Ριζοβακτήρια που προάγουν τη φυτική ανάπτυξη (PGPR) ως παράγονΡιζοβακτήρια που προάγουν τη φυτική ανάπτυξη (PGPR) ως παράγοντες ελέγχου έναντι φυτοπαθογόνων μυκήτωντες ελέγχου έναντι φυτοπαθογόνων μυκήτων
Creators: name: Τριανταφύλλου, Αικατερίνη Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Ριζοβακτήρια που πρoάγουν τη φυτική ανάπτυξη (PGPR)
Παράγοντας βιολογικού ελέγχου
Sclerotinia sclerotiorum
Plant Growth Promotion Rhizobacteria (PGPR)
Biocontrol agent

description: Η παρατεταμένη χρήση χημικώς συντιθέμενων σκευασμάτων, όπως μυκητοκτόνα και λιπάσματα, εκτός από το γεγονός ότι μπορεί να μην είναι αποτελεσματική, εγκυμονεί κινδύνους τόσο για το περιβάλλον όσο και για την ανθρώπινη υγεία. Τα ριζοβακτήρια που προωθούν την ανάπτυξη των φυτών (Plant growth promoting rhizobacteria – PGPR) αποτελούν έναν εναλλακτικό τρόπο αύξησης της απόδοσης της παραγωγής και αντιμετώπισης βιοτικών και αβιοτικών καταπονήσεων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση στελεχών PGP, που προηγουμένως απομονώθηκαν από τη ριζόσφαιρα, τη φυλλόσφαιρα, το έδαφος και ενδοφυτικά σε συνθήκες καταπόνησης, ως προς την ικανότητα να δρουν ως παράγοντες βιολογικού ελέγχου. Μελετήθηκε in vitro η ανταγωνιστική δράση 73 βακτηριακών στελεχών εναντίον επτά φυτοπαθογόνων μυκήτων πχ. Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Verticillium dahliae, Sclerotinia sclerotiorum, Pythium sp., Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici και f.sp.radicis-cucumericum. Διερευνήθηκε επίσης η παραγωγή υδρολυτικών ενζύμων (αμυλάση, πρωτεάση, κυτταρινάση, χιτινάση), υδροκυανίου και αμμωνίας. Παράλληλα η βιοδοκιμή διπλών τρυβλίων πραγματοποιήθηκε ώστε να διευκρινιστεί αν η αντιμυκητιακή δράση προκύπτει από την παραγωγή πτητικών ενώσεων από τα PGP βακτήρια. Το αποτελεσματικότερο στέλεχος αξιολογήθηκε στη συνέχεια σε πείραμα in planta ως παράγοντας βιοελέγχου του μύκητα Sclerotinia sclerotiorum σε φυτά μαρουλιού. Μετρήθηκαν η ένταση της ασθένειας που προκλήθηκε από τον μύκητα, αγρονομικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά των φυτών, η λιπιδική υπεροξείδωση των μεμβρανών και το προφίλ των μεταβολιτών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των in vitro βιοδοκιμών 19 βακτηριακά στελέχη παρουσίασαν ανταγωνιστική δράση εναντίον ενός ή περισσότερων μυκήτων. Σχεδόν όλα τα στελέχη ήταν ικανά να παράγουν NH3, τρία στελέχη παρήγαγαν HCN, ενώ μόνο πέντε δεν παρήγαγαν υδρολυτικά ένζυμα. Τα αποτελέσματα από το ακόλουθο πείραμα in planta έδειξαν ότι τα φυτά που εμβολιάστηκαν προληπτικά με το βακτήριο Es4 (Azotobacter chroococcum) μέσω ριζοποτίσματος παρουσίασαν μεγαλύτερη αντοχή στον μύκητα S.sclerotiorum σε σχέση με την κατασταλτική εφαρμογή διαφυλλικού ψεκασμού. Τα φυσιολογικά και αγρονομικά χαρακτηριστικά επηρεάστηκαν θετικά, ενώ η λιπιδική υπεροξείδωση των μεμβρανών παρουσία του μύκητα δεν αυξήθηκε γεγονός που συνέβη στα τεχνητά επιμολυσμένα φυτά απουσία του παράγοντα βιοελέγχου. Στην ίδια μεταχείριση επιμολυσμένων φυτών σημειώθηκε η μεγαλύτερη κινητοποίηση μεταβολιτών που συνδέθηκαν με την ενεργοποίηση της άμυνας του φυτού. Τα προαναφερθέντα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι το στέλεχος PGP μπορεί να αποτελέσει έναν αποτελεσματικό παράγοντα βιολογικού ελέγχου. Περαιτέρω έρευνα είναι απαραίτητη για την αποσαφήνιση του τρόπου δράσης της αντιμυκητιακής ικανότητας και τη διευκρίνιση του αποτελεσματικότερου τρόπου εφαρμογής του βακτηρίου.
description: Agrochemicals apart from exhibiting often insufficient activity as pesticides or fertilizers, they also can be hazardous for humans and the environment. Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) constitute a potential alternative for enhancing crop yields and alleviating biotic and abiotic stresses. The present study aimed to evaluate PGP strains previously isolated from the rhizosphere, phyllosphere and soil of plants grown under harsh environments as potential biological agents. A total of 73 strains were evaluated in vitro against seven fungal pathogens, i.e. Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Verticillium dahliae, Sclerotinia sclerotiorum, Pythium ultimum, Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici and f.sp.radicis-cucumericum. Strains were also screened for the production of hydrolytic enzymes (amylase, protease, cellulase, chitinase), hydrogen cyanide and ammonia. Dual culture bioassays were also conducted in order to determine antifungal activity due to volatile production of the tested strains. The most efficient strain was further evaluated in pot experiment as antifungal agent against Sclerotinia sclerotiorum, while its impact on physiological and agronomic characteristics of the host plants, lettuce, was also assessed. Lipid peroxidation of membranes and metabolic pathways were also examined. According to the results from the in vitro assays, 19 bacterial strains were found active against one or more fungal pathogens. Almost all strains were able to produce NH3, three strains were able to produce HCN, while only 5 strains were not able to produce hydrolytic enzymes. Results from the subsequent in vivo trials indicated that lettuce plants treated with strain Es4 (Azotobacter chroococcum) via root irrigation showed higher resistance against S.sclerotiorum compared to foliar application of the same bacterial strain. Plant growth characteristics and photosynthesis were also enhanced after bacterial treatment. Lipid peroxidation of membranes was enhanced in contaminated plants in the absence of the PGP strain and in the same treatment the greater abundance of the metabolites connected with plant defenses was measured. The above results indicate that the PGP strain can serve as an effective biological agent. More research is needed in order to elucidate its mode of antifungal activity and to specify the most efficient application procedure.