp. 14–15. In Mycorrhizal symbiosis (Third edition). Academic Press Elsevier, London, UK.

Strobel, G.A. and D.M. Long. 1998. Endophytic microbes embody pharmaceutical potential. ASM News 64, 263–268.

Sturtz, A.V., B.R. Christie, and J. Nowak. 2000. Bacterial endophytes: potential role in developing sustainable systems of crop production. Crit. Rev. Plant Sci. 19, 1–30.

Sumathi, S., S.P. Chai, and A.R. Mohamed. 2008. Utilization of oil palm as a source of renewable energy in Malaysia. Renew Sust. Energ. Rev. 12, 2404–2421.

Susanto, A., P.S. Sudharto, and R.Y. Purba. 2005. Enhancing biological control of basal stem rot disease (Ganoderma boninense) in oil palm plantations. Mycopathologia 159, 153–157.

Sylvie, C., V. Liesbeth, B. Celine, R. Laurent, S. Désiré-Georges, and D. Stéphane. 2005. Methodologies for in vitro cultivation of arbuscular mycorrhizal fungi with root organs, pp. 341–372. In S. Declerck, D.G. Strullu, and J.A. Fortin (eds.). In vitro culture of mycorrhizas. Springer-Verlag Berlin, Hiedelberg, Germany.

Szczech, M. and M. Shoda. 2004. Biocontrol of Rhizoctonia damping-off of tomato by Bacillus subtilis combined with Burkholderia cepacia. J. Phytopathol. 152, 549–556.

Van Loon, L.C. and P.A.H.M. Bakker. 2005. Induced systemic resistance as a mechanism of disease suppression by rhizobacteria, pp. 39–66. In Z.A. Siddiqui (ed.), PGPR: Biocontrol and biofertilization. Springer, The Netherlands.

Viswanathan, R. and R. Samiyappan. 2002. Induced systemic resistance by fluorescent pseudomonas against red rot disease of sugarcane caused by Colletotrichum falcatum. Crop Prot. 21, 1–10.

Whitesides, S.K. and R.A. Spotts. 1991. Frequency, distribution and characteristics of endophytic Pseudomonas syringae in pear trees. J. Phytopathol. 81, 453–457.

Xavier, L.J.C. and J.J. Germida. 2003. Bacteria associated with Glomus clarum spores influence mycorrhizal activity. Soil Biol. iochem. 35, 471–478.

Zaiton, S., M. Sariah, and Z.A.M. Ahmad. 2008. Effect of endophytic bacteria on growth and suppression of Ganoderma boninense infection in oil palm. Int. J. Agricul. Biol. 10, 127–132.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Microbiology

Tập 49

551-557

Thông tin tác giả