Isolation and screening of antagonist bacteria against Phytophthora sp. causing gummosis disease on Thanh Tra pomelo (Citrus grandis (L.) Osbeck) in Thua Thien Hue

Keywords

bệnh chảy gôm
Phytophthora sp.
cây bưởi Thanh trà
Stenotrophomonas maltophilia
Burkholderia sp
Paenibacillus peoriae gummosis
Phytophthora sp.
Thanh Tra pomelo
Stenotrophomonas maltophilia
Burkholderia sp.
Paenibacillus peoriae

Abstract

This study was conducted to isolate strains of microorganisms capable of antagonizing Phytophthora sp. causing gummosis disease on Thanh Tra trees and investigate the influence of environmental factors on the antagonistic ability of bacterial strains under in vitro conditions. From ten bacterial strains isolated at a Thanh Tra garden in Thuy Bieu Ward, Hue City, we selected three bacterial strains, denoted as 6T3, CT3, and S22, with a strong antagonistic ability against Phytophthora sp. Molecular identification of the 16S rRNA gene fragment revealed that 6T3, CT3, and S22 are Stenotrophomonas maltophilia, Burkholderia sp., and Paenibacillus peoriae, respectively. They have good growth and resistance at 30–40 °C, pH 5–7, and culture time 48 h with over 60% resistance. The most suitable carbon and nitrogen sources were starch for all three strains, (NH4)2SO4 for 6T3, NH4NO3 for CT3, and peptone for S22. All three strains have a strong antagonistic ability against Phytophthora sp. and can be applied as biological products in the prevention of gum disease on Thanh Tra trees.

https://doi.org/10.26459/hueunijard.v132i3C.7276

References

  1. Hoàng Tấn Quảng, Phạm Thị Diễm Thi, Trương Thị Bích Phượng, Nguyễn Hoàng Lộc. (2013), Nghiên cứu đa dạng di truyền của bưởi Thanh Trà (Citrus grandis (L.) Osbeck) bằng chỉ thị SSR, Báo cáo toàn văn Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc năm 2013, 2, 1012–1016
  2. Vũ Khắc Nhượng (2003), Nấm Phytopthora gây hại bưởi Phúc Trạch, Tạp chí Bảo vệ thực vật, 4, 41.
  3. Nguyễn Thị Kim Sơn và Nguyễn Duy Hưng (2005), Nghiên cứu bệnh chảy gôm do nấm Phytophthora spp., Hại trên cây ăn quả có múi ở một số tỉnh Miền Bắc và biện pháp phòng trừ, Tạp chí Bảo vệ thực vật, 2, 10.
  4. Sở Nông nghiệp và PTNT Thừa Thiên Huế (2023), Thông báo tình hình sinh vật gây hại cây trồng. https://snnptnt.thuathienhue.gov.vn/?gd=1&cn=248&tc=23471. Ngày truy cập: 11 tháng 9 năm 2023.
  5. Graham, J. & Feichtenberger, E. (2015), Citrus Phytophthora diseases: management challenges and successes, Journal of Citrus Pathology, 2(1).
  6. Savita, G. S. V., Avinash, N. (2012), Citrus diseases caused by Phytophthora species, GERF Bulletin of Biosciences, 3(1), 18-27.
  7. Ivanov, A. A., Egor, O. U., Tatiana S. G. (2021), Phytophthora infestans: an overview of methods and attempts to combat late blight, Journal of Fungi, 7(12),1071.
  8. Axel, C., Zannini, E., Coffey, A., Guo, J., Waters, D. M., Arendt, E. K. (2012), Ecofriendly control of potato late blight causative agent and the potential role of lactic acid bacteria: a review, Applied Microbiology and Biotechnology, 96(1), 37–48. doi:10.1007/s00253-012-4282-.
  9. Deahl, K. L., Cooke, L. R., Black, L. L., Wang, T. C., Perez, F. M., Moravec, B. C., Quinn, M., Jones, R. W. (2002), Population changes in Phytophthora infestans in Taiwan associated with the appearance of resistance to metalaxyl, Pest management science, 58(9), 951–958. https://doi.org/10.1002/ps.559.
  10. Hashemi, M., Tabet, D., Sandroni, M., Benavent-Celma, C., Seematti, J., Andersen, C. B., Grenville-Briggs L. J. (2022), The hunt for sustainable biocontrol of oomycete plant pathogens, a case study of Phytophthora infestans, Fungal Biology Reviews, 40, 53–69.
  11. Cục Bảo vệ thực vật (1996), Quy về việc sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật hạn chế sử dụng ở Việt Nam. Số: 367-BVTV/QĐ. https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Tai-nguyen-Moi-truong/Quy-dinh-367-BVTV-QD-su-dung-thuoc-bao-ve-thuc-vat-42552.aspx. Ngày truy cập: 11 tháng 9 năm 2023.
  12. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2010), Quy định về Quản lý thuốc bảo vệ thực vật. Số: 38/2010/TT-BNNPTNT. https://thuvienphapluat.vn/van-ban/The-thao-Y-te/Thong-tu-21-2015-TT-BNNPTNT-quan-ly-thuoc-bao-ve-thuc-vat-277987.aspx . Ngày truy cập: 11 tháng 9 năm 2023.
  13. Johan, A., Stenberg, I. S., Paul, G. B., Christer, B., Mukesh, D., Paul, A. E., Hanna, F., Jose, F. G., Dan F. J., Mattias J. (2021), When is it biological control? A framework of definitions, mechanisms, and classifications, Journal of Pest Science, 94(3), 665–76.
  14. Phạm Thị Dung, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Cái Văn Thám, Nguyễn Lợi, Nguyễn Nam Dương, Đỗ Duy Hưng, Ngô Thanh Hường, Nguyễn Tiến Bình (2015), Hiệu quả của một số loại thuốc hóa học phòng trừ bệnh chảy gôm do nấm Phytophthora citrophthora trên bưởi thanh trà tại Thừa Thiên Huế, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 01(55), 53–59.
  15. Phạm Hồng Hiển, Nguyễn Thịị Chúc Quỳnh, Phùng Quang Tùng, Bạch Thị Điệp, Nguyễn Xuân Cảnh (2021), Nấm Phytophthora gây bệnh trên cây cam ại một số vùng trồng chính của việt nam, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 08(129), 61–68.
  16. Idris, H. A., Labuschagne, N., & Korsten, L. (2007), Screening rhizobacteria for biological control of Fusarium root and crown rot of sorghum in Ethiopia. Biological Control, 40(1), 97–106. doi:10.1016/j.biocontrol.2006.07.017.
  17. Dutta, J., & Thakur, D. (2017), Evaluation of multifarious plant growth promoting traits, antagonistic potential and phylogenetic affiliation of rhizobacteria associated with commercial tea plants grown in Darjeeling, India. PloS one, 12(8), e0182302. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182302.
  18. Jung, B. K., Hong, S.-J., Park, G.-S., Kim, M.-C., & Shin, J.-H. (2018), Isolation of Burkholderia cepacia JBK9 with plant growth-promoting activity while producing pyrrolnitrin antagonistic to plant fungal diseases. Applied Biological Chemistry, 61(2), 173–180. doi:10.1007/s13765-018-0345-9.
  19. Fariman, A. B., Abbasiliasi, S., Abdullah, S. N. A., Saud, H. M., and Wong, M. -Y. (2022), Stenotrophomonas maltophilia isolate UPMKH2 with the abilities to suppress rice blast disease and increase yield a promising biocontrol agent. Physiol. Mol. Plant Pathol. 121, 101872. doi: 10.1016/j.pmpp.2022.101872. 20. Xu, S., & Kim, B.-S. (2016), Evaluation of Paenibacillus polymyxa strain SC09-21 for biocontrol of Phytophthora blight and growth stimulation in pepper plants. Tropical Plant Pathology, 41(3), 162–168. doi:10.1007/s40858-016-0077-5.
  20. Radtke, C., Cook, W. S., & Anderson, A. (1994), Factors affecting antagonism of the growth of Phanerochaete chrysosporium by bacteria isolated from soils. Applied Microbiology and Biotechnology, 41(2), 274–280. doi:10.1007/bf00186972.
  21. Aguilar, C., & Klotz, B. (2010), Effect of the temperature on the antagonistic activity of lactic acid bacteria against Escherichia coli and Listeria monocytogenes, Journal of Food Safety, 30(4), 996–1015. doi:10.1111/j.1745-4565.2010.00257.x.
  22. Chang, H., Yang, H., Han, T., Wang, F., & Liu, Y. (2020), Study on the optimal antagonistic effect of a bacterial complex against Monilinia fructicola in peach, Open Life Sciences, 15(1), 890–901. doi:10.1515/biol-2020-0080.
  23. Berg, G., Opelt, K., Zachow, C., Lottmann, J., Götz, M., Costa, R., & Smalla, K. (2006), The rhizosphere effect on bacteria antagonistic towards the pathogenic fungus Verticillium differs depending on plant species and site, FEMS Microbiology Ecology, 56(2), 250-61.
  24. Cocozza, C., Abdeldaym, E. A., Brunetti, G., Nigro, F., Traversa, A. (2021), Synergistic effect of organic and inorganic fertilization on the soil inoculum density of the soilborne pathogens Verticillium dahliae and Phytophthora spp. under open-field conditions, Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 8(1),24. doi: 10.1186/s40538-021-00223-w.