Fusarium head blight (FHB) caused by infection with Fusarium graminearum leads to enormous losses to crop growers, and may contaminate grains with a number of Fusarium mycotoxins that pose serious risks to human and animal health. Antagonistic bacteria that are used to prevent FHB offer attractive alternatives or supplements to synthetic fungicides for controlling FHB without the negative effects of chemical management. Out of 500 bacterial strains isolated from soil, Bacillus amyloliquefaciens JCK-12 showed strong antifungal activity and was considered a potential source for control strategies to reduce FHB. B. amyloliquefaciens JCK-12 produces several cyclic lipopeptides (CLPs) including iturin A, fengycin, and surfactin. Iturin A inhibits spore germination of F. graminearum. Fengycin or surfactin alone did not display any inhibitory activity against spore germination at concentrations less than 30 ug/ml, but a mixture of iturin A, fengycin, and surfactin showed a remarkable synergistic inhibitory effect on F. graminearum spore germination. The fermentation broth and formulation of B. amyloliquefaciens JCK-12 strain reduced the disease incidence of FHB in wheat. Furthermore, co-application of B. amyloliquefaciens JCK-12 and chemical fungicides resulted in synergistic in vitro antifungal effects and significant disease control efficacy against FHB under greenhouse and field conditions, suggesting that B. amyloliquefaciens JCK-12 has a strong chemosensitizing effect. The synergistic antifungal effect of B. amyloliquefaciens JCK-12 and chemical fungicides in combination may result from the cell wall damage and altered cell membrane permeability in the phytopathogenic fungi caused by the CLP mixtures and subsequent increased sensitivity of F. graminearum to fungicides. In addition, B. amyloliquefaciens JCK-12 showed the potential to reduce trichothecenes mycotoxin production. The results of this study indicate that B. amyloliquefaciens JCK-12 could be used as an available biocontrol agent or as a chemosensitizer to chemical fungicides for controlling FHB disease and as a strategy for preventing the contamination of harvested crops with mycotoxins.
Kim, Tack-Soo;Ko, Min-Jung;Lee, Se-Weon;Han, Ji-Hee;Park, Kyung-Seok;Park, Jin-Woo
The Korean Journal of Pesticide Science
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v.15
no.4
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pp.495-501
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2011
Bacterial strains were isolated from forest soils of Halla mountain, Jeju island in Korea. The soil samples were collected at each altitude of 100m from 1,000 m above sea level. Total 398 strains were isolated and tested for their physiological characteristics of antagonistic and proteolytic activities, and auxin production. Among the isolates, 172 strains were selected as antifungal strains showing antagonistic activity against at least one of 8 plant fungal pathogens (Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Collectotrichum acutatum, Fusarium oxysporum, Phytophthora capsici, Pythium ultimum and Sclerotinia sclerotiorum). In addition 203 strains for proteolytic activity and 26 strains for auxin production were characterized for further study. Je28-4 (Rhodococcus sp.) were showed 80% of control value against tomato gray mold in vivo. Thus, it is suggested that soil bacteria isolated from forest soils of Halla mountain can be important sources of bioactive compounds for improving plant growth or promising biocontrol agents.
Aquaporin is a water channel protein, which is classified as Major Intrinsic Protein (MIP), found in almost all organisms from bacteria to human. To date, more than 200 members of this family were identified. There are two major categories of MIP channels, orthodox aquaporins and aquaglyceroporins, which facilitate the diffusion across biological membranes of water or glycerol and other uncharged compounds, respectively. The full genome sequencing of various fungal species revealed 3 to 5 aquaporins in their genome. Although some functions of aquaporins found in yeast were characterized, however, no functional characteristics were studied so far in filamentous fungi, including Aspergillus sp. In this study, one orthodox aquaporin homolog gene, aqpA, and four aquaglyceroporin homologs, aqpB-E, in a model filamentous fungus Aspergillus nidulans were identified and the function of the aqpA gene was characterized. Knock-out of the aqpA gene didn't show any obvious phenotypic change under the osmotic stress, indicating that the function of the gene does not involved in the osmotic stress response or the function could be redundant. However, the mutant showed antifungal susceptibility resistance phenotype, suggesting that the function of the aqpA gene could be involved in sensing the antifungal substances rather than the osmotic stress response.
To develop multifunctional microbial inoculant, microorganisms with antagonistic activity and biofertilizing activity were screened. Pantoea agglomerans and Bacillus megaterium from our laboratory culture collection, and strain MF12 from soil near poultry farm in Miryang were selected. On the basis of morphological, physiological studies and 16S rDNA sequence analysis, isolate MF12 was identified as the Bacillus pumilis. Three strains were studied for insoluble phosphate solubilization, indole-3-acetic acid (IAA) and siderophore production, ammonification ability, hydrolytic enzyme production and antifungal activity against phytopathogenic fungi. P. agglomerans did not produce any visible clear zone on agar plate containing 0.5% $Ca_3(PO_4){_2}$ as a sole phosphorus source. However, this strain could solubilize insoluble phosphate in liquid medium. All strains produced IAA ranged from $3{\sim}639{\mu}g/ml$ depending on culture time and had ammonification ability. Among three strains, only P. agglomerans produced siderophore. P. agglomerans produced pectinase and lipase, B. megaterium produced amylase, protease and lipase while B. pumilis produced protease and lipase. P. agglomerans showed antifungal activities against phytopathogenic fungi, Fusarium oxysporum and Colletotrichum gloeosporioides. B. pumilis showed antifungal activities against Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum and Phythium ultimum.
Thirty bacteria were isolated from the red pepper rhizosphere. The isolates were screened for antagonism to Alternaria alteranta causing red pepper black rot. Antagonistic bacterium No. J-24 was selected among the isolated bacteria and was identified as Bacillus subtilis based on morphological and physiological characteristics and MIDI system. B. subtilis J-24 showed antifungal activities against A. alternata(inhibition percentage, 99%), Botrytis cinerea, Phytophthora capsici, Pythium ultimum, Colletotrichum gloeosporioides, Stemphylium botryosum. The growth of red pepper seedling was promoted as compared to control when the microbial inoculants was mixed in bed soil. In the mixed microbial inoculants bed soil, the leaf area of red pepper was increased of 15 percent, the hypocotyl weight 12 percent, the root length 12 percent, total dry weight 13 percent as compared to those grown in the general bed soil.
Reezal, I.;Somchit, MN;Nur, I. Elysha;Hasmawie, R.;Chong, PP;Mutalib, AR;Ahmad, Z.
Advances in Traditional Medicine
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v.3
no.4
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pp.191-195
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2003
Euphorbia hirta, locally called 'ara tanah' or 'susun nabi' in Malaysia is a small annual herb common to the tropical countries and belongs to the same family as the tic and tapioca. E. hirta has had a long history of usage in the treatment of various ailments. In this current study, in vitro sensitivity test of crude aqueous and ethanol extracts of leaves and barks of E. hirta was carried out against bacteria (Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Staphylocccus aureus and Bacillus subtilis) and fungi (Microsporum canis, Aspergillus fumigatus, Candida albicans and Candida tropicalis) using the discs diffusion method. The extract-impregnated discs (20, 40 and $80\;{\mu}g/{\mu}l$), the E. hirta extracts inhibited the growth of all the bacteria tested. The growth of C. albicans was inhibited in a concentration dependent manner by the aqueous leaves and barks extracts. C. tropicalis was found to be sensitive to the aqueous leaves extracts. The results were compared to antibacterial drugs of chloramphenicol, ampicilin, penicillin G, and enrofloxacine; and to antifungal drug of ketoconazole, itraconazole and miconazole. In this current study, it can be concluded that this plant has antimicrobial activity that is as potent as the standard antimicrobial drugs against certain microorganisms.
An antimicrobial compound was isolated from the MeOH extract of Catalpa ovata G.$D_{ON}$ fruits, and its structure was Identified as 4,9-dihydroxy-2,2-dimethyl-3,4-Uihydronaphtho[2,3-b]pyran-5,10-dione (HMNP). The antimicrobial activity of the Un was determined by measuring the dose-response inhibiton of microbial growth in liquid cultures and then compared with that of lapachol, a well known antimicrobial 1,4-naphthoquinone. The antimicrobial activity of the HMNP was more effective than that of lapachol over a wide range of test organisms. Gram-positive bacteria, yeast, and fungi ($IC_{50}$$20-75\muM$) were found to be more sensitive to the HMNP than Cram-negative bacteria ($IC_{50}$ > $100\muM$). The HMNP also inhibited germination of spores of many fungi. The morphological defurmation of the fungal spores was induced by the treatment of HMNP, as illustrated by Scanning Electron Microscopy (SEM).
To develop eco-friendly microbial inoculants, siderophore-producing bacteria were isolated and identified, and their production characteristics and plant growth-promoting abilities were investigated. A strain S21 was isolated from rhizosphere of Korean perilla (Perilla frutescens) and identified as Enterobacter amnigenus by phenotypic properties and 16S rRNA gene sequencing. The highest siderophore production was obtained in a medium containing 0.5% fructose, 0.1% urea, 0.5% K2HPO4 and 0.1% succinic acid. By using this improved medium, siderophore production increased by 2.5 times compared to that of basal medium. The strain S21 showed insoluble phosphate solubilizing, ammonification and antifungal activities, and also produced hydrolytic enzymes (protease and lipase), indoleacetic acid and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase. Our data suggest that E. amnigenus S21 is a potential candidate that can be used as eco-friendly biocontrol agent and biofertilizer.
Recently, the importance of management and cultivation of grasses has been increased in Korea. Among these cultural practices, the appropriate control of diseases is considered more important than other cultivation techniques such as fertilization and irrigation. The damages of brown patch and large patch caused by Rhizoctonia spp. and Pythium blight caused by Pythium spp. are serious in the major cultivation area of turfgrass in Korea. Since these diseases are difficult to control by agrochemicals, the damages are very serious if these are occured. The periodic spray of agrochemicals, to protect and control these diseases could make some problems of toxicity and environmental pollution as well as rising of non-target diseases. Therefore, the biological methods to control diseases have been required to decrease problems resulted from overuse of agrochemicals, to conserve natural ecosystem, and to control effectively diseases of grasses in the long period. The number of studies about biological control using antagonistic microorganisms have been increased for last half century. However, the application of biological control method has been very limited. In this study, thirteen isolates of R. cerealis, 8 isolates of R. solani and 3 isolates of Phthyn spp. have been isolated from diseased turfgrass in golf course and grass-culture area that have patch and wilting symptoms of zoysia grass and creeping bentgrass. Isolation frequency of R. cerealis and R. solani was high in especially zoysiagrass, while Pythym spp. was isolated from bent grass at low frequency but showed high pathogenicity. Totally, 205 isolates of soil microorganisms were isolated in this study as primary antagonistic microorganism by Herr's triple agar layer plate and dual culture method using rhizosphere of grasses, soil of crop field as the source of antagonistic microorganisms. Among the 205 isolates, 23 isolates were actinomycetes and 182 isolates were bacteria. All of the actinomycetes were isolated by Herr's method. Antagonistic effect of primary isolated microorganisms was tested for in vitro mycelial growth inhibition against pathogenic fungi isolated from grasses and for inhibition of disease occurrence in 24 well tissue culture plate and pot experiment. Then, four isolated of bacteria which are BG23, BG74, BG136 and BG171 were selected as antagonistic microorganisms against soil-born pathogenic fungi of bentgrass.
The study aimed to evaluate the probiotic properties, antioxidant activity and fermentative capacity of Acremonium charticola and Rhizopus oryzae isolated from the Indonesian fermented dried cassava, with particular application on poultry. A. charticola inhibited the growth of Escherichia coli and Aspergillus flavus. A. charticola and R. oryzae grew in potato dextrose agar (PDA) adjusted to pH 3 and 8 or in PDA supplemented with bile salt up to 0.8%. After soaking for 8 hr, the survival rate of A. charticola in the simulated gastric juice (pH 2) and bile solutions (2% bile salt) was lower than that of R. oryzae. A. charticola and R. oryzae exhibited strong antioxidant activities. Compared to unfermented cassava pulp (control), the fibre content of cassava pulp tended to be lower after fermentation with A. charticola for 14 days. The populations of A. charticola and R. oryzae were significantly higher in fermented cassava pulp than in unfermented one. Coliform was higher in cassava pulp fermented with R. oryzae or A. charticola + R. oryzae compared to control after 7 days of fermentation, however, the bacteria were not different between A. charticola-fermented cassava pulp and control. Lactic acid bacteria (LAB) were higher in A. charticola- and R. oryzae-fermented cassava pulp than those in control, however, no difference of LAB was observed between A. charticola + R. oryzae-fermented cassava pulp and control. In conclusion, A. charticola exhibited antibacterial, antifungal and antioxidant activity, gastrointestinal persistence and fermentative capacity that may be beneficial for poultry industry.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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