Naslov (eng)

Indigenous bacterial populations in soil suppressiveness to Fusarium graminearum : doctoral dissertation

Autor

Todorović, Irena B., 1995-

Doprinosi

Jovičić-Petrović, Jelena, 1968-
Đokić, Lidija
Hommais, Florence
Teodorović, Smilja, 1980-
Muller, Daniel, 1983-
Karličić, Vera, 1977-
Kljujev, Igor, 1983-

Opis (fra)

Les plantes cultivées sont exposées à un multitude de phytopathogènes présents dans le sol,en particulier les oomycètes et les champignons, difficiles à contrôler. Les espèces du genreFusarium, des microorganismes fongiques courants dans les sols, comptent parmi lesphytopathogènes les plus destructeurs. Ils produisent une grande variété de mycotoxines,pouvant se retrouver dans les aliments pour animaux et les produits alimentaires. Lepathogène mycotoxigène Fusarium graminearum engendre d’importantes perteséconomiques dans les cultures de blé à travers le monde, avec des méthodes de contrôleefficaces limitées.Cependant, certains microorganismes du sol peuvent réussir à inhiber lesphytopathogènes, entravant ainsi leur développement et réduisant les infections ultérieuresdes plantes. Cela conduit à définir des sols résistants aux maladies. Bien que des facteursabiotiques, tels que les propriétés physicochimiques du sol, puissent contribuer à lasuppression d'un agent pathogène, la résistance est essentiellement un phénomène médié parles microorganismes du sol. En effet, la stérilisation transforme les sols résistants en sols nonrésistants(dits sensibles). De plus, les pratiques agricoles qui augmentent l'activitémicrobienne, comme l'amendements organiques, peuvent renforcer le pouvoir résistant dusol, tandis que l'utilisation de pesticides dans la production agricole diminue sa capacité àcontrôler les maladies. Dans les sols résistants, la maladie est supprimée malgré la présencede la plante hôte, du phytopathogène et des conditions environnementales favorables audéveloppement de la maladie. Deux types de résistance des sols ont été décrits : la résistancegénérale, impliquant l'ensemble du microbiote du sol qui limite la croissance ou ledéveloppement d'agents pathogènes (cas de la fongistase, sol dans lesquels les propagulesfongiques sont affectées) et la résistance spécifique, impliquant une ou plusieurs populationsmicrobiennes spécifiques qui limitent les maladies causées par des agents pathogènes. Celacontraste avec les sols sensibles, où les maladies se développent régulièrement.Les sols résistants représentent un réservoir d’agents de lutte biologique prometteursqui pourraient fournir une protection efficace aux plantes contre divers phytopathogènesprésents dans le sol. Ce potentiel revêt une grande importance, surtout face à desphytopathogènes tel que F. graminearum, qui causent des dommages croissants aux culturesdans le contexte actuel du changement climatique. On sait que des sols résistants auxmaladies causées par Fusarium existent dans le monde entier, affectant diverses cultures, etque des agents de lutte biologique sont isolés de ces sols. En outre, des représentants dedivers groupes bactériens remplissent des fonctions qui conduisent à la résistance auxmaladies causées par le Fusarium. Par exemple, les espèces des genres Bacillus, Paenibacilluset Streptomyces sont bien connues pour jouer un rôle dans la résistance contre des maladiescausées par Fusarium, grâce à divers mécanismes de contrôle biologique tel quel’antagonisme, compétition, parasitisme et induction d'une résistance systémique chez lesplantes. Ces bactéries présentent également un certain nombre de propriétés favorisant lacroissance des plantes, telles que la solubilisation du phosphore, la production d'acide indole-3-acétique (AIA) ou la production de 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) désaminase.Outre les espèces mentionnées ci-dessus, il est établi que les espèces du genre Pseudomonaspossèdent une multitude de fonctions phytobénéfiques et jouent un rôle important dans larhizosphère. Par exemple, diverses espèces de Pseudomonas sont capables d'induire unerésistance systémique chez les plantes, de rivaliser avec les agents pathogènes par laproduction de sidérophores et de générer une variété de substances antifongiques, telles quela pyolutéorine, la pyrrolnitrine, le 2,4-diacétylphloroglucinol, la phénazine, le 2-hexyl-5-propyle-l'alkylrésorcinol ou le cyanure d'hydrogène (HCN), pouvant inactiver ou inhiber lacroissance de Fusarium. De plus, les espèces de Pseudomonas peuvent moduler la croissancedes plantes en produisant des phytohormones et elles peuvent modifier la biodisponibilitédes nutriments, par example en produisant de l'ACC désaminase, en solubilisant lesphosphates, en fixant l'azote et/ou en dénitrifiant..., Les plantes cultivées sont exposées à un multitude de phytopathogènes présents dans le sol,en particulier les oomycètes et les champignons, difficiles à contrôler. Les espèces du genreFusarium, des microorganismes fongiques courants dans les sols, comptent parmi lesphytopathogènes les plus destructeurs. Ils produisent une grande variété de mycotoxines,pouvant se retrouver dans les aliments pour animaux et les produits alimentaires. Lepathogène mycotoxigène Fusarium graminearum engendre d’importantes perteséconomiques dans les cultures de blé à travers le monde, avec des méthodes de contrôleefficaces limitées.Cependant, certains microorganismes du sol peuvent réussir à inhiber lesphytopathogènes, entravant ainsi leur développement et réduisant les infections ultérieuresdes plantes. Cela conduit à définir des sols résistants aux maladies. Bien que des facteursabiotiques, tels que les propriétés physicochimiques du sol, puissent contribuer à lasuppression d'un agent pathogène, la résistance est essentiellement un phénomène médié parles microorganismes du sol. En effet, la stérilisation transforme les sols résistants en sols nonrésistants(dits sensibles). De plus, les pratiques agricoles qui augmentent l'activitémicrobienne, comme l'amendements organiques, peuvent renforcer le pouvoir résistant dusol, tandis que l'utilisation de pesticides dans la production agricole diminue sa capacité àcontrôler les maladies. Dans les sols résistants, la maladie est supprimée malgré la présencede la plante hôte, du phytopathogène et des conditions environnementales favorables audéveloppement de la maladie. Deux types de résistance des sols ont été décrits : la résistancegénérale, impliquant l'ensemble du microbiote du sol qui limite la croissance ou ledéveloppement d'agents pathogènes (cas de la fongistase, sol dans lesquels les propagulesfongiques sont affectées) et la résistance spécifique, impliquant une ou plusieurs populationsmicrobiennes spécifiques qui limitent les maladies causées par des agents pathogènes. Celacontraste avec les sols sensibles, où les maladies se développent régulièrement.Les sols résistants représentent un réservoir d’agents de lutte biologique prometteursqui pourraient fournir une protection efficace aux plantes contre divers phytopathogènesprésents dans le sol. Ce potentiel revêt une grande importance, surtout face à desphytopathogènes tel que F. graminearum, qui causent des dommages croissants aux culturesdans le contexte actuel du changement climatique. On sait que des sols résistants auxmaladies causées par Fusarium existent dans le monde entier, affectant diverses cultures, etque des agents de lutte biologique sont isolés de ces sols. En outre, des représentants dedivers groupes bactériens remplissent des fonctions qui conduisent à la résistance auxmaladies causées par le Fusarium. Par exemple, les espèces des genres Bacillus, Paenibacilluset Streptomyces sont bien connues pour jouer un rôle dans la résistance contre des maladiescausées par Fusarium, grâce à divers mécanismes de contrôle biologique tel quel’antagonisme, compétition, parasitisme et induction d'une résistance systémique chez lesplantes. Ces bactéries présentent également un certain nombre de propriétés favorisant lacroissance des plantes, telles que la solubilisation du phosphore, la production d'acide indole-3-acétique (AIA) ou la production de 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) désaminase.Outre les espèces mentionnées ci-dessus, il est établi que les espèces du genre Pseudomonaspossèdent une multitude de fonctions phytobénéfiques et jouent un rôle important dans larhizosphère. Par exemple, diverses espèces de Pseudomonas sont capables d'induire unerésistance systémique chez les plantes, de rivaliser avec les agents pathogènes par laproduction de sidérophores et de générer une variété de substances antifongiques, telles quela pyolutéorine, la pyrrolnitrine, le 2,4-diacétylphloroglucinol, la phénazine, le 2-hexyl-5-propyle-l'alkylrésorcinol ou le cyanure d'hydrogène (HCN), pouvant inactiver ou inhiber lacroissance de Fusarium. De plus, les espèces de Pseudomonas peuvent moduler la croissancedes plantes en produisant des phytohormones et elles peuvent modifier la biodisponibilitédes nutriments, par example en produisant de l'ACC désaminase, en solubilisant lesphosphates, en fixant l'azote et/ou en dénitrifiant...

Opis (srp)

Poljoprivredni usevi su izloženi velikom broju zemljišnih fitopatogena, posebno oomicetama igljivama, koje je teško kontrolisati. Vrste gljiva iz roda Fusarium su tipični zemljišnimikroorganizmi koji spadaju među najrazornije fitopatogene. Oni proizvode širok spektarmikotoksina, koji mogu biti prisutni u hrani i prehrambenim proizvodima. Biljni patogenFusarium graminearum, koji takodje proizvodi mikotoksine, izaziva značajne ekonomskegubitke prinosa pšenice širom sveta, uz ograničene dostupne metode kontrole.Međutim, određeni mikroorganizmi u zemljištu mogu uspešno da inhibirajufitopatogene, ometajući njihov razvoj i posledično smanjujući pojavu infekcije biljaka, što svedovodi do definisanja supresivnih zemljišta. Iako abiotički faktori, kao što su fizičko-hemijskasvojstva zemljišta, mogu doprineti supresiji određenog patogena, supresivnost je u suštinifenomen posredovan zemljišnim mikroorganizmima, pošto procesi sterilizacije pretvarajusupresivno u nesupresivno zemljište. Takođe, agronomske prakse koje pospešuju mikrobnuaktivnost, npr. upotreba stajnjaka, mogu povećati supresivnost, dok upotreba pesticida upoljoprivrednoj proizvodnji umanjuje prirodnu sposobnost zemljišta da kontroliše bolesti. Usupresivnim zemljištima, pojava suzbijanja bolesti se dešava uprkos prisustvu biljkedomaćina, fitopatogena i uslova sredine pogodnih za razvoj bolesti. Opisana su dva tipasupresivnosti zemljišta: opšta (uključuje celokupan mikrobiom zemljišta koji ograničava rastili razvoj patogena, i u slučaju patogenih gljiva se naziva fungistaza) i specifična (uključujejednu ili više specifičnih mikrobnih populacija koje ograničavaju bolest uzrokovanupatogenom), za razliku od nesupresivnih zemljišta (tj. konducivnih), gde se bolest redovnorazvija.Supresivna zemljišta predstavljaju rezervoar obećavajućih biokontrolnih agenasa kojibi mogli da obezbede efikasnu zaštitu biljaka od različitih zemljišnih fitopatogena. Ovajpotencijal je od velike važnosti kada su u pitanju fitopatogeni kao što je F. graminearum, kojiizazivaju sve veću štetu usevima u kontekstu rastućih klimatskih promena. Poznato je dazemljišta supresivna prema bolestima izazvanim gljivom Fusarium postoje širom sveta i da suiz tih zemljišta izolovani biokontrolni agensi. Štaviše, predstavnici niza bakterijskih rodovavrše funkcije koje dovode do supresije bolesti izazvanim ovom gljivom. Na primer, poznato jeda vrste iz rodova Bacillus, Paenibacillus i Streptomyces igraju ulogu u suzbijanju bolestiizazvanim gljivom Fusarium kroz različite mehanizme biokontrole (tj. antagonizam,kompeticija, parazitizam i indukcija sistemske otpornosti biljke). Pored toga, ove bakterijetakođe pokazuju brojna svojstva koja podstiču rast biljaka, kao što je solubilizacija fosfata,proizvodnja indol-3-sirćetne kiseline (IAA) ili proizvodnja 1-aminociklopropan-1-karboksilat(ACC) deaminaze. Pored pomenutih vrsta, poznato je da vrste iz roda Pseudomonas imajuširok spektar korisnih funkcija i igraju važnu ulogu u rizosferi. Na primer, različite vrste rodaPseudomonas imaju sposobnost da indukuju sistemsku otpornost biljke, stupaju u kompeticijusa patogenima kroz proizvodnju siderofora i mogu proizvesti široki spektar antifungalnihsupstanci, kao što su pioluteorin, pirolnitrin, 2,4-diacetilfloroglucinol, fenazin, 2 -heksil-5-propil-alkilresorcinol ili cijanovodonik (HCN), koji mogu da inaktiviraju ili inhibiraju rastFusarium. Štaviše, vrste roda Pseudomonas mogu modulirati rast biljke putem proizvodnjefitohormona i uticati na bioraspoloživost nutrijenata, proizvodnjom ACC deaminaze,solubilizacijom fosfata, azotofiksacijom i denitrifikacijom...

Opis (srp)

Microbiology - Environmental microbiology / Mikrobiologija - Ekološka mikrobiologija Datum odbrane: 31.05.2024.

Opis (eng)

Crop plants are exposed to a wide range of soil-borne phytopathogens, particularly oomycetesand fungi, which are difficult to control. Species from the fungal genus Fusarium are typicalsoil microorganisms which are among the most destructive phytopathogens. They produce awide variety of mycotoxins, which may be present in feed and food products. Themycotoxicogenic pathogen Fusarium graminearum is causing significant economic losses inwheat crops throughout the world, with limited efficient control methods available.However, certain soil microorganisms may successfully inhibit phytopathogens, thusimpeding their development and consequently reducing subsequent plant infection, all ofwhich leads to defining soils that are suppressive to disease. Although abiotic factors, such assoil physicochemical properties, may contribute to the suppression of a given pathogen,suppressiveness is essentially a phenomenon mediated by soil microorganisms, sincesterilization processes turn suppressive soils into non-suppressive. Additionally, agronomicpractices that increase microbial activity, such as the use of organic amendments, mayenhance suppressiveness, while the use of pesticides in agricultural production diminishesthe soil's ability to control diseases. In suppressive soils, disease suppression occurs despitethe presence of the host plant, phytopathogen and environmental conditions favorable fordisease development. Two types of soil suppressiveness have been described: general(involving the entire soil microbiota that restrict pathogen(s) growth or development, and inthe case of affected fungal propagules, referred to as fungistasis) and specific (involving oneor several specific microbial populations that restrict pathogen-caused disease), contrary tonon-suppressive (conducive) soils, where disease regularly develops.Suppressive soils represent a reservoir of promising biocontrol agents which couldprovide effective plant protection against various soil-borne phytopathogens. This potential isof great importance when considering phytopathogens like F. graminearum, that are causingincreasing damage to crops in the on-going climate change context. It is known that soilssuppressive to Fusarium diseases affecting various crops exist worldwide, and that there arebiocontrol agents isolated from such suppressive soils. Furthermore, representatives of arange of bacterial groups carry out functions that lead to the suppression of Fusarium-causeddiseases. For example, species from the genera Bacillus, Paenibacillus and Streptomyces arewell known to play a role in the suppression of Fusarium–caused diseases through variousbiocontrol mechanisms (i.e., antagonism, competition, parasitism and induction of systemicresistance in plant). In addition, these bacteria also exhibit a number of plant-growthpromoting properties, such as phosphorus solubilization, indole-3-acetic acid (IAA)production or 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase production, thereforefacilitating plant growth. Apart from the aforementioned species, it is known that species fromthe genus Pseudomonas have a wide range of phytobeneficial functions and play an importantrole in the rhizosphere. For example, various Pseudomonas species possess the ability toinduce systemic resistance in plants, compete with pathogens through the production ofsiderophores and produce a large panel of antifungal substances, such as pyoluteorin,pyrrolnitrin, 2,4-diacetylphloroglucinol, phenazine, 2-hexyl-5-propyl-alkylresorcinol orhydrogen cyanide (HCN), that could inactivate or inhibit Fusarium growth. Moreover,Pseudomonas species may modulate plant growth through phytohormones production, andalter the bioavailability of nutrients, by producing ACC deaminase, solubilizing phosphates,fixing nitrogen and denitrifying...

Jezik

engleski

Datum

2023

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Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Mikrobiologija. Bakteriologija

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Pedologija. Nauka o zemljištu

biological control, fungistasis, Fusarium graminearum, genomics, microbiome, PGPR, Pseudomonas, rhizosphere, suppressive soils

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Mikrobiologija. Bakteriologija

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Pedologija. Nauka o zemljištu

biološka kontrola, fungistaza, Fusarium graminearum, genomika, mikrobiom, PGPR, Pseudomonas, rizosfera, supresivna zemljišta

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