Summary

En Plate konkurranse analysen som en rask foreløpig vurdering av sykdom undertrykkelse

Published: October 28, 2018
doi:

Summary

Presentert er en protokoll for en plate konkurranse analysen til å finne ut om en bestemt kompost er sannsynlig å inneholde bakterier og sopp som hemmer veksten av Rhizoctonia solani.

Abstract

Målet var å utvikle og optimalisere en enkel, rimelig og effektiv bioassay for å oppdage sykdommen undertrykkende evne til en bestemt kompost mot soilborne sopp Rhizoctonia solani. R. solani er en patogen av et bredt spekter plante verter over hele verden. Soppen overlever i jord som en saprophyte og vokser raskt på enkle vann agar medier. Plate analysen er en rask metode for å sammenligne composts for deres evne til å bremse veksten av R. solani. Analysen samsvarer også med undertrykkelse av andre soilborne sopp patogener som overlever som saprophytes i jord som Alternaria tidlig blysenes Fader, Fusarium wilt, Phytophthora rot råtne og Pythium rot råtne.

Introduction

Rhizoctonia representerer en bred rekke sopp, av hvilke Thanatephorus cucumeris (Frank) Donk (anamorph = Rhizoctonia solani Kühn) er patogen forårsaker rot råtne og demping av1. Rhizoctonia solani er en aggressiv patogen og en saprophyte som kan overleve som sclerotia under ugunstige miljøforhold1. Resultatet det har en global fordeling og kan forårsake sykdom på bredt spekter plante verter inkludert Solanaceae, Fabaceae, Asteraceae og Korsblomstfamilien resulterer i alvorlige økonomiske tap.

Kompost har kapasitet til havn biocontrol agenter for enkelte anlegg patogener2. Imidlertid ikke alle composts er like eller påvirker disse alle patogener tilsvarende3. Tre-basert co har høyere lignin til cellulose prosenter enn høy eller halm-karbon basert composts. R. solani foretrekker tilgjengelige karbon i strå. Derimot er biologisk kontroll sopp, som Trichoderma spp., mer effektive når carbon er så lett tilgjengelig. Fordelaktig sopp og bakterier i kompost kan undertrykke plante sykdom gjennom konkurranse, motstand eller regulere anlegget vekst3. Foreslåtte analysen oppdager primært antagonisme opprettet av produksjon av antibiotika, ecoenzymes eller chelater som er skadelig patogen.

Anlegget bioassay er en gull-standard for å avgjøre om composts favorisere eller avskrekke anlegget vekst4. Men anlegget bioassay er tidkrevende (uker til måneder) å fullføre som kan være lengre enn ønsket og krever mer arbeid å pakke planter med røtter å kvantifisere alvorlighetsgraden av rotsystem. Sammenlignbare robust, men raskere (dager) analyser ville være ideelt for kvalitetskontroll programmer. Målet med denne utredningen er å demonstrere en relativt rask og nøyaktig test for å forutsi undertrykkende potensialet av kompost. Metoden ble mønstret etter Alfano et al. 5 med to unntak, kompost ekstrakter ble utvannet og vann agar ble brukt i stedet for potet druesukker agar (PDA). R. solani vokser raskt på enkle vann agar medier mens PDA fremmet veksten av bakterier og andre sopp som forurenset kultur6.

Denne platen analysen fungerer som en indikator på undertrykkelse som gjelder for en rekke plante-patogener som overlever i jord som saprophytes inkludert R. solani7, Alternaria tidlig blysenes Fader, Fusarium wilt, Phytophthora rot råtne og Pythium rot råtne. Plate konkurranse analysen er nyttig å skjermen en rekke kompost produkter som inneholder samfunn av mikrober som tjener i biologisk kontroll av jord patogener. Analysen var en av de mest konsekvente indikatorene for sykdom undertrykkelse i kommersielle kompost produkter6,8. Produkter ble valgt for deres variasjon i oppskriften, forfallsdato og produksjonsprosessen.

Protocol

1. klargjør på forhånd Master fungal kultur (test organisme) Bestill fra amerikansk Type kultur samlingen, mikrobiologi samling9, etter teleomorph Thanatephorus cucumeris (Frank) (ATCC 10154) eller MYA 4031. Alternativt: Samle lokale isolerer som gjort av forfatterne. Planter av røde reddik (Raphanus sativus) fungerer godt som et agn anlegg; samle jord fra en kjent for å ha en historie av demping-off eller root råte forårsaket av R. solani<…

Representative Results

Ferdig kompost bør være stabile og modne, to begrepene som brukes ofte om hverandre, så det kan trygt pakket og transportert og ikke forårsake bivirkninger under dens sluttbruk4. Stabilitet er en motstand mot nedbryting og bestemmes vanligvis bruker indekser av mikrobiell aktivitet. Generelle tiltak av mikrobielle åndedrett kan måle kompost stabilitet, men ikke nødvendigvis sykdom undertrykkelse av en aggressiv patogen og saprophyte som R. solan…

Discussion

Vi vet fra tidligere forskning, som enkelte composts er effektiv på å undertrykke R. solani og at undertrykkende effektene er på grunn av mikrober som lever i kompost, ikke abiotiske egenskapene til kompost6,8. Bruk av autoklavering å “kill” bakterieflora har blitt kritisert fordi det påvirker karbon kjemien i media10. Vi sammenlignet bruken av autoklavering til vakuum filtrering gjennom Whatman nr. 1 papir. Behandlinger som …

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Den Vermont landbruket eksperiment stasjon konkurransedyktig Luke programmet VT-HO1609 finansiert forskning. Lynn Fang brukte metoden som en del av hennes M.S. avhandling ved University of Vermont6.

Materials

autoclavable narrow-neck glass conical flask Fisher Scientific 10-040D 125-mL
dehydrated granulated agar Fisher Scientific DF0145-17-0 500 g quantity
heat resistant gloves Fisher Scientific MEMGG1314WL several brands available
Parafilm (strips of 2-3 cm wide) Fisher Scientific PM992 13-374-16 5 or 10 cm widths work
disposable polystyrene petri dishes Fisher Scientific R80116 comes in sleeves of 20/ea or cases of 500
dehydrated potato dextrose agar Fisher Scientific DF0013-15-8 comes in quantities of 100, 500 and 2000 grams
benchtop reciprocal shaker Thomas Scientific 1227Y31 other models will work
water bath ThermoScientific S37363 5L general purpose
clear ruler, flat, at least 10 cm Any use metric rule
ATCC culture American Type Culture Collection ATCC 10154 teleomorph Thanatephorus cucumeris (Frank) (ATCC 10154) or MYA 4031;
lab tape Fisher Scientific 15935 autoclavable and removable, 1" wide preferred
water resistant marker office or scientific supply Sharpie fine tip write sample number on tape

References

  1. Gonzalez Garcia, G., Onco, M. A. P., Susan, V. R. Review. Biology and systematics of the form genus Rhizoctonia. Spanish Journal of Agricultural Research. 4 (1), 55-79 (2006).
  2. Bonanomi, G., Antignani, V., Pane, C., Scala, E. Suppression of soilborne fungal diseases with organic amendments. Journal of Plant Pathology. 89, 311-324 (2007).
  3. Noble, R. Risks and benefits of soil amendment with composts in relation to plant pathogens. Australasian Plant Pathology. 40, 157-167 (2011).
  4. Wichuk, K. M., McCartney, D. Compost stability and maturity evaluation – a literature review. Canadian Journal of Civil Engineering. 37, 1505-1523 (2010).
  5. Alfano, G., Lustrato, G., Lima, G., Vitullo, D., Ranalli, G. Characterization of composted olive mill wastes to predict potential plant disease suppressiveness. Biological Control. 3, 199-207 (2011).
  6. Fang, L. . Biological indicators of compost-mediated disease suppression against the soilborne plant pathogen Rhizoctonia solani. , (2015).
  7. Bonanomi, G., Antignani, V., Capodilupo, M., Scala, F. Identifying the characteristics of organic soil amendments that suppress soilborne plant diseases. Soil Biology and Biochemistry. 42, 136-144 (2010).
  8. Neher, D. A., Fang, L., Weicht, T. R. Ecoenzymes as indicators of compost to suppress Rhizoctonia solani. Compost Science and Utilization. 25 (4), 251-261 (2017).
  9. . ATCC® Mycology Culture Guide Available from: https://www.atcc.org/~/media/PDFs/Culture%20Guides/Mycology_Guide.ashx (2018)
  10. Berns, A. E., Phillip, H., Narres, H. -. D., Burauel, P., Vereecken, H., Tappe, W. Effect of gamma-sterilization and autoclaving on soil organic matter structure as studied by solid state NMR, UV and fluorescence spectroscopy. European Journal of Soil Science. 59, (2008).
check_url/fr/58767?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Neher, D. A., Weicht, T. R. A Plate Competition Assay As a Quick Preliminary Assessment of Disease Suppression. J. Vis. Exp. (140), e58767, doi:10.3791/58767 (2018).

View Video