Document
Biological control of Pythium aphanidermatum damping-off of cabbage using Rhizosphere and endophytic bacteria from moringa spp.
Other titles
المكافحة البيولوجية للسيطرة على aphanidermatum Pythium المسبب المرضي لمرض التخميد في الملفوف باستخدام البكتيريا الداخلية والبكتيريا من التربة المحيطة بالجذور من أصناف المورينجا .spp M
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2022
Language
English
English abstract
In this study, endophytic and rhizospheric bacteria were isolated and characterized
from Moringa olifera and M. perigreina from Oman and their biocontrol potential
against Pythium aphanidermatum damping-off of cabbage (Brassica oleracea) was
tested under greenhouse conditions. A total of 12 endophytic and 27 rhizosphere
bacteria were isolated from Moringa spp. Among them, Bacillus pumilus MPE1
showed the maximum antagonistic activity against P. aphanidermatum in a dual
culture assay followed by Paenibacillus glucanolyticus MPE3 and Pseudomonas
indica strains MOR3 and MOR8. These bacterial isolates induced abundant
morphological abnormalities in the hyphae of P. aphanidermatum, observed under
scanning electron microscopy. In vitro cross-streak assay showed that these bacterial
isolates were compatible, except for P. indica MOR8 P. glucanolyticus MPE3.
These antagonists released volatile organic compounds that inhibited the growth of P.
aphanidermatum in an in vitro assay. These antagonistic bacteria released 2,4-
dimethylheptane and 4-methyloctane as the predominant volatile organic compounds.
Of the four antagonistic bacterial strains P. indica MOR8 was capable of forming
biofilm, which is considered a trait that improves the efficacy of rhizosphere
inoculants. The results of greenhouse experiments showed that soil treatment with B.
pumilus MPE1 showed the highest reduction (59%) in the incidence of P.
aphanidermatum damping-off in cabbage, evidencing its potential as a biocontrol
agent for the management of this disease.
The sensitivity of antagonistic bacterial strains from Moringa spp. to antimicrobial
compounds of kale (Brassica oleracea var. acephala) was evaluated. The methanolic
extract obtained from kale leaves was analyzed by thin-layer chromatography (TLC).
The observation of the TLC plate under UV light (254 nm) revealed the presence of
two prominent spots with retention factor values of 0.695 and 0.623. These
compounds were eluted from the preparative TLC silica plates and tested for in vitro
antimicrobial activities against endophytic and rhizospheric antagonistic bacterial
strains from Moringa spp. Of the two fractions, the one with Rf 0.695 showed
inhibitory activities against P. indica MOR3, P. indica MOR8 and Bacillus pumilus
MPE1. However, the same fraction did not show any antibacterial activity against the
endophytic bacterial isolate P. glucanolyticus MPE3. Gas chromatography-mass
spectrometry (GC-MS) analysis identified benzyl 2,3-anhydro--D-ribopyranoside,
undecane and 1,2-propanediol, 3-benzyloxy-1,2-diacetyl as major compounds in the
active fraction (Rf 0.695). The tolerance of the endophytic bacterial isolates P.
glucanolyticus MPE3 to the antibacterial compounds of kale might be due to their
better adaptability to the glucosinolate of host plant.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
في هذه الدراسة ، تم عزل البكتريا الداخلية والجذرية وتم تمييزها من صنفين من أصناف المورينجا : Moringa
olifera و perigreina .M من عمان، وتم اختبار إمكانية المكافحة الحيوية ضد Pythium
aphanidermatum المسبب المرضي لمرض التخميد في محصول الملفوف )oleracea Brassica )تحت
ظروف البيوت المحمية. تم عزل 12 بكتريا داخلية من الجذورو27 بكتيريا من التربة المحيطة بالجذور من
أصناف المورينجا .spp Moringa. من بينها ، أظهرت البكتيريا 1MPE pumilus Bacillus أقصى نشاط
معاد ضد aphanidermatum .P، تليها السالالت 3MPE glucanolyticus Paenibacillus و
3MOR indica Pseudomonas و 8MOR. تسببت هذه العزالت البكتيرية في حدوث تشوهات
مورفولوجية مختلفة في الخيوط الفطرية في aphanidermatum .P ، والتي لوحظت تحت المجهر اإللكتروني
الماسح. أظهراختبار التوافق في المختبر أن هذه العزالت البكتيرية كانت متوافقة فيما بينها، باستثناء
3MPE glucanolyticus Paenibacillus و 8MOR indica .P. أطلقت هذه المضادات مركبات عضوية
متطايرة منعت نمو aphanidermatum .P في ظروف المختبر. أطلقت هذه البكتيريات المعادية-2،4،ثنائي
ميثيل هبتان )dimethylheptane2,4- )و-4ميثيلوكتان )-4 methyloctane )كمركبات عضوية متطايرة
سائدة. من بين السالالت البكتيرية األربعة المعادية ، كانت البكتيريا 8MOR indica .P قادرة على تكوين
غشاء حيوي، والذي يعتبر سمة تعمل على تحسين فعالية اللقاحات الجذرية. أظهرت نتائج تجارب البيوت المحمية
أن معالجة التربة ببكتيريا 1MPE pumilus .B أظهرت أعلى انخفاض )٪59( في حدوث التخميد في الملفوف
الذي يسببه aphanidermatum .P ، مما يدل على قدرتها كعامل تحكم بيولوجي إلدارة هذا المرض.
تم تقييم حساسية السالالت البكتيرية المعادية من أصناف المورينجا .spp Moringa للمركبات المضادة
للميكروبات الموجودة في محصول اللفت (acephala .var oleracea Brassica (تم تحليل المستخلص
الميثانولي المأخوذ من أوراق اللفت بواسطة كروماتوغرافيا الطبقة الرقيق(TLC (. كشفت مراقبة لوحة TLC
تحت ضوء األشعة فوق البنفسجية )254 نانومتر( عن وجود بقعتين بارزتين مع قيم عامل االحتفاظ 0.695 و
.0.623 تم استخالص هذه المركبات من ألواح السيليكا TLC التحضيرية واختبارها من أجل األنشطة المضادة
للميكروبات في المختبر ضد السالالت البكتيرية المعادية المستخلصة من الجذور والتربة المحيطة بها من أصناف
ًطا مثب ًط المورينجا .spp Moringa. من بين الجزئين ، أظهر الجزء ذو عامل االحتفاظ 0.695 Rf ا ضد
نشا
لم الجزء نفس فإن ، ذلك ومع . Bacillus pumilus MPE1و P. indica MOR8و P. indica MOR3
يظهر أي نشاط مضاد للجراثيم ضد العزلة البكتيرية 3MPE glucanolyticus .P . حدد تحليل الطيف
benzyl 2,3-anhydro--D-ribopyranoside, undecane وجود) GC-MS) الغازي الكروماتوغرافي
diacetyl-1,2-benzyloxy3- ,propanediol1,2- and كمركبات رئيسية في الجزء النشط Rf(
(.0.695 قد يعزى تح ُّمل العزلة البكتيرية 3MPE glucanolyticus .P للمركبات المضادة للبكتيريا في اللفت
بسبب قدرتها على التكيف بشكل أفضل مع الجلوكوزينوالت في النبات المضيف.
olifera و perigreina .M من عمان، وتم اختبار إمكانية المكافحة الحيوية ضد Pythium
aphanidermatum المسبب المرضي لمرض التخميد في محصول الملفوف )oleracea Brassica )تحت
ظروف البيوت المحمية. تم عزل 12 بكتريا داخلية من الجذورو27 بكتيريا من التربة المحيطة بالجذور من
أصناف المورينجا .spp Moringa. من بينها ، أظهرت البكتيريا 1MPE pumilus Bacillus أقصى نشاط
معاد ضد aphanidermatum .P، تليها السالالت 3MPE glucanolyticus Paenibacillus و
3MOR indica Pseudomonas و 8MOR. تسببت هذه العزالت البكتيرية في حدوث تشوهات
مورفولوجية مختلفة في الخيوط الفطرية في aphanidermatum .P ، والتي لوحظت تحت المجهر اإللكتروني
الماسح. أظهراختبار التوافق في المختبر أن هذه العزالت البكتيرية كانت متوافقة فيما بينها، باستثناء
3MPE glucanolyticus Paenibacillus و 8MOR indica .P. أطلقت هذه المضادات مركبات عضوية
متطايرة منعت نمو aphanidermatum .P في ظروف المختبر. أطلقت هذه البكتيريات المعادية-2،4،ثنائي
ميثيل هبتان )dimethylheptane2,4- )و-4ميثيلوكتان )-4 methyloctane )كمركبات عضوية متطايرة
سائدة. من بين السالالت البكتيرية األربعة المعادية ، كانت البكتيريا 8MOR indica .P قادرة على تكوين
غشاء حيوي، والذي يعتبر سمة تعمل على تحسين فعالية اللقاحات الجذرية. أظهرت نتائج تجارب البيوت المحمية
أن معالجة التربة ببكتيريا 1MPE pumilus .B أظهرت أعلى انخفاض )٪59( في حدوث التخميد في الملفوف
الذي يسببه aphanidermatum .P ، مما يدل على قدرتها كعامل تحكم بيولوجي إلدارة هذا المرض.
تم تقييم حساسية السالالت البكتيرية المعادية من أصناف المورينجا .spp Moringa للمركبات المضادة
للميكروبات الموجودة في محصول اللفت (acephala .var oleracea Brassica (تم تحليل المستخلص
الميثانولي المأخوذ من أوراق اللفت بواسطة كروماتوغرافيا الطبقة الرقيق(TLC (. كشفت مراقبة لوحة TLC
تحت ضوء األشعة فوق البنفسجية )254 نانومتر( عن وجود بقعتين بارزتين مع قيم عامل االحتفاظ 0.695 و
.0.623 تم استخالص هذه المركبات من ألواح السيليكا TLC التحضيرية واختبارها من أجل األنشطة المضادة
للميكروبات في المختبر ضد السالالت البكتيرية المعادية المستخلصة من الجذور والتربة المحيطة بها من أصناف
ًطا مثب ًط المورينجا .spp Moringa. من بين الجزئين ، أظهر الجزء ذو عامل االحتفاظ 0.695 Rf ا ضد
نشا
لم الجزء نفس فإن ، ذلك ومع . Bacillus pumilus MPE1و P. indica MOR8و P. indica MOR3
يظهر أي نشاط مضاد للجراثيم ضد العزلة البكتيرية 3MPE glucanolyticus .P . حدد تحليل الطيف
benzyl 2,3-anhydro--D-ribopyranoside, undecane وجود) GC-MS) الغازي الكروماتوغرافي
diacetyl-1,2-benzyloxy3- ,propanediol1,2- and كمركبات رئيسية في الجزء النشط Rf(
(.0.695 قد يعزى تح ُّمل العزلة البكتيرية 3MPE glucanolyticus .P للمركبات المضادة للبكتيريا في اللفت
بسبب قدرتها على التكيف بشكل أفضل مع الجلوكوزينوالت في النبات المضيف.
Category
Theses and Dissertations