Plant phenotype is affected by a community of associated microorganisms which requires dissection of the functional fraction. In this study, we aimed to culture the functionally active fraction of an upland soil microbiome, which can suppress tomato bacterial wilt. The microbiome fraction (MF) from the rhizosphere of Hawaii 7996 treated with an upland soil or forest soil MF was successively cultured in a designed modified M9 (MM9) medium partially mimicking the nutrient composition of tomato root exudates. Bacterial cells were harvested to amplify V3 and V4 regions of 16S rRNA gene for QIIME based sequence analysis and were also treated to Hawaii 7996 prior to Ralstonia solanacearum inoculation. The disease progress indicated that the upland MM9 $1^{st}$ transfer suppressed the bacterial wilt. Community analysis revealed that species richness was declined by successive cultivation of the MF. The upland MM9 $1^{st}$ transfer harbored population of phylum Proteobacteria (98.12%), Bacteriodetes (0.69%), Firmicutes (0.51%), Actinobacteria (0.08%), unidentified (0.54%), Cyanobacteria (0.01%), FBP (0.001%), OD1 (0.001%), Acidobacteria (0.005%). The family Enterobacteriaceae of Proteobacteria was the dominant member (86.76%) of the total population of which genus Enterobacter composed 86.76% making it a potential candidate to suppress bacterial wilt. The results suggest that this mixed culture approach is feasible to harvest microorganisms which may function as biocontrol agents.
Bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum is considered one of the most harmful diseases of pepper plants. Recently, research on plant disease control through the rhizosphere microbiome has been actively conducted. In this study, the relationship with disease occurrence between the neighboring plant confirmed by analyzing the physicochemical properties of the rhizosphere soil and changes in the microbial community. The results confirmed that the microbial community changes significantly depending on the organic matters, P2O5, and clay in the soil. Despite significant differences in microbial communities according to soil composition, Actinobacteriota at the phylum level was higher in healthy plant rhizosphere (mean of relative abundance, D: 8.05 ± 1.13; H: 10.06 ± 1.59). These results suggest that Actinobacteriota may be associated with bacterial wilt disease. In this study, we present basic information for constructing of healthy soil in the future by presenting the major microbial groups that can suppress bacterial wilt.
Since salicylic acid (SA) was discovered as an elicitor of tobacco plants inducing the resistance against Tobacco mosaic virus (TMV) in 1979, increasing reports suggest that SA indeed is a key plant hormone regulating plant immunity. In addition, recent studies indicate that SA can regulate many different responses, such as tolerance to abiotic stress, plant growth and development, and soil microbiome. In this review, we focused on the recent findings on SA's effects on resistance to biotic stresses in different plant-pathogen systems, tolerance to different abiotic stresses in different plants, plant growth and development, and soil microbiome. This allows us to discuss about the safe and practical use of SA as a plant defense activator and growth regulator. Crosstalk of SA with different plant hormones, such as abscisic acid, ethylene, jasmonic acid, and auxin in different stress and developmental conditions were also discussed.
Crops lack genetic resistance to most necrotrophic soil-borne pathogens and parasitic nematodes that are ubiquitous in agroecosystems worldwide. To overcome this disadvantage, plants recruit and nurture specific group of antagonistic microorganisms from the soil microbiome to defend their roots against pathogens and other pests. The best example of this microbe-based defense of roots is observed in disease-suppressive soils in which the suppressiveness is induced by continuously growing crops that are susceptible to a pathogen. Suppressive soils occur globally yet the microbial basis of most is still poorly described. Fusarium wilt, caused by Fusarium oxysporum f. sp. fragariae is a major disease of strawberry and is naturally suppressed in Korean fields that have undergone continuous strawberry monoculture. Here we show that members of the genus Streptomyces are the specific bacterial components of the microbiome responsible for the suppressiveness that controls Fusarium wilt of strawberry. Furthermore, genome sequencing revealed that Streptomyces griseus, which produces a novel thiopetide antibiotic, is the principal species involved in the suppressiveness. Finally, chemical-genetic studies demonstrated that S. griseus antagonizes F. oxysporum by interfering with fungal cell wall synthesis. An attack by F. oxysporum initiates a defensive "cry for help" by strawberry root and the mustering of microbial defenses led by Streptomyces. These results provide a model for future studies to elucidate the basis of microbially-based defense systems and soil suppressiveness from the field to the molecular level.
Adhikari, Mahesh;Kim, Sang Woo;Kim, Hyun Seung;Kim, Ki Young;Park, Hyo Bin;Kim, Ki Jung;Lee, Youn Su
The Plant Pathology Journal
/
v.37
no.6
/
pp.521-532
/
2021
Knowledge and better understanding of functions of the microbial community are pivotal for crop management. This study was conducted to study bacterial structures including Acidovorax species community structures and diversity from the watermelon cultivated soils in different regions of South Korea. In this study, soil samples were collected from watermelon cultivation areas from various places of South Korea and microbiome analysis was performed to analyze bacterial communities including Acidovorax species community. Next generation sequencing (NGS) was performed by extracting genomic DNA from 92 soil samples from 8 different provinces using a fast genomic DNA extraction kit. NGS data analysis results revealed that, total, 39,367 operational taxonomic unit (OTU), were obtained. NGS data results revealed that, most dominant phylum in all the soil samples was Proteobacteria (37.3%). In addition, most abundant genus was Acidobacterium (1.8%) in all the samples. In order to analyze species diversity among the collected soil samples, OTUs, community diversity, and Shannon index were measured. Shannon (9.297) and inverse Simpson (0.996) were found to have the highest diversity scores in the greenhouse soil sample of Gyeonggi-do province (GG4). Results from NGS sequencing suggest that, most of the soil samples consists of similar trend of bacterial community and diversity. Environmental factors play a key role in shaping the bacterial community and diversity. In order to address this statement, further correlation analysis between soil physical and chemical parameters with dominant bacterial community will be carried out to observe their interactions.
Objective: The ecosystem of an animal farm is composed of various elements, such as animals, farmers, plants, feed, soil, and microorganisms. A domesticated animal's health is largely connected with the reservoir of bacteria and viruses in animal farms. Although a few studies have focused on exploring the gut microbiome of animals, communities of microbiota and viruses in feedlots have not been thoroughly investigated. Methods: Here, we collected feces and dust samples (4 groups: cattle feces, C_F; horse feces, H_F; cattle dust, C_D; and horse dust, H_D) from cattle and horse farms sharing the same housing and investigated their microbiome/virome communities by Illumina sequencing. Results: Dust groups (C_D and H_D) showed higher microbial diversity than feces groups (C_F and H_F) regardless of animal species. From the microbial community analysis, all the samples from the four groups have major phyla such as Proteobacteria (min 37.1% to max 42.8%), Firmicutes (19.1% to 24.9%), Bacteroidetes (10.6% to 22.1%), and Actinobacteria (6.1% to 20.5%). The abundance of Streptococcus, which commonly recognized as equine pathogens, was significantly higher in the horse group (H_D and H_F). Over 99% among the classified virome reads were classified as Caudovirales, a group of tailed bacteriophages, in all four groups. Foot-and-mouth disease virus and equine adenovirus, which cause deadly diseases in cattle and horse, respectively, were not detected. Conclusion: Our results will provide baseline information to understand different gut and environmental microbial ecology between two livestock species.
The soil microbiome plays important roles in material cycling and plant growth in forest ecosystem. Although a lot of researches on forest soil fungi in Korea have been performed, the studies on forest soil bacterial communities have been limited. In this study, we conducted next generation sequencing (NGS) targeting 16S rRNA gene to investigate the soil bacterial communities from natural red pine (Pinus densiflora) forest in Mt. Janggunbong, Bonghwa-gun, Gyeongbuk, Korea. Our results showed that the entire bacterial communities in the study sites include the phyla Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Planctomycetes, which have been typically observed in forest soils. The composition ratio of Proteobacteria was the highest in the soil bacteria community. The results reflect that Proteobacteria is copiotroph, which generally favors relatively nutrient-rich conditions with abundant organic matter. Some rhizobia species such as Burkholderia, Bradyrhizobium, Rhizobium, which are known to contribute to soil nitrogen-fixation, exist in the study sites. As a result of correlation analysis between soil physicochemical characteristics and bacteria communities, the soil pH was significantly correlated with the soil bacteria compositions.
Organic farming is necessary to sustainable agriculture, preserve biodiversity and continued growth the sector in agriculture. In organic farming, reduced usage of chemical agents that adversely affect human health and environment, employing amino acids and oil cake fertilizer, plant extracts, and microbial agents are used to provide safe agricultural products to consumers. To investigation microbiome structure, we proceeded on the pepper plant with difference fertilizers and treatments in organic agriculture for three years. The microbial communities were analyzed by the next generation sequencing approach. Difference soil microbiota communities were discovered base on organic fertilizer agents. Occurrences of virus and anthracnose diseases had a low incidence in conventional farming, whereas bacteria wilt disease had a low incidence in microbial agents treated plots. Microbe agents, which applied in soil, were detected in the microbial community and the funding suggested the applied microbes successfully colonized in the organic farming environment.
The rhizosphere is the active zone where plant roots communicate with the soil microbiome, each responding to the other's signals. The soil microbiome within the rhizosphere that is beneficial to plant growth and productivity is known as plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). PGPR take part in many pivotal plant processes, including plant growth, development, immunity, and productivity, by influencing acquisition and utilization of nutrient molecules, regulation of phytohormone biosynthesis, signaling, and response, and resistance to biotic- and abiotic-stresses. PGPR also produce secondary compounds and volatile organic compounds (VOCs) that elicit plant growth. Moreover, plant roots exude attractants that cause PGPR to aggregate in the rhizosphere zone for colonization, improving soil properties and protecting plants against pathogenic factors. The interactions between PGPR and plant roots in rhizosphere are essential and interdependent. Many studies have reported that PGPR function in multiple ways under the same or diverse conditions, directly and indirectly. This review focuses on the roles and strategies of PGPR in enhancing nutrient acquisition by nutrient fixation/solubilization/mineralization, inducing plant growth regulators/phytohormones, and promoting growth and development of root and shoot by affecting cell division, elongation, and differentiation. We also summarize the current knowledge of the effects of PGPR and the soil microbiota on plants.
Carya cathayensis is an important economic nut tree that is endemic to eastern China. As such, outbreaks of root rot disease in C. cathayensis result in reduced yields and serious economic losses. Moreover, while soil bacterial communities play a crucial role in plant health and are associated with plant disease outbreaks, their diversity and composition in C. cathayensis are not clearly understood. In this study, Proteobacteria, Acidobacteria, and Actinobacteria were found to be the most dominant bacterial communities (accounting for approximately 80.32% of the total) in the root tissue, rhizosphere soil, and bulk soil of healthy C. cathayensis specimens. Further analysis revealed the abundance of genera belonging to Proteobacteria, namely, Acidibacter, Bradyrhizobium, Paraburkholderia, Sphaerotilus, and Steroidobacter, was higher in the root tissues of healthy C. cathayensis specimens than in those of diseased and dead trees. In addition, the abundance of four genera belonging to Actinobacteria, namely, Actinoallomurus, Actinomadura, Actinocrinis, and Gaiella, was significantly higher in the root tissues of healthy C. cathayensis specimens than in those of diseased and dead trees. Altogether, these results suggest that disruption in the balance of these bacterial communities may be associated with the development of root rot in C. cathayensis, and further, our study provides theoretical guidance for the isolation and control of pathogens and diseases related to this important tree species.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.