Wpływ wrażliwości na kwas kawowy na efektywność kolonizacji kiełkujących ziarniaków pszenicy przez szczep Pseudomonas reactans PSR 2

• Autorzy: Oksinska M.P. , Pietr S. J.

Warianty tytułu

EN

Effect of resistance to caffeic acid on efficiency of colonization of germinanting wheat seeds by Pseudomonas reactans strain PSR2

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kwas kawowy jest związkiem fenolowym, którego występowanie w tkankach pszenicy może być związane z aktywacją mechanizmów odpornościowych. Związek ten, podobnie jak produkty jego nieenzymatycznego utleniania, wykazuje silną aktywność bakteriobójczą. Szczep Pseudomonas reactans PSR2 charakteryzował się zdolnością do wzrostu w obecności do 0,6 mg mL-1 kwasu kawowego wprowadzonego do agarowego podłoża King B. Bakterię tę cechowała także wysoka efektywność zasiedlania 48 godz. kiełkujących ziarniaków pszenicy. Skonstruowano dwa transpo- zonowe mutanty tego szczepu, które wykazywały istotnie większą wrażliwość na kwas kawowy i/lub produkty jego utleniania. Minimalne stężenie hamujące wzrost mutantów wynosiło 0,4 i 0,5 mg mL-1 wprowadzonego kwasu kawowego. Transkoniuganty cechowały się zdecydowanie niższą efektywnością kolonizacji kiełkujących ziarniaków pszenicy w porównaniu ze szczepem PSR2. Wyniki badań pozwalają na stwierdzenie, że zdolność do wzrostu w obecności kwasu kawowego i/ lub produktów jego utleniania jest jedną z cech, która warunkuje efektywne namnażanie się szcze¬pów P. reactans w ryzosferze pszenicy.

EN

Caffeic acid is the phenolic compound commonly found in wheat tissues that is connected with plant resistance to pathogens. This compound and products of its non-enzymatic autoxidation pos¬sess antimicrobial activity. Pseudomonas reactans strain PSR2 grew rapidly in the presence of 0.6 mg mL-1 of caffeic acid that was added to agar King medium B. This strain was also recognized as a very effective colonizer of 48-hour germinating wheat seeds. Two transposon mutants of strain PSR2 were constructed, which were characterized by a reduced level of resistance to caffeic acid and/or products of its oxidation. The minimal inhibitory concentrations of these mutants were 0.4 and 0.5 mg mL-1 of added caffeic acid. The transconjugants were significantly less effective in colonizing 48-hour germinating wheat seeds, in comparison to strain PSR2. Based on the results of the study, we concluded that the ability to grow in the presence of caffeic acid and/or products of its oxidation is one of the important traits of the effective multiplication of strain P. reactans in the wheat rhizosphere.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Rolnictwo
• Rocznik: 2012
• Tom: 103
• Opis fizyczny: s.178-187,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Oksinska M.P.

autor

Pietr S. J.

Bibliografia

• Agrios G.N., 2005. Plant Pathology. Fifth ed. Elsevier Academic Press, San Diego, Boston, New York, Sydney, Tokyo.
• Blum U., Wentworth T.R., Klein K., Worsham A.D., King L.D., Gerig T.M., Lyu S.W., 1991. Phe-nolic acid content of soils from wheat - no till, wheat - conventional till, and fallow - conven¬tional till soybean cropping systems. J. Chem. Ecol., 15: 1045-1068.
• Buyer J.S., Roberts D.P., Russek-Cohen E., 1999. Microbial community structure and function in the spermosphere as affected by soil and seed type. Can. J. Microbiol., 45: 138-144.
• Campos F.M., Couto J.A., Hogg T.A., 2003. Influence of phenolic acids on growth and inactivation of Oenococcus oeni and Lactobacillus hilgardii. J. Appl. Microbiol., 94: 167-74.
• Chet I., Ordentlich A., Shapira R., Oppenheim A., 1990. Mechanisms of biocontrol of soil-borne plant pathogens by rhizobacteria. Plant Soil, 129: 85-92.
• Cilliers J.J.L., Singleton V.L., 1989. Nonenzymic autoxidative phenolic browning reactions in a caffeic acid model system. J. Agric. Food Chem., 37: 890-896.
• Cilliers J.J.L., Singleton V.L., 1990. Caffeic acid autoxidation and the effects of thiols. J. Agric. Food Chem., 38: 1789-1796.
• Faltin F., Lottmann J., Grosch R., Berg G., 2004. Strategy to select and assess antagonistic bacteria for biological control of Rhizoctonia solani Kühn. Can. J. Microbiol., 50: 811-820.
• Fernandez M.A., Garcia M.D., Saenz M.T., 1996. Antibacterial activity of the phenolic acids frac¬tions of Scrophularia frutescens and Scrophularia sambucifolia. J. Ethnopharmacol., 53: 11-4.
• Giacomelli C., Ckless K., Galato D., Miranda F.S., Spinelli A., 2002. Electrochemistry of caffeic acid aqueous solutions with pH 2.0 to 8.5. J. Braz. Chem. Soc.,13: 332-338.
• Gould W.D., Hagedorn C., Bardinelli T.R., Zablotowicz R.M., 1985. New selective media for enumeration and recovery of fluorescent pseudomonads from various habitats. Appl. Environ. Microbiol., 49: 28-32.
• King E.O., Ward M.K., Raney D.E., 1954. Two simple media for the demonstration of pyocyanin and fluorescein. J. Lab. Clin. Med., 44: 301-307.
• Kita W., Pietr S.J., Nowak W., Sowiński J., 2004. The effect of biological and conventional method of plant protection on the yield and healthiness of two wheat cultivars. Ann. Univ. Mariae Cu- rie-Skłodowska, 49: 1747-1754.
• Kobayashi A., Myong J.K., Kawazu K., 1996. Uptake and exudation of phenolic compounds by wheat and antimicrobial components of the root exudate. Z. Naturforsch., 51: 527-533.
• Lugtenberg B.J.J., Dekkers L.C., 1999. What makes Pseudomonas bacteria rhizosphere competent? Environ. Microbiol., 1: 9-13.
• Lugtenberg B., van der Bij A., Bloemberg G., Woeng T.C., Dekkers L., Kravchenk, L., Mulders I., Phoelich C., Simons M., Spaink H., Tikhonovich I., de Weger L., Wijffelman C., 1996. Mole¬cular basis of rhizosphere colonization by Pseudomonas bacteria [in:] Biology of plant-microbe interaction. The 8th International Symposium on Molecular Plant-Microbe Interactions, Knox- ville, Tennessee, July 14-19., 1996. Red. G. Stacey, B. Mullin, P.M. Gresshoff, International Society for Molecular Plant- Microbe Interactions, St. Paul, Minnesota, USA: 435-440.
• Lutter M., Clark A.C., Prenzler P.D., Scollary G.R., 2007. Oxidation of caffeic acid in a wine-like medium: Production of dihydroxybenzaldehyde and its subsequent reactions with (+)-catechin. Food Chem., 105: 968-975.
• Maddox C.E., Laur L.M., Tian L., 2010. Antibacterial activity of phenolic compounds against the phytopathogenXylella fastidiosa. Curr. Microbiol., 60: 53-58.
• Miller H.G., Ikawa M., Peirce L.C., 1991. Caffeic acid identified as an inhibitory compound in asparagus root filtrate. Hort. Sci., 26: 1525-1527.
• Mpofu A., Sapirstein H.D., Beta T., 2006. Genotype and environmental variation in phenolic con¬tent, phenolic acid composition, and antioxidant activity of hard spring wheat. J. Agric. Food Chem., 54: 1256-1270.
• Nowak W., Sowiński J., Pietr S.J., Kita W., 2005. The effect of plant protection treatment on the quality of winter wheat grain. Pamiętniki Puławskie, 139: 117-127.
• Oksińska M.P., Wright S.A.I., Pietr S.J., 2011. Colonization of wheat seedlings (Triticum aestivum L.) by strains of Pseudomonas spp. with respect to their nutrient utilization profiles. Eur. J. Soil Biol. 47: 364-373.
• Onyeneho S.N., Hettiarachchy N.S., 1992. Antioxidant activity of durum wheat bran. J. Agric. Food Chem., 40: 1496-1500.
• Pietr S.J., Stankiewicz M., 1990. Charakterystyka bakterii ryzoplany wybranych roślin uprawnych uprawianych w różnych środowiskach glebowych przy zastosowaniu równania Hattoriego oraz na podstawie występowania różnych grup fizjologicznych. Zesz. Nauk. AR, Wroc., 53: 123-132.
• Rovira A.D., 1956. Plant - root exudates in relation to the rhizosphere microflora. The nature of root exudate from oats and peas. Plant Soil, 7: 178-194.
• Scher F.M., Ziegle J.S., Kloepper J.W., 1984. A method for assessing the root - colonizing capacity of bacteria on maize. Can. J. Microbiol., 30: 151-157.
• Vancura V., 1964. Root exudates of plants. Analysis of root exudates of barley and wheat in their initial phases of growth. Plant Soil, 21: 231-248.
• Verma B., Hucl P., Chibbar R.N., 2009. Phenolic acid composition and antioxidant capacity of acid and alkali hydrolyzed wheat bran fractions. Food Chem., 116: 947-954.
• Weidner S., Amarowicz R., Karamac M., Dąbrowski G., 1999. Phenolic acids in caryopses of two cultivars of wheat, rye and triticale that display different resistance to pre-harvest sprouting. Eur. Food Res. Technol., 210: 109-113.
• Weller D.M., 1988. Biological control of soilborne plant pathogens in the rhizosphere with bacteria. Ann. Rev. Phytopathology, 26: 379-407.
• Wu H., Haig T., Pratley J., Lemerle D., An, M., 2000. Allelochemicals in wheat (Triticum aestivum L.): variation of phenolic acids in root tissues. J. Agric. Food Chem., 48: 5321-5325.
• Wu H., Haig T., Pratley J., Lemerle D., An M., 2001. Allelochemicals in wheat (Triticum aes¬tivum L.): cultivar difference in the exudation of phenolic acids. J. Agric. Food Chem., 49: 3742-3745.

Uwagi

PL