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Bacillus endophytes for sustainable management of tomato spotted wilt virus and yield production
Pest Management Science ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-12-27 , DOI: 10.1002/ps.8606
Rizwan Khan, Pengbo He, Xiaojiao Chen, Pengfei He, Ayesha Ahmed, Yixin Wu, Guowen Tang, Ping Tang, Xingyu Li, Shahzad Munir, Yueqiu He
Pest Management Science ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-12-27 , DOI: 10.1002/ps.8606
Rizwan Khan, Pengbo He, Xiaojiao Chen, Pengfei He, Ayesha Ahmed, Yixin Wu, Guowen Tang, Ping Tang, Xingyu Li, Shahzad Munir, Yueqiu He
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BACKGROUNDTomato‐spotted wilt virus (TSWV) from the Tospovirus genus affects over 1000 plant species, including key crops, and traditional control methods often prove inadequate. This study investigates the effectiveness of Bacillus amyloliquefaciens and Bacillus subtilis in reducing TSWV infection, enhancing plant growth, and strengthening defense in Nicotiana benthamiana . The aim is to assess Bacillus as a sustainable biocontrol alternative, offering an eco‐friendly solution for managing TSWV disease in agriculture.RESULTSHere, we report the efficacy of five Bacillus isolates (out of 15 tested) – B. amyloliquefaciens (DJB5, YN48, YN28, Mg6) and B. subtilis L1‐21 – significantly reducing TSWV copies per gram in N. benthamiana leaves, using a half‐leaf assay. In glasshouse trials, isolates DJB5, YN48, and Mg6 decreased TSWV copies per gram by 75.7%, 83.6%, and 88.2%, with biocontrol efficacy rates of 91.2%, 94.1%, and 95.7% respectively. All the isolates consistently mitigated the symptoms of TSWV, reduced the disease severity, and area under the disease progress curve (AUDPC) at 21 days post‐inoculation. Additionally, these isolates enhanced plant growth parameters, including shoot and root length, leaf number, area, and biomass. The application of endophytes in the infected plants activated antioxidant defense enzymes by elevating the activities of polyphenol oxidase (PPO), peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), and chitinase. However, defense‐related enzymes, such as malondialdehyde (MDA), catalase (CAT), phenylalanine ammonia‐lyase (PAL), total phenol, and β‐1,3‐glucanase decreased as TSWV infection reduced in the leaves.CONCLUSIONOur findings indicate that B. amyloliquefaciens isolates, DJB5, YN48, and Mg6, effectively manage TSWV by activating plant defense, reducing virus load, reducing TSWV symptoms, and promoting plant growth. © 2024 Society of Chemical Industry.
中文翻译:
芽孢杆菌内生菌用于番茄斑萎病病毒的可持续管理和产量生产
背景来自 Tospovirus 属的瘤斑枯萎病毒 (TSWV) 影响 1000 多种植物物种,包括关键作物,传统的控制方法往往被证明是不够的。本研究调查了解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在减少 TSWV 感染、促进植物生长和加强本氏烟草防御方面的有效性。目的是评估芽孢杆菌作为一种可持续的生物防治替代方案,为农业中管理 TSWV 疾病提供环保解决方案。结果我们报告了 5 种芽孢杆菌分离株(在 15 种测试中)的功效——解淀粉芽孢杆菌(DJB5、YN48、YN28、Mg6)和枯草芽孢杆菌 L1-21——使用半叶测定显着降低本氏芽孢杆菌叶片中每克 TSWV 拷贝数。在温室试验中,分离株 DJB5 、 YN48 和 Mg6 使每克 TSWV 拷贝数降低 75.7% 、 83.6% 和 88.2%,生防有效率分别为 91.2% 、 94.1% 和 95.7%。所有分离株在接种后 21 天始终缓解 TSWV 的症状,降低疾病严重程度和疾病进展曲线下面积 (AUDPC)。此外,这些分离株还增强了植物生长参数,包括芽和根长、叶数、面积和生物量。在感染植物中施用内生菌通过提高多酚氧化酶 (PPO) 、过氧化物酶 (POD)、超氧化物歧化酶 (SOD) 和几丁质酶的活性来激活抗氧化防御酶。然而,随着叶片中 TSWV 感染的减少,丙二醛 (MDA)、过氧化氢酶 (CAT)、苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、总酚和 β-1,3-葡聚糖酶等防御相关酶降低。结论我们的研究结果表明,B. 解淀粉分离株 DJB5 、 YN48 和 Mg6 通过激活植物防御、减少病毒载量、减轻 TSWV 症状和促进植物生长来有效管理 TSWV。© 2024 化工学会.
更新日期:2024-12-27
中文翻译:
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芽孢杆菌内生菌用于番茄斑萎病病毒的可持续管理和产量生产
背景来自 Tospovirus 属的瘤斑枯萎病毒 (TSWV) 影响 1000 多种植物物种,包括关键作物,传统的控制方法往往被证明是不够的。本研究调查了解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在减少 TSWV 感染、促进植物生长和加强本氏烟草防御方面的有效性。目的是评估芽孢杆菌作为一种可持续的生物防治替代方案,为农业中管理 TSWV 疾病提供环保解决方案。结果我们报告了 5 种芽孢杆菌分离株(在 15 种测试中)的功效——解淀粉芽孢杆菌(DJB5、YN48、YN28、Mg6)和枯草芽孢杆菌 L1-21——使用半叶测定显着降低本氏芽孢杆菌叶片中每克 TSWV 拷贝数。在温室试验中,分离株 DJB5 、 YN48 和 Mg6 使每克 TSWV 拷贝数降低 75.7% 、 83.6% 和 88.2%,生防有效率分别为 91.2% 、 94.1% 和 95.7%。所有分离株在接种后 21 天始终缓解 TSWV 的症状,降低疾病严重程度和疾病进展曲线下面积 (AUDPC)。此外,这些分离株还增强了植物生长参数,包括芽和根长、叶数、面积和生物量。在感染植物中施用内生菌通过提高多酚氧化酶 (PPO) 、过氧化物酶 (POD)、超氧化物歧化酶 (SOD) 和几丁质酶的活性来激活抗氧化防御酶。然而,随着叶片中 TSWV 感染的减少,丙二醛 (MDA)、过氧化氢酶 (CAT)、苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、总酚和 β-1,3-葡聚糖酶等防御相关酶降低。结论我们的研究结果表明,B. 解淀粉分离株 DJB5 、 YN48 和 Mg6 通过激活植物防御、减少病毒载量、减轻 TSWV 症状和促进植物生长来有效管理 TSWV。© 2024 化工学会.