Efficacy of antagonistic mutant bacteria isolated from rhizosphere soil and vermicompost for the control of cucumber seedling damping-off caused by Pythium aphanidermatum
Abstract:
ได้คัดเลือกเชื้อแบคทีเรียปฏิปักษ์ที่แยกจากดินรอบราก (KR) และมูลไส้เดือน (VC) ที่มีประสิทธิภาพสูงในการยับยั้งเส้นใยของเชื้อรา Pythium aphanidermatum (Pa) สาเหตุโรคเน่าระดับดินของต้นกล้าแตงกวามาทดสอบประสิทธิภาพการควบคุมโรคในสภาพเรือนปลูกพืชทดลองด้วยการแช่เมล็ดแตงกวาในเซลล์แขวนลอยแบคทีเรียปฏิปักษ์ก่อนปลูกที่ความเข้มข้น 108 หน่วยโคโลนี/มิลลิลิตร นาน 20 นาที จากการทดลองหลังปลูก 14 วัน ในดินปลูกที่มีเชื้อรา Pa พบว่า แบคทีเรียไอโซเลต KR7, KR16 และ KR65 ที่แยกได้จากดินรอบรากแตงกวามีเปอร์เซ็นต์ต้นรอดตายสูงอยู่ในช่วง 80-86.67 เปอร์เซ็นต์ ไอโซเลต KR7 สามารถละลายฟอสเฟตและสารไซเดอโรฟอร์ได้มากที่สุดโดยมีบริเวณใสเท่ากับ 0.22 เซนติเมตร และมีขนาดวงสีกว้างเท่ากับ 1 เซนติเมตร ตามลำดับ ส่วนแบคทีเรียที่แยกได้จากมูลไส้เดือนไอโซเลต VC3, VC7, VC10, VC22 และ CSV28 มีเปอร์เซ็นต์ต้นรอดตายสูงสุดเท่ากับ 100 เปอร์เซ็นต์ ไอโซเลต VC3, VC7, VC10 และ VC22 สามารถละลายฟอสเฟตได้ดีเกิดบริเวณใสมีขนาดเท่ากับ 0.29, 0.20, 0.24 และ 0.38 เซนติเมตร ตามลำดับ นอกจากนี้แบคทีเรีย VC7, VC3 และ VC22 ยังสามารถผลิตสารไซเดอโรฟอร์ ที่มีขนาดวงสีกว้างที่สุดเท่ากับ 1.17, 0.93 และ 0.93 เซนติเมตร ตามลำดับ ได้ชักนำแบคทีเรียปฏิปักษ์ KR7, KR16 และ KR65 ให้กลายพันธุ์ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตและคัดเลือกได้ไอโซเลตที่ต้านทานต่อสารปฏิชีวนะ Rifampicin ที่ความเข้มข้น 100 ppm เมื่อนำมาทดสอบประสิทธิภาพการยับยั้งการเจริญของเส้นใยเชื้อ Pa พบว่า ไอโซเลตสายพันธุ์กลาย KRM7.31-Rif มีประสิทธิภาพยับยั้งการเจริญของเส้นใยเชื้อรา Pa ได้สูงถึง 40.38 เปอร์เซ็นต์ มีเปอร์เซ็นต์ต้นรอดตาย 93.33 เปอร์เซ็นต์มีการเจริญครอบครองรากพืชสูง 73.33 เปอร์เซ็นต์และช่วยลดเชื้อโรคในดินลงเหลือ 0.00 เปอร์เซ็นต์ (ตรวจไม่พบเชื้อโรค) ที่ 14 วัน สำหรับแบคทีเรีย CSV28-Rif, VC3-Rif และ VC7-Rif ที่ต้านทานต่อสาร ปฏิชีวนะ Rifampicin ความเข้มข้น 100 ppm พบว่า สามารถยับยั้งการเจริญของเส้นใยเชื้อรา Paได้สูงถึง 78.57, 50 และ 46.03 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ และมีเปอร์เซ็นต์ต้นรอดตายของต้นกล้าแตงกวาในเรือนปลูกพืชทดลอง 80.00-93.33 เปอร์เซ็นต์ ทุกไอโซเลตช่วยลดปริมาณเชื้อราสาเหตุ Pa ในดิน มีการเจริญครอบครองรากพืชสูงถึง 100 เปอร์เซ็นต์ ทุกไอโซเลต และส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นกล้าเมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีควบคุมที่ปลูกเชื้อราสาเหตุโรค Pa อย่างเดียวที่ 14 วัน เช่นกันได้ผลิตชีวภัณฑ์ชนิดผงแบคทีเรียปฏิปักษ์สายพันธุ์กลาย 7 ไอโซเลต KRM7.31-Rif, VC3-Rif, VC7-Rif, VC9-Rif, VC10-Rif, VC22-Rif และ CSV28-Rif แล้วเก็บที่อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 6 เดือน นำเมล็ดแตงกวามาแช่ในชีวภัณฑ์ก่อนปลูกในดินที่มีเชื้อรา Pa ภายใต้สภาพเรือนปลูกพืชทดลอง เมื่อครบ 14 และ 28 วัน พบว่า ทุกไอโซเลตมีเปอร์เซ็นต์ต้นงอกและต้นรอดตายสูงกว่ากรรมวิธีควบคุมที่มีการปลูกเชื้อราสาเหตุโรคอย่างเดียวอย่างมีนัยสำคัญช่วยลดปริมาณเชื้อรา Pa ในดินมีเปอร์เซ็นต์การเจริญครอบครองรากพืชสูง ตลอดจนเพิ่มขนาดผลและน้ำหนักของผลผลิตแตงกวา เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีควบคุม (+Pa), Larminar® (Bacillus subtilis), สารเคมี metalaxyl และการใช้เชื้อราTrichoderma asperellum CB-Pin-01
Selected antagonistic bacteria isolated from rhizosphere soil (KR) and vermicompost (VC) which had high potential to inhibit mycelial growth of Pythium aphanidermatum (Pa), the causal agent of cucumber seedling damping-off were evaluated for the disease control efficacy under greenhouse condition. Cucumber seeds were soaked in antagonistic bacterial cell suspension (108 cfu/ml) for 20 minutes before sowing in Pa-infested soil. The results showed that isolates KR7, KR16 and KR65 isolated from rhizosphere provided 80-86.67% of survived seedlings. The isolate KR7 was the most effective phosphate solubilizer by providing 0.22 cm of clear zone and most produced siderophore by providing 1.00 cm of halo zone. Bacteria isolatesVC3, VC7, VC10, VC22 and CSV28 isolated from vermicompost provided 100% of survived seedlings. IsolatesVC3, VC7, VC10 and VC22 solubilized phosphate by providing 0.29, 0.20, 0.24 and 0.38 cm of clear zone and produced siderophore by providing 1.17, 0.93 and 0.93 cm of halo zone, respectively. Mutation of antagonistic bacteria isolates KR7, KR16 and KR65 were induced by using ultraviolet (UV) radiation and mutant isolates resistant to 100 ppm rifampicin antibiotic were selected. Mutant isolates were tested the efficacy to inhibit mycelial growth ofPaby dual culture test on PDA. The results showed that KRM7.31-Rif effectively inhibited mycelial growth of Pa 40.38% and provided 93.33% of survived seedlings,73.33% of root colonization and completely reduced Pa-population in soil (0.00%) at 14 days after planting. Mutant isolates CSV28-Rif, VC3- Rif and VC7-Rif which were resistant to 100 ppm rifampicin inhibited mycelial growth of Pa by 78.57, 50.0 and 46.03%, respectively and provided 80.00-93.33% of survived seedling undergreenhouse condition. All mutant isolates completely reduced Pa-inoculum in soil,provided 100% of root colonization and promoted growth of 14-day-old cucumber seedlings as compared with the Pa-inoculated control (+Pa). Bioproductsof seven mutant bacteria isolates KRM7.31-Rif, VC3-Rif, VC7-Rif, VC9-Rif, VC10-Rif, VC22-Rif and CSV28- Rif were developed as powder formulation and kept at 10 °C for 6 months. Cucumber seeds were soaked in bacterial suspension of 6 months stored bioproductsbefore planting in Pa-infested soilunder greenhouse condition. After planting for 14 and 28 days, all bioproductsprovided percentangs of seed germination and survived seedlings than a Pa-inoculated control (+Pa). These seven isolates also reduced Pa-inoculum in soil, increased percentangs of root colonization and increased size of fruit and yield weight of cucumber as compared with the Pa-inoculated control (+Pa), Larminar®, metalaxyl and Trichoderma asperellum CB-Pin-01 treatments.