En tallrik konkurrens analys som en snabb preliminär bedömning av sjukdom dämpning
Summary
Presenteras är ett protokoll för en tallrik konkurrens analys identifiera om en specifik kompost sannolikt innehåller bakterier och svampar som hämmar tillväxten av Rhizoctonia solani.
Abstract
Målet var att utveckla och optimera en enkel, prisvärd och effektiv bioassay för att upptäcka sjukdom suppressiv förmågan hos en specifik kompost mot soilborne svampen Rhizoctonia solani. R. solani är en patogen av ett brett utbud av växten varar värd över hela världen. Svampen överlever i jordar som en saprophyte och växer snabbt på enkelt vatten agar media. Plattan analysen är en snabb metod att jämföra komposter för deras förmåga att bromsa tillväxten av R. solani. Analysen också korrelerar väl med dämpning av andra soilborne svamp patogener som överlever som saprofyter i jordar som Alternaria tidiga blights, Fusarium vissnesjuka, Phytophthora rotröta och Pythium rotröta.
Introduction
Rhizoctonia representerar ett brett komplex av svampar, av vilka Thanatephorus cucumeris (Frank) Donk (anamorph = Rhizoctonia solani Kühn) är den patogen som orsakar rotröta och dämpning-off1. Rhizoctonia solani är en aggressiv patogen och en saprophyte som kan överleva som sklerotier under ogynnsamma miljöförhållanden1. Som ett resultat, den har en global distribution och kan orsaka sjukdom på brett utbud av växten varar värd inklusive Solanaceae, ärtväxter, Asteraceae och korsblommiga växter som medför allvarliga ekonomiska förluster.
Komposten har kapacitet att hysa Agrilus agenter för vissa växt patogener2. Dock inte alla komposter är likadana, inte heller påverkar de alla patogener likaså3. Trä-baserade kol har högre lignin till cellulosa nyckeltal än hö eller halm-kol baserade komposter. R. solani föredrar lättillgängliga kol Funna i halm. Däremot är biologisk bekämpning svampar, såsom Trichoderma spp., mer effektiva när kol är mindre lättillgängliga. Nyttiga svampar och bakterier till kompost kan undertrycka växtsjukdomar genom konkurrens, antagonism eller reglera växt tillväxt3. Föreslagna analysen identifierar primärt antagonism skapad av produktion av antibiotika, ecoenzymes eller kelater som är skadliga för patogen.
Växter bioassays är en guld-standard för att avgöra om komposter gynna eller avskräcka växt tillväxt4. Växter bioassays är dock tidskrävande (veckor till månader) att slutföra som kan vara längre än önskat och kräver mer arbete att extrahera växter med rötter att kvantifiera graden av rotsystem. Comparably robust men snabbare (dagar) analyser skulle vara perfekt för kvalitetskontroll program. Syftet med denna uppsats är att visa en relativt snabb och noggrann test för att förutsäga suppressiv potential av kompost. Metoden var mönstrad efter Alfano o.a. 5 med två undantag, kompost extrakt späddes och vatten agar användes i stället för potatis dextros agar (PDA). R. solani växer snabbt på enkelt vatten agar media PDA främjat tillväxt av bakterier och andra svampar som förorenat den kultur6.
Denna plattan analys fungerar som en indikator av förtryck som gäller för en rad växt patogener som överlever i jord som saprofyter inklusive R. solani7, Alternaria tidiga blights, Fusarium vissnesjuka, Phytophthora rotröta och Pythium rotröta. Plattan konkurrens analysen är användbar till skärmen en rad kompost produkter för innehåller samhällen av mikrober som tjänar som biologiska kontrollagenter jord patogener. Analysen var en av de mest konsekventa indikatorerna av sjukdom bekämpande i kommersiella kompost produkter6,8. Produkter valdes för sin variation i recept, mognad och produktionsprocessen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vi vet från tidigare forskning, att vissa komposter är effektiva på att undertrycka R. solani och att suppressiv effekterna är på grund av de mikrober som lever i komposten, inte abiotiska egenskaperna för kompost6,8. Användningen av autoklav som ett sätt att ‘döda’ bakterieflora har kritiserats eftersom den påverkar de media10kol kemi. Vi jämförde användningen av autoklavering till dammsugarfilter genom Whatman nr 1 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vermont jordbruks Experiment Station konkurrenskraftiga Hatch Program VT-HO1609 finansierade forskningen. Lynn Fang används metoden som en del av sin M.S. avhandling vid 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).
