Induced Resistance in Bean Leaves Pretreated with Extracellular Polysaccharides from Phytopathogenic Bacteria
Authors: Stefani E. , Rudolph K. 
Published: April 2013

Bean leaves were infiltrated with bacterial extracellular polysaccharides (= EPS) in order to study their effect on a subsequent (48 h later) inoculation with bacteria during compatible and incompatible interactions. Three different EPS‐preparations from the pathovars pisi and phaseolicola of Pseudomonas syringae were tested: pisi‐EPS (S) contained predominantly levan, phaseolicola‐EVS (Go) predominantly alginate, and phaseolicola‐EPS (S) contained about equal proportions of levan and alginate.

Bean leaves showed a distinct chlorosis 48 hours after treatment with phaseolicola‐EPS. The susceptible cultivar ‘Red Kidney’ was more sensitive then the resistant breeding line ‘02’. The latter sometimes developed necrotic reactions after EPS‐treatment. Pisi‐EVS induced only a very weak chlorosis. No chlorosis appeared after treatment with commercial alginate (obtained from seaweed). Other plant species revealed a decreasing sensitivity towards EPS in the following order: ‘Red Kidney’ bean, tobacco, soybean, tomato, cotton. Chlorosis caused by phaseolicola‐EPS was obviously not due to phaseolotoxin, since EPS‐preparations did not inhibit E. coli, and since the concentration of ornithine in affected bean leaves increased only very slightly.

EPS‐treatment of ‘Red Kidney’ bean leaves induced a “resistance” towards a subsequent bacterial inoculation in the compatible (P. phaseolicola) as well as in the incompatible (P. pisi) combination. The latter case may more precisely be termed “protection”. A similar effect was observed in the resistant bean ‘02’, that is a protection towards HR (= hypersensitive reaction), which normally develops after inoculation with high bacterial concentrations.

Several differences in the reactions of the tested cultivar‐EPS combinations were observed. In general, bacterial EPS in bean leaves induced a more effective protection against P. pisi than against P. phaseolicola. In the cultivar ‘Red Kidney’ the induced resistance against P. phaseolicola was more pronounced with phaseolicola‐EPS than with pisi‐EPS.

Induzierte Resistenz in Bohnenblättern, die mit extrazellulären Polysacchariden phytopathogener Bakterien vorbehandelt wurden

Bohnenblätter wurden mit bakteriellen, extrazellulären Polysacchariden (EPS) infiltriert, um deren Wirkung auf eine 48 Stunden später erfolgende Bakterieninokulation bei kompatibler und inkompatibler Interaktion zu untersuchen. Drei verschiedene EPS‐Präparate der Pseudomonas syringae Pathovare pisi und phaseolicola wurden eingesetzt: pisi‐EPS (S) enthielt überwiegend Lävan, phaseolicola‐EPS (Go) vornehmlich Alginat und phaseolicola‐EPS (S) bestand zu etwa gleichen Anteilen aus Lävan und Alginat.

Auf Bohnenblättern entwickelte sich 48 h nach Behandlung mit phaseolicola‐EPS eine deutliche Chlorose. Die anfällige Sorte ‘Red Kidney’ war empfindlicher als die resistente Zuchtlinie ‘02’. Auf letzterer entstanden manchmal nekrotische Reaktionen nach EPS‐Behandlung. P. pisi‐EPS rief nur eine sehr schwache Chlorose hervor. Nach Behandlung mit einem Handelspräparat von Alginat (aus Meeresalgen gewonnen) erschien keine Chlorose. Andere Pflanzenarten zeigten gegenüber EPS eine abnehmende Empfindlichkeit in folgender Reihenfolge: ‘Red Kidney’ Bohnen, Tabak, Sojabohnen, Tomaten, Baumwolle. Die durch phaseolicola‐E'PS hervorgerufene Chlorose wurde offenbar nicht durch Phaseolotoxin verursacht, da EPS‐Präparationen E. coli nicht hemmten, und da die Konzentration von Ornithin im behandelten Blatt nur sehr schwach anstieg.

EPS‐Behandlung von ‘Red Kidney’‐Bohnenblättern induzierte eine Resistenz gegenüber einer 48 Stunden später folgenden Bakterieninokulation, sowohl in der kompatiblen (P. phaseolicola) wie in der inkompatiblen (P. pisi) Kombination. Der zweite Fall müßte zutreffender als “Schutzeffekt” (= protection) bezeichnet werden. Ein ähnlicher Effekt wurde in der resistenten Bohnenlinie ‘02’ beobachtet, d. h. ein Schutz vor der hypersensitiven Reaktion, die normalerweise nach Inokulation mit hohen Bakterienkonzentrationen auftritt.

Im allgemeinen induzierten bakterielle EPS in Bohnenblättern einen deutlicheren Schutzeffekt gegenüber P. pisi als gegenüber P. phaseolicola. In der Sorte ‘Red Kidney’ war die induzierte Resistenz gegenüber P. phaseolicola‐bei phaseolicola‐EFS ausgeprägter als bei pisi‐EPS.