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Rhizobacteria for cotton seed treatment: screening, field efficacy and molecular modes of action

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Main Author: Medeiros, Flávio Henrique Vasconcelos de
Publication Date: 2009
Format: Doctoral thesis
Language: eng
Source: Repositório Institucional da UFLA
Download full: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/2577
Summary: Fitopatologia
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spelling Rhizobacteria for cotton seed treatment: screening, field efficacy and molecular modes of actionRizobactérias para o tratamento de sementes: seleção, eficiência em campo e modos moleculares de açãoISRDrought toleranceRT-PCRPGPRTolerância à secaCNPQ_NÃO_INFORMADOFitopatologiaRhizobacteria may act on eradication of seed-associated pathogens and plant protection against biotic and abiotic stresses. The present work aimed to select rhizobacteria to control cotton diseases and assess the molecular modes of action involved. A total of 368 rhizobacteria were tested for the controlo f damping-off and bacterial blight by treating infected seeds, respectively with Colletotrichum gossypii var. cephalosporioides and Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum. The strains Bacillus subtilis UFLA285 and Paenibacillus lentimorbus MEN2 when tested for damping-off control assured germination 51% higher than the inoculated control and also controlled bacterial blight by up to 76%. In the field, strains when combined increased germination in two consecutive seasons, a result similar or higher to the fungicide control. UFLA285 also controlled damping-off caused by Rhizoctonia solani AG4 and significatively induced the expression of the ethylene receptor protein and peroxidase, in root and stem. Through microarray analysis, 246 genes had changed regulation, among which those related to the jasmonate/ethylene pathway, phenylpropanoids and osmorregulation. In regard to osmorregulation, proline content and aquaporin gene expression were assessed. A proline buildup was observed in infected tissues and this was higher in treated plants. The gene coding for aquaporin was down-regulated in rhizobacteria-treated and infected tissues. The rhizobacteria treatment also assured the more rapid recovery of plants submitted to a water stress and then re-watered, results obtained from photosynthesis and shoot dry weight measurements. Finally, rhizobacteria controlled diseases in cotton and the molecular mechanisms involved could be explained by the regulation of genes involved in the protection against biotic and abiotic stresses.Rizobactérias agem na erradicação de patógenos associados às sementes e proteção de plantas frente a estresse biótico ou abiótico. O presente trabalho selecionou rizobactérias para o controle de doenças do algodoeiro e avaliou os mecanismos de ação envolvidos. Foram testadas 368 rizobactérias para o controle do tombamento e mancha angular pelo tratamento de sementes infectadas com Colletotrichum gossypii var. cephalosporioides (Cgc) e Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum (Xam), respectivamente. Os isolados Bacillus subtilis UFLA285 e Paenibacillus lentimorbus MEN2 garantiram a germinação de sementes inoculadas com Cgc 51% superior à testemunha e controlaram a mancha angular em até 76%. No campo, os isolados combinados aumentaram a germinação em duas safras consecutivas. UFLA285 também controlou o tombamento causado por Rhizoctonia solani AG4 e induziu significativamente a expressão da proteína receptora de etileno e peroxidase, tanto em raízes quanto em caules. Pelo estudo de genes expressos por microarranjo, foram observados 246 genes com regulação mudada pelo tratamento com a rizobactéria, incluindo respostas de defesa. Foram também obtidos genes associados à osmoregulação. As respostas tipicamente associadas à osmorregulação foram estudadas. Foi observado acúmulo de prolina em tecidos infectados e este acúmulo foi maior em plantas tratadas com a rizobactéria. O gene que confere para a aquaporina foi suprimido em plantas infectadas. O tratamento proporcionou o mais rápido restabelecimento de plantas irrigadas após terem sido submetidas a estresse hídrico, resultados estes inferidos pela medição da atividade fotossintética e peso seco da parte aérea. Finalmente, as rizobactérias controlaram doenças transmitidas por sementes e iniciais do algodoeiro e os mecanismos moleculares envolvidos puderam ser explicados pela regulação de genes envolvidos tanto na proteção contra o estresse biótico como o abiótico.UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRASDFP - Programa de Pós-graduaçãoUFLABRASILPomella, Alan William VilelaSouza, Ricardo Magela deResende, Mário Lúcio Vilela deChalfun Junior, AntonioFigueira, Antonia dos ReisMedeiros, Flávio Henrique Vasconcelos de2014-08-12T14:12:16Z2014-08-12T14:12:16Z2014-08-122009-06-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMEDEIROS, F. H. V. de. Rhizobacteria for cotton seed treatment: screening, field efficacy and molecular modes of action.2009. 101 p. Tese (Doutorado em Fitopatologia)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2009.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/2577info:eu-repo/semantics/openAccessengreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-05-11T18:24:44Zoai:localhost:1/2577Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-05-11T18:24:44Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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