Wpływ metody inokulacji roślin kukurydzy patogenami bakteryjnymi na powstawanie i rozwój objawów chorobowych
The effect of the method of inoculation of corn plants with bacterial pathogens on the formation and development of disease symptoms
Anna Hoffmann, e-mail: a.hoffmann@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, PolskaWeronika Zenelt, e-mail: w.zenelt@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, PolskaKrzysztof Krawczyk, e-mail: k.krawczyk@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, PolskaAbstract |
Podstawę diagnostyki fitopatologicznej stanowią postulaty Kocha, których spełnienie pozwala stwierdzić czy badany mikroorganizm jest sprawcą danej choroby. Trzeci z tych postulatów określa, że inokulacja zdrowej rośliny-gospodarza czystą kulturą domniemanego patogenu musi skutkować wywołaniem objawów chorobowych podobnych, lub takich samych, do tych jakie występują w warunkach naturalnych. Do spełnienia trzeciego postulatu Kocha wymagany jest wynik testu patogenności, którego niewłaściwa interpretacja może prowadzić do odrzucenia prawidłowych wyników. Wieloletnie badania nad bakteriozami roślin uprawnych, w tym kukurydzy, wykazały że objawy choroby powstałe od inokulacji badanym szczepem bakterii, mogą się różnić, w zależności od użytej metody inokulacji i warunków inkubacji zainokulowanych roślin. W ramach przeprowadzonych badań określono wpływ różnych metod inokulacji roślin kukurydzy wybranymi szczepami patogennych bakterii wyosobnionych z chorych roślin kukurydzy, na powstawanie i rozwój objawów chorobowych. Szczepy te należały do gatunków Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum, Dickeya zeae, Pantoea ananatis, Pantoea agglomerans i Enterobacter cloaceae subsp. dissolvens. Zaobserwowano, że objawy choroby spowodowane przez użyte metody inokulacji, różnią się od objawów obserwowanych w warunkach naturalnych. Ponadto, niezależnie od przynależności gatunkowej badanych szczepów bakterii, obserwowane objawy były zbliżone w obrębie danej metody inokulacji. Również, niezależnie od przynależności gatunkowej badanego szczepu, inkubacja zainokulowanych roślin w komorze hodowlanej, w której panowały warunki optymalne dla rozwoju choroby, powodowała przyspieszenie powstawania objawów i rozwoju choroby.
The basis of phytopathological diagnostics are Koch’s postulates, the fulfillment of which allows determining whether the examined microorganism is the cause of a given disease. The third of these postulates specifies that inoculation of a healthy host plant with a pure culture of the putative pathogen must result in the induction of disease symptoms similar or the same to those occurring in natural conditions. To meet Koch’s third postulate, a pathogenicity test result is required, and incorrect interpretation may lead to rejection of correct results. Many years of research on bacteriosis of crop plants, including corn, have shown that the symptoms of the disease resulting from inoculation with the tested strain of bacteria may vary, depending on the inoculation method used and the incubation conditions of the inoculated plants. The conducted research determined the impact of various methods of inoculating corn plants with selected strains of pathogenic bacteria isolated from diseased corn plants on the occurrence and development of disease symptoms. These strains belonged to the species Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum, Dickeya zeae, Pantoea ananatis, Pantoea agglomerans and Enterobacter cloaceae subsp. dissolvens. It was observed that the symptoms of the disease caused by the inoculation methods used differ from the symptoms observed in natural conditions. Moreover, regardless of the species affiliation of the tested bacterial strains, the observed symptoms were similar within a given inoculation method. Also, regardless of the species affiliation of the tested strain, incubation of inoculated plants in a culture chamber with optimal conditions for the development of the disease resulted in the acceleration of symptoms and disease development. |
Key words |
kukurydza; postulaty Kocha; objawy chorobowe; metody inokulacji; corn; Koch’s postulates; disease symptoms; inoculation methods |
References |
Azad H.R., Holmes G.J., Cooksey D.A. 2000. A new leaf blotch disease of sudangrass caused by Pantoea ananas and Pantoea stewartii. Plant Disease 84 (9): 973–979. DOI: 10.1094/PDIS.2000.84.9.973
Claflin L.E. 2000. Diseases caused by Prokaryotes. s. 3–9. W: Compendium of Corn Diseases (D.G. White, red.). The American Phytopathology Society, 165 ss. ISBN 978-089-05-44-921.
Coplin D.L., Majerczak D.R., Zhang Y., Kim W.-S., Jock S., Geider K. 2002. Identification of Pantoea stewartii subsp. stewartii by PCR and strain differentiation by PFGE. Plant Disease 86 (3): 304–311. DOI: 10.1094/PDIS.2002.86.3.304
Coutingo T.A., Wallis F.M. 1991. Bacterial streak disease of maize (Zea mays L.) in South Africa. Journal of Phytopathology 133 (2): 112. DOI: 10.1111/j.1439-0434.1991.tb00144.x
De Baere T., Verhelst R., Labit C., Verschraegen G., Wauters G., Claeys G., Vaneechoutte M. 2004. Bacteremic infection with Pantoea ananatis. Journal of Clinical Microbiology 42 (9): 4393–4395. DOI: 10.1128/JCM.42.9.4393-4395.2004
Dickey R.S., Claflin L.E., Zumoff C.H. 1987. Erwinia chrysanthemi: Serological comparisons of strains from Zea mays and other hosts. Phytopathology 77: 426–430.
Giester L.J., Rees J.M. 2004. Bacterial Diseases of Corn. Clay/Webster, St. Paul, MN, USA.
Goszczynska T., Botha W.J., Venter S.N., Coutinho T.A. 2007. Isolation and identification of the causal agent of brown stalk rot, a new disease of maize in South Africa. Plant Disease 91 (6): 711–718. DOI: 10.1094/PDIS-91-6-0711
Haygood R.A., Strider D.L. 1982. A comparision of inoculation methods of Erwina chrysanthemi in greenhouse ornamentals. Plant Disease 66 (6): 461–463. DOI: 10.1094/PD-66-461
Hoffmann H., Stindl S., Ludwig W., Stumpf A., Mehlen A., Heesemann J., Monget D., Schleifer K.H., Roggenkamp A. 2005. Reassignment of Enterobacter dissolvens to Enterobacter cloacae as E. cloacae subspecies dissolvens comb. nov. and emended description of Enterobacter asburiae and Enterobacter kobei. Systematic and Applied Microbiology 28 (3): 196–205. DOI: 10.1016/j.syapm.2004.12.010
Janda J.M., Abbott S.L. 2002. Bacterial identification for publication: when is enough enough? Journal of Clinical Microbiology 40 (6): 1887–1891. DOI: 10.1128/jcm.40.6.1887-1891.2002
Krawczyk K., Borodynko-Filas N. 2020. Kosakonia cowanii as the new bacterial pathogen affecting soybean (Glycine max Willd.). European Journal of Plant Pathology 157: 173–183. DOI: 10.1007/s10658-020-01998-8
Krawczyk K., Kamasa J., Zwolinska A., Pospieszny H. 2010. First report of Pantoea ananatis associated with leaf spot disease of maize in Poland. Journal of Plant Pathology 92 (3): 807–811.
Krawczyk K., Łochyńska M. 2020. Identification and characterization of Pseudomonas syringae pv. mori affecting white mulberry (Morus alba) in Poland. European Journal of Plant Pathology 158: 281–291. DOI: 10.1007/s10658-020-02074-x
Krawczyk K., Wielkopolan B., Obrępalska-Stęplowska A. 2020. Pantoea ananatis, a new bacterial pathogen affecting wheat plants (Triticum L.) in Poland. Pathogens 9 (12): 1079. DOI: 10.3390/pathogens9121079
Lamka G.L., Hill J.H., McGee D.C., Braun E.J. 1991. Development of an immunosorbent assay for seedborne Erwinia stewartii in corn seeds. Phytopathology 81: 839–846. DOI: 10.1094/Phyto-81-839
Lindow S.E., Arny D.C., Upper C.D. 1982. Bacterial ice nucleation: a factor in frost injury to plants. Plant Physiology 70 (4): 1084–1089. DOI: 10.1104/pp.70.4.1084
Mergaert J., Verdonck L., Kersters K. 1993. Transfer of Erwinia ananas (synonym, Erwinia uredovora) and Erwinia stewartii to the genus Pantoea emend. as Pantoea ananas (Serrano 1928) comb. nov. and Pantoea stewartii (Smith 1898) comb. nov., respectively, and description of Pantoea stewartii subsp. indologenes subsp. nov. International Journal of Systematic Bacteriology 43: 162–173.
Morales-Valenzuela G., Silva-Rojas H.V., Ochoa-Martínez D., Valadez-Moctezuma E., Alarcón-Zúñiga B., Zelaya-Molina L.X., Córdova-Téllez L., Mendoza-Onofre L., Vaquera-Huerta H., Carballo-Carballo A., Farfán-Gómez A., Ávila- -Quezada G. 2007. First report of Pantoea agglomerans causing leaf blight and vascular wilt in maize and sorghum in Mexico. Plant Disease 91 (10): 1365. DOI: 10.1094/PDIS-91-10-1365A
Paccola-Meirelles L.D., Ferreira A.S., Meirelles W.F., Marriel I.E., Casela C.R. 2001. Detection of a bacterium associated with a leaf spot disease of maize in Brazil. Journal of Phytopathology 149 (5): 275–279. DOI: 10.1046/j.1439-0434.2001.00614.x
Paccola-Meirelles L.D., Meirelles W.F., Parentoni S.N., Marriel I.E., Ferreira A.S., Casela C.R. 2002. Reaction of maize inbred lines to the bacterium Pantoea ananas isolated from Phaeosphaeria leaf spot lesions. Crop Breeding and Applied Biotechnology 2 (4): 587–590. DOI: 10.12702/1984-7033.V02N04A12
Pataky J.K., du Toit L.J., Kerns M.R. 1997. Bacterial leaf blight on shrunken-2 sweet corn. Plant Disease 81 (11): 1293–1298. DOI: 10.1094/PDIS.1997.81.11.1293
Pérez-y-Terrón R., Villegas M.C., Cuellar A., Muñoz-Rojas J., Castañeda-Lucio M., Hernández-Lucas I., Bustillos-Cristales R., Bautista-Sosa L., Munive J.A., Caicedo-Rivas R., Fuentes-Ramírez L.E. 2009. Detection of Pantoea ananatis, causal agent of leaf spot disease of maize, in Mexico. Australasian Plant Disease Notes 4: 96–99. DOI: 10.1071/DN09041
Piątek E., Nowacka T., Podkówka Z., Waligóra H. 2007. Kukurydza. Czasopismo wydawane przez Polski Związek Producentów Kukurydzy.
Rezzonico F., Smits T.H.M., Montesinos E., Frey J.E., Duffy B. 2009. Genotypic comparison of Pantoea agglomerans plant and clinical strains. BMC Microbiology 9: 204. DOI: 10.1186/1471-2180-9-204
Ribeiro R. de L.D., Durbin R.D., Arny D.C., Uchytil T.F. 1977. Characterization of the bacterium inciting chocolate spot of corn. Phytopathology 67 (12): 1427–1431. DOI: 10.1094/Phyto-67-1427
Schaad N.W., Jones J.B., Chun W. 2001. Laboratory Guide for the Identification of Plant Pathogenic Bacteria. American Phytopathological Society (APS Press), St. Paul, USA, 373 ss. ISBN 0-89054-263-5.
Smidt M. 1986. Population dynamics of Clavibacter michiganense subsp. nebraskense in field-grown dent corn and popcorn. Plant Disease 70: 1031–1036.
Sobiczewski P., Iakimova E.T. 2022. Plant and human pathogenic bacteria exchanging their primary host environments. Journal of Horticultural Research 30 (1): 11–30. DOI: 10.2478/johr-2022-0009
Stock I., Grüger T., Wiedemann B. 2001. Natural antibiotic susceptibility of strains of the Enterobacter cloacae complex. International Journal of Antimicrobial Agents 18 (6): 537–545. DOI: 10.1016/S0924-8579(01)00463-0
Thind B.S., Payak M.M. 1985. A review of bacterial stalk rot of maize in India. International Journal of Pest Management 31 (4): 311–316. DOI: 10.1080/09670878509371007
Truu J., Talpsep E., Heinaru E., Stottmeister U., Wand H., Heinaru A. 1999. Comparison of API 20NE and Biolog GN identification systems assessed by techniques of multivariate analyses. Journal of Microbiological Methods 36 (3): 193–201. DOI: 10.1016/ S0167-7012(99)00030-5
Vidaver A.K., Carlson R.R. 1978. Leaf spot of field corn caused by Pseudomonas andropogonis. Plant Disease Reporter 62 (3): 213–216. |
Progress in Plant Protection (2024) 64: 28-35 |
First published on-line: 2024-03-08 09:04:33 |
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2024-003 |
Full text (.PDF) BibTeX Mendeley Back to list |