Abstract
The rhizosphere is an important habitat for microrganisms with antagonistic properties and therefore important for plant health. Verticillium wilt caused by Verticillium dahliae Kleb. is a soilborne disease of many plants and responsible for high yield losses worldwide. Diversity of antagonistic bacteria associated with potential Verticillium host plants (potato, oilseed rape and strawberry) was studied. Regarding antibiosis against V. dahliae, a total of 15.642 randomly chosen bacterial isolates were screened. The percentage of isolates with antagonistic activity ranged from 3 – 47% and was influenced by the origin of isolates (plant species/developmental stage/microenviroment) and soil parameters. A total of 750 isolates were identifiied by their fatty acid profiles (FAME) and/or sequencing the 16S rRNA. So far, 80 antagonistic bacterial species were identified. The diversity of bacterial species was specific for each plant species and microenvironment. To assess the potential of bacterial strains in biocontrol (from this and other studies), a screening strategy using different in vitro and ad planta steps from laboratory to field trials was used. Altogether, fiive biological control agents were found. Based on them, three biocontrol products were developed.
Zusammenfassung
Die Rhizosphäre ist von großer Bedeutung für die Pflanzengesundheit, wobei die funktionelle Gruppe der antagonistischen Mikroorganismen eine wichtige Komponente bildet. Der bodenbürtige Pilz Verticillium dahliae Kleb. — der Erreger der Verticillium-Welke und gleichzeitig Modellpathogen — ist weltweit für hohe Ertragsausfälle verantwortlich. Die mikrobielle Diversität antagonistischer Bakterien von Verticillium-Wirtspflanzen (Kartoffel, Raps und Erdbeere) wurde in Freilandversuchen analysiert. Eine Vielzahl von Bakterien (15642) wurde überprüft. Der Anteil antagonistischer Mikroorganismen schwankte von 3–47 % und wurde durch die Herkunft der Isolate (Pflanzenspezies/Entwicklungsstadium/Mikrohabitat) sowie von Bodenparametern beeinflusst. Nach einer ldentifizierung von 750 Isolaten konnten über 80 Bakterienspezies identifiziert werden. Eine entwickelte Screeningstrategie mit verschiedenen Schritten von Labor- zu Felduntersuchungen ermöglichte eine Überprüfung der antagonistischen Bakterien hinsichtlich ihres Potenzials für die biologische Kontrolle. Hierbei wurden fünf Isolate als Biological Control Agents ausgewählt und zu 3 Produkten entwickelt.
Chapter PDF
Similar content being viewed by others
Literaturverzeichnis
Berg, G.; Kurze, S.; Dahl, R., 1999: Rhizobakterienisolate zur Anwendung gegen phytopathogene Bodenpilze und Verfahren zur Anwendung der Rhizobakterienisolate. (Isolated Rhizobacteria for Treatment of Phytopathogenic Fungal Diseases). Europäisches Patent Nr. 98124694.5.
Berg, G.; Lüth, P., 1999: Das Rhizobakterienisolat Streptomyces rimosus HRO71 zur Pflanzenstärkung und Anwendung gegen phytopathogene Bodenpilze an verschiedenen Kulturpflanzen. Deutsches Patent 199–28–690.6.
Berg, G.; Marten, P.; Minnkwitz, A.; Brückner, S., 2001a: Efficient biological control of fungal plant diseases by Streptomyces rimosus DSMZ 12424. Journal of Plant Disease and Protection 108, 1–10.
Berg, G.; Fritze, A.; Roskot, N.; Smalla, K., 2001b: Evaluation of potential biocontrol rhizobacteria from different host plants of Verticillium dahliae Kleb. Journal of Applied Microbiology 91, 963–971.
Berg, G.; Roskot, N.; Steidle, A.; Eberl, L.; Zock, A.; Smalla, K., 2002: Plant-dependent genotypic and phenotypic diversity of antagonistic rhizobacteria isolated from different Verticillium host plants. Applied and Environmental Microbiology 68, 3328–3338.
Krechel, A.; Faupel, A.; Hallmann, J.; Ulrich, A.; Berg, G., 2002: Potatoassociated bacteria and their antagonistic potential towards plant pathogenic fungi and the plant pathogenic nematode Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood. Canadian Journal of Microbiology, in press.
Lottmann, J.; Heuer, H.; Smalla, K.; Berg, G., 2000: Establishment of introduced antagonistic bacteria in the rhizosphere of transgenic potatoes and their effect on the bacterial community. FEMS Microbiology Ecology 33, 41–49.
Marten, P.; Brückner, S.; Berg, G., 2001: Biologischer Pflanzenschutz mit Rhizobakterien — eine umweltfreundliche Alternative zur Kontrolle boden- und samenbürtiger Pilze. Gesunde Pflanzen 53, 224–234.
Smalla, K.; Wieland, G.; Buchner, A.; Zock, A.; Parzy, J.; Roskot, N.; Heuer, H.; Berg, G., 2001: Bacterial bulk and rhizosphere communities studied by denaturing gradient gel electrophoresis of PCR-amplified fragments of 16S rRNA genes — plant-dependent enrichment and seasonal shifts revealed. Applied and Environmental Microbiology 67, 4742–4751.
Sørensen, J., 1997: The rhizosphere as a habitat for soil microorganisms. p. 2145. In: J.D. Van Elsas, J.T. Trevors and E.M.H. Wellington (eds) Modern soil microbiology. Marcel Dekker, Inc. New York.
Tjamos, E. C.; Rowe, R. C.; Heale, J. B.; Fravel, D. B., 2000: Advances in Verticillium research and disease management. APS Press. The American Phytopathological Society St. Paul, Minnesota, 357 S.
Author information
Authors and Affiliations
Editor information
Rights and permissions
Copyright information
© 2003 Springer Fachmedien Wiesbaden
About this chapter
Cite this chapter
Berg, G., Krechel, A., Lottmann, J., Hallmann, J., Smalla, K. (2003). Mikrobielle Antagonisten in der Rhizosphäre: Diversität und Interaktionen. In: Merbach, W., Hütsch, B.W., Wittenmayer, L., Augustin, J. (eds) Prozessregulation in der Rhizosphäre. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-663-07809-8_7
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-663-07809-8_7
Publisher Name: Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-519-00447-9
Online ISBN: 978-3-663-07809-8
eBook Packages: Springer Book Archive