Antagonistic potential of Streptomyces spp. and Bacillus subtilis against phytopathogenic fungus causing anthracnose disease of chilli
Article Sidebar
Published:
May 18, 2021
Keywords:
Streptomyces spp. Bacillus subtilis volatile substance Colletotrichum gloeosporiodes chilli anthracnose
Main Article Content
Abstract
This research aimed to evaluate the antagonistic potential of 3 isolates of endophytic actinomycetes Streptomyces sp. (PE06, CT18 and CT20) and Bacillus subtilis on mycelial growth inhibition of anthracnose pathogen (Colletotrichum gloeosporiodes Coll-1) of chilli. In dual culture assay, the result showed that the 4 antagonistic bacteria isolates were significantly inhibited (P < 0.05) mycelial growth of C. gloeosporiodes Coll-1 with, 45.14, 39.58, 26.39 and 53.82%, respectively. Using sealed plate assay for 120 hours, it was found that CT20 showed the significantly highest inhibition (P < 0.05) of the mycelial growth up to 64.17%, followed by CT18, PE04 and B. subtilis had 31.67, 30 and 28.75, respectively. There were no direct contact between the fungal mycelium and Streptomyces sp. 3 isolates in a double-dish chamber. Then, the numbers of spore formation in pathogenic fungus were inspected; CT20 had the highest spore formation inhibition (94.93%), followed by CT18 and PE06. This study suggested that volatile organic compounds (VOCs) from the Streptomyces sp.CT20 was effective against the growth of C. gloeosporiodes Coll-1 based on in vitro antimicrobial activity of mycelial growth and spore reduction. The obtained results suggested that the endophytic actinomycetes Streptomyces sp. CT20 could be used as biocontrol agent for anthracnose disease in chilli under laboratory conditions. However, further studies should be carried out in commercial chilli production under greenhouses and fields to confirm their effectiveness for biological control of plant diseases.
Article Details
How to Cite
Thapanapongworakul, P. ., Duongta, W. ., Truektrakronburi, M. ., & Srichuwong, S. . (2021). Antagonistic potential of Streptomyces spp. and Bacillus subtilis against phytopathogenic fungus causing anthracnose disease of chilli. Khon Kaen Agriculture Journal, 49(3), 656–667. retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/agkasetkaj/article/view/250844
Section
บทความวิจัย (research article)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
ชนากานต์ รัตนศักดิ์ชัยชาญ, และปิลันธนา ฐาปนพงษ์วรกุล. 2562. ประสิทธิภาพของเชื้อแบคทีเรียปฏิปักษ์บริเวณรอบรากผักกระเฉดที่ผลิตสารทุติยภูมิเพื่อยับยั้งเชื้อราสาเหตุโรคพืชทางดิน. วารสารเกษตร. 35: 87-99.
เดชาวุฒิ วานิชสรรพ์, นิทัศน์ นิลฉวี, ทวีศักดิ์ รัตนคม, และพรรณนิการ์ กงจักร. 2558. ขั้นตอนวิธีนับจำนวนเชื้อบนแผ่นฮิโมชิโตมิเตอร์ด้วยเทคนิคประมวลผลภาพและดีบีสแกน. วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ. 11: 56-61.
นิพนธ์ ทวีชัย, อุดมศักดิ์ เลิศสุชาวนิช, ไก่แก้ว สุธรรมมา, และจิตรยา จารุจิตร์. 2552. การจัดการโรคพืชโดยเทคโนโลยีชีวภาพ: การใช้จุลินทรีย์ชีวภาพในการควบคุมโรคแอนแทรคโนสของพริก. แหล่งข้อมูล: www.rdi.ku.ac.th/kufair50/technology/02_techno/2_ tech.htm. ค้นเมื่อ 29 สิงหาคม 2563.
นิพนธ์ ทวีชัย. 2553. โรคพืชและการจัดการด้วยวิธีชีวภาพ. แหล่งข้อมูล: https://www.nstda.or.th/th/nstda-knowledge/3385-biocontrol. ค้นเมื่อ 2 กันยายน 2563.
ประวิทย์ ยอดปะนัน, และปิลันธนา ฐาปนพงษ์วรกุล. 2562. การคัดเลือกเชื้อแอคติโนมัยซีสเอนโดไฟต์ที่เป็นปฏิปักษ์ต่อเชื้อรา Phytophthora nicotianae สาเหตุโรคใบไหม้และผลเน่าของเสาวรส. วารสารแก่นเกษตร. 47: 1633-1638.
ปราณี พัฒนพิพิธไพศาล, และ ชนิดาภา นวะพัฒ. 2555. การควบคุมโรครากเน่าโคนเน่าของพริกที่มีสาเหตุมาจากเชื้อรา Sclerotium rolfsii ด้วยแอคติโนมัยสีท Streptomyces hygroscopicus PACCH24 ที่สร้างเอนไซม์ไคติเนส. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 14: 10-22.
วิไลลักษณ์ โคมพันธุ์, และสมเกียรติ ทับทิม. 2559. ผลของแอคติโนมัยซีทที่คัดแยกจากดินรอบรากพริกต่อการยับยั้งการเจริญของ Colletotrichum capsici, Curvularia lunata และ Fusarium solani. วารสารแก่นเกษตร.14: 942-947.
ศิรินภา ไชยพล, และเกวลิน คุณาศักดากุล. 2552. การคัดเลือกเชื้อแอคติโนมัยซีสเอนโดไฟท์ในการควบคุมโรคของชา. แหล่งข้อมูล: http://web.agri.cmu.ac.th/qa/intra/SAR/2553-54/sms/part2/6/2552/2552_17.pdf. ค้นเมื่อ 9 เมษายน 2563.
สุพจน์ กาเซ็ม. 2557. ชีววิธีการควบคุมโรคพืชกับการผลิตพืชอาหารปลอดภัย. แหล่งข้อมูล: https://kukr.lib.ku.ac.th/journal/ETO/search_detail/dowload_digital_file/353817/89085. ค้นเมื่อ 2 กันยายน 2563.
อังสุมา ชยสมบัติ. 2533. โรคหลังการเก็บเกี่ยวของผลมะม่วงที่เกิดจากเชื้อรา Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Sacc. และการควบคุม. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.
อนันต์ วงเจริญ, พชรมน เล็บสิงห์, และกานต์ จิตสุวรรณรักษ์. 2561. ผลของสารระเหยที่ผลิตจากเชื้อ Daldinia spp. ต่อการควบคุมโรคแอนแทรคโนสของพริกหลังการเก็บเกี่ยวและการงอกของเมล็ดพริก. วารสารแก่นเกษตร. 46: 1137-1142.
อภาพร โพธิยอด, และเกวลิน คุณาศักดากุล. 2557. การชักนำให้เกิดความต้านทานโรคเน่าไฟทอปธอราในสตรอว์เบอร์รีที่เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อด้วยเชื้อแอกติโนไมซีสต์เอนโดไฟต์. วารสารเกษตร. 30: 213-222.
Ashokvardhan T., A. B. Rajithasri, P. Prathyusha, and K. Satyaprasad. 2014. Actinomycetes from Capsicum annuum L. rhizosphere soil have the biocontrol potential against pathogenic fungi. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 3: 894-903.
Begum, M. M., M. Sariah, Z. M. A. Abidin, B. A. Puteh, and A. M. Rahman. 2008. Antagonistic potential of selected fungal and bacterial biocontrol agents against Colletotrichum truncatum of soybean seeds. Pertanika Journal of Tropical Agricultural Science. 31: 45-53.
Chaurasia, B., A. Pandey, L. M. S. Palni, P. Trivedi, B. Kumar, and N. Colvin. 2005. Diffusible and volatile compounds produced by an antagonistic Bacillus subtilis strain cause structural deformations in pathogenic fungi in vitro. Microbiological Research. 160: 75-81.
Danaei, M., A. Baghizadeh, S. Pourseyedi, J. Amini, and M. M. Yaghoobi. 2014. Biological control of plant fungal diseases using volatile substances of Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology. 4: 334-339.
El-Tarabily, K. A. 2006. Rhizosphere-competent isolates of streptomycete and non-streptomycete actinomycetes capable of producing cell-wall-degrading enzymes to control Pythium aphanidermatum damping-off disease of cucumber. Canadian Journal of Botany. 84: 211-222.
Harp T. L., K. Pernezny, M. L. Lewis Ivey, S. A. Miller, P. J. Kuhn, and L. Datnoff. 2008. The etiology of recent pepper anthracnose outbreaks in Florida. Journal of crop protection. 27: 1380-1384.
Heng, J. L. S., U. K. Shah, N. A. A. Rahman, K. Shaari, and H. Hamzah. 2015. Streptomyces ambofaciens S2-A potential biological control agent for Colletotrichum gleosporioides the causal agent for anthracnose in red chilli fruits. Journal of Plant Pathology and Microbiology. S1:006, DOI:10.4172/2157-7471.1000S1-006.
Imtiaj, A., and S. T. Lee. 2008. Antagonistic effect of three Trichoderma species on the Alternaria porri pathogen of onion blotch. World Journal of Agricultural Sciences. 4: 13-17.
Khucharoenphaisan K., K. Sinma, and C. Lorrungruang. 2013. Efficiency of actinomycetes against phytopathogenic fungus of chilli anthracnose. Journal of Applied Sciences. 13: 472-478.
Photita, W., P. W. J. Taylor, R. Ford, K. D. Hyde, and S. Lumyong. 2005. Morphological and molecular characterization of Colletotrichum species from herbaceous plants in Thailand. Fungal Diversity. 10: 117-133.
Saxena, A., R. Raghuvanshi, and H. B. Singh. 2014. Molecular, phenotypic, and pathogenic variability in Colletotrichum isolates of subtropical region in North Eastern India, causing fruit rot of chillies. Journal of applied microbiology. 117: 14221-1434.
Saxena, A., R. Raghuwanshi, V. K. Gupta, and H. B. Singh. 2016. Chilli anthracnose: the epidemiology and management. Frontiers in Microbiology. 7: 1-18.
Singh, N., P. Pandey, R. C. Dubey, and D. K. Maheshwari. 2008. Biological control of root rot fungus Macrophomina phaseolina and growth enhancement of Pinus roxburghii (Sarg.) by rhizosphere competent Bacillus subtilis BN1. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 24: 1669-1679.
Suwan N., W. Boonying, and S. Nalumpang. 2012. Antifungal activity of soil actinomycetes to control chilli anthracnose caused by Colletotrichum gloeosporioides. Journal of Agricultural Technology. 8: 725-737.
Suwannarat, S., S.Steinkellner., P. Songkumarn, and S. Sangchote.2017. Diversity of Colletotrichum spp. isolated from chili pepper fruit exhibiting symptoms of anthracnose in Thailand. Mycological Progress. 16: 677–686
Than, P. P., H. Prihastuti, S. Phoulivong, Taylor, P. W. J., and K. D. Hyde. 2008. Chilli anthracnose disease caused by Colletotrichum species. Journal of Zheijang University Science B. 9: 764-778.
Wan, M., G. Li, J. Zhang, D. Jiang, and H. C. Huang. 2008. Effect of volatile substances of Streptomyces platensis F-1 on control of plant fungal diseases. Biological Control. 46: 552-559.
Wang. C., Z. Wang, X. Qiao, Z. Li, Li F, M. Chen, Y. Wang, Y. Huang, and H. Cui. 2013. Antifungal activity of volatile organic compounds from Streptomyces alboflavus TD-1. FEMS Microbiology Letters. 341: 45-51.
เดชาวุฒิ วานิชสรรพ์, นิทัศน์ นิลฉวี, ทวีศักดิ์ รัตนคม, และพรรณนิการ์ กงจักร. 2558. ขั้นตอนวิธีนับจำนวนเชื้อบนแผ่นฮิโมชิโตมิเตอร์ด้วยเทคนิคประมวลผลภาพและดีบีสแกน. วารสารเทคโนโลยีสารสนเทศ. 11: 56-61.
นิพนธ์ ทวีชัย, อุดมศักดิ์ เลิศสุชาวนิช, ไก่แก้ว สุธรรมมา, และจิตรยา จารุจิตร์. 2552. การจัดการโรคพืชโดยเทคโนโลยีชีวภาพ: การใช้จุลินทรีย์ชีวภาพในการควบคุมโรคแอนแทรคโนสของพริก. แหล่งข้อมูล: www.rdi.ku.ac.th/kufair50/technology/02_techno/2_ tech.htm. ค้นเมื่อ 29 สิงหาคม 2563.
นิพนธ์ ทวีชัย. 2553. โรคพืชและการจัดการด้วยวิธีชีวภาพ. แหล่งข้อมูล: https://www.nstda.or.th/th/nstda-knowledge/3385-biocontrol. ค้นเมื่อ 2 กันยายน 2563.
ประวิทย์ ยอดปะนัน, และปิลันธนา ฐาปนพงษ์วรกุล. 2562. การคัดเลือกเชื้อแอคติโนมัยซีสเอนโดไฟต์ที่เป็นปฏิปักษ์ต่อเชื้อรา Phytophthora nicotianae สาเหตุโรคใบไหม้และผลเน่าของเสาวรส. วารสารแก่นเกษตร. 47: 1633-1638.
ปราณี พัฒนพิพิธไพศาล, และ ชนิดาภา นวะพัฒ. 2555. การควบคุมโรครากเน่าโคนเน่าของพริกที่มีสาเหตุมาจากเชื้อรา Sclerotium rolfsii ด้วยแอคติโนมัยสีท Streptomyces hygroscopicus PACCH24 ที่สร้างเอนไซม์ไคติเนส. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 14: 10-22.
วิไลลักษณ์ โคมพันธุ์, และสมเกียรติ ทับทิม. 2559. ผลของแอคติโนมัยซีทที่คัดแยกจากดินรอบรากพริกต่อการยับยั้งการเจริญของ Colletotrichum capsici, Curvularia lunata และ Fusarium solani. วารสารแก่นเกษตร.14: 942-947.
ศิรินภา ไชยพล, และเกวลิน คุณาศักดากุล. 2552. การคัดเลือกเชื้อแอคติโนมัยซีสเอนโดไฟท์ในการควบคุมโรคของชา. แหล่งข้อมูล: http://web.agri.cmu.ac.th/qa/intra/SAR/2553-54/sms/part2/6/2552/2552_17.pdf. ค้นเมื่อ 9 เมษายน 2563.
สุพจน์ กาเซ็ม. 2557. ชีววิธีการควบคุมโรคพืชกับการผลิตพืชอาหารปลอดภัย. แหล่งข้อมูล: https://kukr.lib.ku.ac.th/journal/ETO/search_detail/dowload_digital_file/353817/89085. ค้นเมื่อ 2 กันยายน 2563.
อังสุมา ชยสมบัติ. 2533. โรคหลังการเก็บเกี่ยวของผลมะม่วงที่เกิดจากเชื้อรา Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Sacc. และการควบคุม. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.
อนันต์ วงเจริญ, พชรมน เล็บสิงห์, และกานต์ จิตสุวรรณรักษ์. 2561. ผลของสารระเหยที่ผลิตจากเชื้อ Daldinia spp. ต่อการควบคุมโรคแอนแทรคโนสของพริกหลังการเก็บเกี่ยวและการงอกของเมล็ดพริก. วารสารแก่นเกษตร. 46: 1137-1142.
อภาพร โพธิยอด, และเกวลิน คุณาศักดากุล. 2557. การชักนำให้เกิดความต้านทานโรคเน่าไฟทอปธอราในสตรอว์เบอร์รีที่เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อด้วยเชื้อแอกติโนไมซีสต์เอนโดไฟต์. วารสารเกษตร. 30: 213-222.
Ashokvardhan T., A. B. Rajithasri, P. Prathyusha, and K. Satyaprasad. 2014. Actinomycetes from Capsicum annuum L. rhizosphere soil have the biocontrol potential against pathogenic fungi. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 3: 894-903.
Begum, M. M., M. Sariah, Z. M. A. Abidin, B. A. Puteh, and A. M. Rahman. 2008. Antagonistic potential of selected fungal and bacterial biocontrol agents against Colletotrichum truncatum of soybean seeds. Pertanika Journal of Tropical Agricultural Science. 31: 45-53.
Chaurasia, B., A. Pandey, L. M. S. Palni, P. Trivedi, B. Kumar, and N. Colvin. 2005. Diffusible and volatile compounds produced by an antagonistic Bacillus subtilis strain cause structural deformations in pathogenic fungi in vitro. Microbiological Research. 160: 75-81.
Danaei, M., A. Baghizadeh, S. Pourseyedi, J. Amini, and M. M. Yaghoobi. 2014. Biological control of plant fungal diseases using volatile substances of Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology. 4: 334-339.
El-Tarabily, K. A. 2006. Rhizosphere-competent isolates of streptomycete and non-streptomycete actinomycetes capable of producing cell-wall-degrading enzymes to control Pythium aphanidermatum damping-off disease of cucumber. Canadian Journal of Botany. 84: 211-222.
Harp T. L., K. Pernezny, M. L. Lewis Ivey, S. A. Miller, P. J. Kuhn, and L. Datnoff. 2008. The etiology of recent pepper anthracnose outbreaks in Florida. Journal of crop protection. 27: 1380-1384.
Heng, J. L. S., U. K. Shah, N. A. A. Rahman, K. Shaari, and H. Hamzah. 2015. Streptomyces ambofaciens S2-A potential biological control agent for Colletotrichum gleosporioides the causal agent for anthracnose in red chilli fruits. Journal of Plant Pathology and Microbiology. S1:006, DOI:10.4172/2157-7471.1000S1-006.
Imtiaj, A., and S. T. Lee. 2008. Antagonistic effect of three Trichoderma species on the Alternaria porri pathogen of onion blotch. World Journal of Agricultural Sciences. 4: 13-17.
Khucharoenphaisan K., K. Sinma, and C. Lorrungruang. 2013. Efficiency of actinomycetes against phytopathogenic fungus of chilli anthracnose. Journal of Applied Sciences. 13: 472-478.
Photita, W., P. W. J. Taylor, R. Ford, K. D. Hyde, and S. Lumyong. 2005. Morphological and molecular characterization of Colletotrichum species from herbaceous plants in Thailand. Fungal Diversity. 10: 117-133.
Saxena, A., R. Raghuvanshi, and H. B. Singh. 2014. Molecular, phenotypic, and pathogenic variability in Colletotrichum isolates of subtropical region in North Eastern India, causing fruit rot of chillies. Journal of applied microbiology. 117: 14221-1434.
Saxena, A., R. Raghuwanshi, V. K. Gupta, and H. B. Singh. 2016. Chilli anthracnose: the epidemiology and management. Frontiers in Microbiology. 7: 1-18.
Singh, N., P. Pandey, R. C. Dubey, and D. K. Maheshwari. 2008. Biological control of root rot fungus Macrophomina phaseolina and growth enhancement of Pinus roxburghii (Sarg.) by rhizosphere competent Bacillus subtilis BN1. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 24: 1669-1679.
Suwan N., W. Boonying, and S. Nalumpang. 2012. Antifungal activity of soil actinomycetes to control chilli anthracnose caused by Colletotrichum gloeosporioides. Journal of Agricultural Technology. 8: 725-737.
Suwannarat, S., S.Steinkellner., P. Songkumarn, and S. Sangchote.2017. Diversity of Colletotrichum spp. isolated from chili pepper fruit exhibiting symptoms of anthracnose in Thailand. Mycological Progress. 16: 677–686
Than, P. P., H. Prihastuti, S. Phoulivong, Taylor, P. W. J., and K. D. Hyde. 2008. Chilli anthracnose disease caused by Colletotrichum species. Journal of Zheijang University Science B. 9: 764-778.
Wan, M., G. Li, J. Zhang, D. Jiang, and H. C. Huang. 2008. Effect of volatile substances of Streptomyces platensis F-1 on control of plant fungal diseases. Biological Control. 46: 552-559.
Wang. C., Z. Wang, X. Qiao, Z. Li, Li F, M. Chen, Y. Wang, Y. Huang, and H. Cui. 2013. Antifungal activity of volatile organic compounds from Streptomyces alboflavus TD-1. FEMS Microbiology Letters. 341: 45-51.
