Promoción del Crecimiento de Plantas y Supresión de Enfermedades de Plantas Inducidas por la Cepa GD4a
Autores: Yang, Piao; Yuan, Pu; Liu, Wenshan; Zhao, Zhenzhen; Bernier, Matthew C.; Zhang, Chunquan; Adhikari, Ashna; Opiyo, Stephen Obol; Zhao, Lijing; Banks, Fredrekis; Xia, Ye
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Promoción del Crecimiento de Plantas y Supresión de Enfermedades de Plantas Inducidas por la Cepa GD4a
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Enfermedad del moho gris
GD4a
Bacteria benéfica
Promoción del crecimiento de plantas
Supresión de patógenos de plantas
Aumento de la inmunidad de las plantas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El agente causante de la enfermedad del moho gris (GMD) invade las plantas para obtener nutrientes y se disemina a través de conidios en el aire en la naturaleza. La cepa GD4a, una bacteria beneficiosa aislada de la hierba de switch, muestra un gran potencial en el manejo de GMD en las plantas. Sin embargo, el mecanismo preciso por el cual GD4a confiere beneficios a las plantas sigue siendo elusivo. En este estudio, se utilizó un modelo de interacción a múltiples escalas para explorar cómo las bacterias beneficiosas desempeñan roles esenciales en la promoción del crecimiento de las plantas, la supresión de patógenos de plantas y el aumento de la inmunidad de las plantas. Las plantas Col-0 de tipo salvaje sirvieron como campo de prueba para evaluar la eficacia de GD4a. Además, se realizaron pruebas de actividad enzimática bacteriana y metabolitos dirigidos para validar el potencial de GD4a para mejorar el crecimiento de las plantas y suprimir patógenos y enfermedades de las plantas. GD4a fue sometida a co-incubación con varios patógenos bacterianos, fúngicos y oomicetos para evaluar su efectividad antagonista in vitro. También se llevaron a cabo ensayos de inoculación de patógenos in vivo para investigar el papel de GD4a en la regulación de la inmunidad de la planta huésped. Se extrajo, purificó y sometió a análisis de metabolómica no dirigida el exudado extracelular bacteriano (BEE). La benzocaína (BEN) del análisis de metabolómica no dirigida fue seleccionada para un estudio más detallado de su función y mecanismos relacionados en la mejora de la inmunidad de las plantas a través del análisis de mutantes de plantas y análisis de qRT-PCR. Finalmente, se formuló un modelo integral para resumir los beneficios potenciales de aplicar GD4a en sistemas agrícolas. Nuestro estudio demuestra la eficacia de GD4a, aislada de la hierba de switch, en la mejora del crecimiento de las plantas, la supresión de patógenos y enfermedades de las plantas, y el fortalecimiento de la inmunidad de la planta huésped. Es importante destacar que GD4a produce un exudado extracelular bacteriano funcional (BEE) que interrumpe significativamente la patogenicidad al inhibir la germinación de conidios fúngicos y la formación de hifas. Además, nuestro estudio identifica la benzocaína (BEN) como una nueva molécula pequeña que desencadena respuestas de defensa basal, ISR y SAR en plantas de Arabidopsis. La cepa GD4a puede promover eficazmente el crecimiento de las plantas, suprimir enfermedades de las plantas y aumentar la inmunidad de las plantas a través de la producción de BEE funcional y la expresión de diversos genes.
Descripción
El agente causante de la enfermedad del moho gris (GMD) invade las plantas para obtener nutrientes y se disemina a través de conidios en el aire en la naturaleza. La cepa GD4a, una bacteria beneficiosa aislada de la hierba de switch, muestra un gran potencial en el manejo de GMD en las plantas. Sin embargo, el mecanismo preciso por el cual GD4a confiere beneficios a las plantas sigue siendo elusivo. En este estudio, se utilizó un modelo de interacción a múltiples escalas para explorar cómo las bacterias beneficiosas desempeñan roles esenciales en la promoción del crecimiento de las plantas, la supresión de patógenos de plantas y el aumento de la inmunidad de las plantas. Las plantas Col-0 de tipo salvaje sirvieron como campo de prueba para evaluar la eficacia de GD4a. Además, se realizaron pruebas de actividad enzimática bacteriana y metabolitos dirigidos para validar el potencial de GD4a para mejorar el crecimiento de las plantas y suprimir patógenos y enfermedades de las plantas. GD4a fue sometida a co-incubación con varios patógenos bacterianos, fúngicos y oomicetos para evaluar su efectividad antagonista in vitro. También se llevaron a cabo ensayos de inoculación de patógenos in vivo para investigar el papel de GD4a en la regulación de la inmunidad de la planta huésped. Se extrajo, purificó y sometió a análisis de metabolómica no dirigida el exudado extracelular bacteriano (BEE). La benzocaína (BEN) del análisis de metabolómica no dirigida fue seleccionada para un estudio más detallado de su función y mecanismos relacionados en la mejora de la inmunidad de las plantas a través del análisis de mutantes de plantas y análisis de qRT-PCR. Finalmente, se formuló un modelo integral para resumir los beneficios potenciales de aplicar GD4a en sistemas agrícolas. Nuestro estudio demuestra la eficacia de GD4a, aislada de la hierba de switch, en la mejora del crecimiento de las plantas, la supresión de patógenos y enfermedades de las plantas, y el fortalecimiento de la inmunidad de la planta huésped. Es importante destacar que GD4a produce un exudado extracelular bacteriano funcional (BEE) que interrumpe significativamente la patogenicidad al inhibir la germinación de conidios fúngicos y la formación de hifas. Además, nuestro estudio identifica la benzocaína (BEN) como una nueva molécula pequeña que desencadena respuestas de defensa basal, ISR y SAR en plantas de Arabidopsis. La cepa GD4a puede promover eficazmente el crecimiento de las plantas, suprimir enfermedades de las plantas y aumentar la inmunidad de las plantas a través de la producción de BEE funcional y la expresión de diversos genes.