En plade konkurrence analyse som en hurtig foreløbig vurdering af sygdom undertrykkelse
Summary
Præsenteret er en protokol til en plade konkurrence analyse til at identificere, om en bestemt kompost er tilbøjelige til at indeholde bakterier og svampe, der undertrykker væksten af Rhizoctonia solani.
Abstract
Målet var at udvikle og optimere en enkel, billig og effektiv bioassay for at opdage sygdommen smittespredningshæmmende evne af en specifik kompost mod soilborne svampen Rhizoctonia solani. R. solani er et patogen for en bred vifte af plante værter på verdensplan. Svampen overlever i jorden som en saprophyte og vokser hurtigt på simple vand agar medier. Plade assay er en hurtig metode til at sammenligne kompost for deres evne til at bremse væksten af R. solani. Analysen også korrelerer med undertrykkelse af andre soilborne svampe patogener, der overlever som blødrådsbakterierne i jord såsom Alternaria tidlige blysenes, Fusarium visnesyge, Phytophthora root rot og Pythium root rot.
Introduction
Rhizoctonia repræsenterer en bred kompleks af svampe, af hvilke Thanatephorus cucumeris (Frank) Donk (anamorph = Rhizoctonia solani Kühn) er patogen forårsager root rot og dæmpning off-1. Rhizoctonia solani er en aggressiv patogen og en saprophyte, der kan overleve som sklerotier under ugunstige miljøforhold1. Som et resultat, det har en global distribution og kan forårsage sygdom på lang række plante værter herunder Solanaceae, Ærteblomstfamilien, Asteraceae og Brassicaceae resulterer i alvorlige økonomiske tab.
Kompost har kapacitet til at havnen biocontrol agenter for visse anlæg patogener2. Dog ikke alle kompost er ens heller ikke påvirker de alle patogener ligeledes3. Træ-baserede kulstof har højere lignin til cellulose nøgletal end hø eller halm-carbon baseret kompost. R. solani foretrækker let tilgængelige kulstof findes i halm. Derimod er biologisk bekæmpelse svampe, såsom Trichoderma spp., mere effektiv, når carbon er mindre let tilgængelige. Gavnlige svampe og bakterier i kompost kan undertrykke plantesygdomme gennem konkurrence, antagonisme eller regulere planten vækst3. Den foreslåede assay registrerer primært antagonisme lavet af produktionen af antibiotika, ecoenzymes eller chelatorer, der er skadelige for patogenet.
Plante bioassays er en guldstandarden til at afgøre, om kompost fordel eller afskrække plante vækst4. Men planten bioassays er tidskrævende (uger til måneder) til at fuldføre, som kan være længere end ønsket, og kræver mere arbejdskraft til at udtrække planter med rødder at kvantificere graden af rodsystemer. Forholdsvis robust, men hurtigere (dage) assays ville være ideelt for kvalitetskontrol programmer. Målet med dette papir er at påvise en forholdsvis hurtig og præcis test for at forudsige smittespredningshæmmende potentiale af kompost. Metoden var mønstret efter Alfano et al. 5 med to undtagelser, kompost ekstrakter blev fortyndet og vand agar blev brugt i stedet for kartofler dextrose agar (PDA). R. solani vokser hurtigt på simple vand agar media PDA promoveret vækst af bakterier og andre svampe, der forurenede kultur6.
Denne plade assay fungerer som en indikator for undertrykkelse, der gælder for en række anlæg patogener, som overlever i jorden som blødrådsbakterierne herunder R. solani7, Alternaria tidlige blysenes, Fusarium visnesyge, Phytophthora root rot og Pythium root rot. Plade konkurrence assay er nyttigt at screene en række kompost produkter for indeholdende Fællesskaber af mikrober, der tjener som biologisk kontrol agenser af jord patogener. Analysen var en af de mest konsekvente indikatorer for sygdom undertrykkelse i kommercielle kompost produkter6,8. Produkter blev valgt for deres variation i opskrift, modenhed og produktionsprocessen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vi ved fra tidligere forskning, at visse kompost er effektiv til at undertrykke R. solani og at de smittespredningshæmmende virkninger skyldes mikrober bor i kompost, ikke de abiotiske egenskaber af kompost6,8. Brugen af autoklavering som et middel til at «dræbe «mikrobiota er blevet kritiseret, fordi det påvirker CO2 kemien i media10. Vi sammenlignede brugen af autoklavering til vakuum filtrering gennem Whatman nr. 1 papir. …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vermont landbrugs eksperiment Station konkurrencedygtige Hatch Program VT-HO1609 finansieret forskning. Lynn Fang brugte metoden som en del af sit M.S. speciale på 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
- 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).
- Bonanomi, G., Antignani, V., Pane, C., Scala, E. Suppression of soilborne fungal diseases with organic amendments. Journal of Plant Pathology. 89, 311-324 (2007).
- Noble, R. Risks and benefits of soil amendment with composts in relation to plant pathogens. Australasian Plant Pathology. 40, 157-167 (2011).
- Wichuk, K. M., McCartney, D. Compost stability and maturity evaluation – a literature review. Canadian Journal of Civil Engineering. 37, 1505-1523 (2010).
- 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).
- Fang, L. . Biological indicators of compost-mediated disease suppression against the soilborne plant pathogen Rhizoctonia solani. , (2015).
- 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).
- 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).
- . ATCC® Mycology Culture Guide Available from: https://www.atcc.org/~/media/PDFs/Culture%20Guides/Mycology_Guide.ashx (2018)
- 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).
