Isolation and identification of Xanthomonas oryzae pv. oryzae the causal agent of bacterial blight of rice in Iran

• Autorzy: Ghasemie E , Kazempour M.N. , Padasht F.

Warianty tytułu

PL

Izolacja i identyfikacja Xanthomonas oryzae pv. oryzae, sprawcy bakteryjnej zarazy ryzu w Iranie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Bacterial blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae is one of the important bacterial diseases on rice. This disease causes typical symptoms on infected rice such as leaf blight which appears on leaves of young plants, after planting out, as pale-green to grey-green water-soaked streaks near the leaf tip and margins. In this research, during the period from 2004 to 2005, samples of infected plant were collected from different areas of Guilan province (Rasht, Lahijan, Foman, Anzaly, Talesh, Roudsarm Roudbar and Astara), to identify the causal agent of disease. For isolation of bacteria, infected tissue of leaves, stems and roots were crushed in pepton water then 100 μl of homogenate were cultured on nutrient agar (NA) and yeast dextrose carbonate (YDC) containing cyclohexamid antibiotic (50 μg/ml). Isolates of bacteria rod-shaped, gram negative bacteria and aerobic bacterium were obtained. The former isolates produced levan on media including sucrose. All isolates induced hypersensitive reaction (HR) on tobacco and geranium leaves. All of the isolated bacteria were oxidase, nitrate, urease, Tween 80 hydrolysis and indole negative and could not produce rot on potato tuber slices, produced H2S and grew in 36°C. The isolates could use citrate, L-lysin and cystein. The isolates produced acid from arabinose, galactose, myo-inositol, fruoctose, trehalose and mannose and hydrolyzed gelatin. Based on morphological, physiological, biochemical tests, PCR method with specific primers and pathogenicity properties, the predominant pathogenic type was identified as X. oryzae pv. oryzae. To the best of our knowledge, this is the first record of bacterial blight of rice in Iran.

PL

Bakteryjna zaraza wywoływana przez Xanthomonas oryzae pv. Oryzae jest jedną z ważnych chorób ryżu. Na porażonych roślinach ryżu powstają typowe objawy, takie jak zgorzel liści, która pojawia się na młodych roślinach po ich wysadzeniu. Są to jasno-zielone do szaro-brązowych wodniste smugi tworzące się w pobliżu wierzchołka oraz brzegów liści. W toku badań prowadzonych od 2004 do 2005 roku zbierano próby porażonych roślin ryżu z różnych rejonów w prowincji Guilan (Rasht, Lahijan, Foman, Anzaly, Talesh, Roudsarm Roudbar i Astara) w celu określenia sprawcy choroby. Aby izolować bakterie, porażoną tkankę lisci, łodyg i korzeni miażdżono w roztworze wodnym peptonu, nastepnie 100 μl homogenatu inkubowano na agarze odżywczym i pożywce węglanowo-dekstrozowej z wyciągiem drożdżowym oraz antybiotykiem (cyklohexamid, 50 μg/ml-1). Izolowano pałeczkowate, gram-ujemne beztlenowe bakterie oraz bakterię tlenową. Pałeczki beztlenowe wytwarzały lewan na pożywce zawierającej sacharozę. Wszystkie te izobaty wywoływały reakcję nadwrażliwości (HR) na lisciach tytoniu i geranium, nie wytwarzały oksydazy, ureazy, nie rozkładały odczynnika Tweed 80 i indolu i nie powodowały zgnilizny na krojonych ziemniakach, wytwarzały H2S i rosły w temperaturze 36°C. Ponadto wszystkie izolaty zużywały cytrynian, L-lizynę i cysteinę, wytwarzały kwas z arabinozy, galaktozy, myo-inozytolu, fruktozy, trehalozy, mannozy oraz hydrolizowały żelatynę. Na podstawie cech morfologicznych, fizjologicznych, biochemicznych oraz wyników reakcji PCR, w której użyto specyficzne startery, a także testów patogeniczności, sprawcę choroby określono jako Xantomonas oryzae pv. oyzae. Artykuł jest według autorów pierwszym doniesieniem o występowaniu w Iranie bakteryjnej zarazy ryżu.

Słowa kluczowe

EN

plant protection; isolation; identification; bacterial blight; blight; rice; Iran; Xanthomonas oryzae pv.oryzae; polymerase chain reaction

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Plant Protection Research
• Rocznik: 2008
• Tom: 48
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.53-62,fig.,ref.

Twórcy

autor

Ghasemie E

• Guilan University, P.O.Box.41635-1314, Rasht - Iran

autor

Kazempour M.N.

autor

Padasht F.

Bibliografia

• Adhikari T. B., Mew T. W. 1994. Progress of bacterial blight on rice cultivars carrying different Xa genes for resistance in the field. Plant Dis. 78: 73-77.
• Adhikari T. B., Vera Cruz C. M., Zhang Q., Nelson R. J., Skinner D. Z., Mew T. W., Leach J. E. 1995. Genetic diversity of Xanthomonas oryzae pv. oryzae in Asia. Appl. Environ. Microbiol. 61: 966-971.
• Akhtar M. A, Zakeri M., Abassi F. M. 2003. Inoculum build up of bacterial blight of rice in rice-wheat cropping area of Punjab in relation to zero tillage? Asian J. Plant Sci. 2: 548-550.
• Anuratha C. S., Gnanamanickman S. S. 1987. Pseudomonas fluorescens suppresses development of bacterial blight symptoms. International Rice Research Newsletter 12: 1, 17.
• Ardales E. Y., Leung H., Vera Cruz C. M., Mew T. W., Leach J. E., Nelson R. I. 1996. Hierarchical analysis of spatial variation of the rice bacterial blight pathogen across diverse agroecosystems in the Philippines. Phytopathology 86: 241-252.
• Backer D. 2002. Method for Inoculating Rice with Xanthomonas. Plant Pathology Laboratory, Iowa State University Dr. Adam Bogdanove.
• Dath A. P., Devadath S. 1983. Role of inoculum in irrigation water and soil in the incidence of bacterial blight of rice. Indian Phytopathol. 36: 142-144.
• Hildebrand D. C. 1988. Pectate and pectin gel for differentiation of Pseudomonas sp. and other bacterial plant pathogens. Phytopathology 61: 1430-1439.
• Hsieh S. P. Y., Buddenhagen I. W., Kauffman H. E. 1974. An improved method for detecting the presence of Xanthomonas oryzae in rice seed. Phytopathology 64: 273-274.
• Hugh R., Leifson E. 1953. The taxonomic significance of fermentative versus oxidative methabolism of carbohydrates by various gram negative bacteria. J. Bacteriol. 66: 24-26.
• Kauffman H. E., Reddy A. P. K., Heisk S. P. V., Maraca S. D. 1973. An improved technique for evaluating resistance of rice varieties to Xanthomonas oryzae.Plant Dis. Rep. 57: 537-541.
• Laemmli V. K. 1970. Cleavage of Structural Proteins During Assembly of the Head of Bacteriophage T4. Nature 227: 680-685.
• Leach J. E., Rhoads M. I., Vera Cruz C. M., White F. F., Mew T. W. 1992. Assessment of genetic diversity and population structure of Xanthomonas oryzae pv. oryzae with a repetitive DNA element. Appl. Environ. Microbiol. 58: 2188-2195.
• Lee S. W., Choi S. H., Han S. S., Lee D. G., Lee B. Y. 1999. Distribution of Xanthomonas oryzae pv. oryzae strains virulent to Xa21 in Korea. Phytopathology 89: 928-933.
• Lee B. M., Young J. P., Dong S. P., Jeong G. K., Hee W. K., Tae H. N., Gilb L., Joung K. A. 2004. PCR-Base sensitive detection and identification of Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Korean J. Microbiology 32: 256-264.
• Lelliot R. A., Stead D. E. 1987. Methods for the diagnosis of bacterial disease of plant. Blackwell Scientific Pub. London.
• Manceau C., Horvais A. 1997. Assessment of genetic diversity among strains of Pseudomonas syringae by PCR restricion fragment length polymorphism analaysis of rRNA operon with special emphasis on P.syringae pv. tomato.App. Environ. Microbiol. 63: 498-505.
• Martins M. L., Araújo E. F., Mantovani H. C., Moraes C. A., Vanetti M. C. D. 2005. Detection of the apr gene in proteolytic psychrotrophic bacteria isolated from refrigerated raw milk. International J. Food Microbiol. 102: 203-211.
• Mew T. W. 1987. Current status and future prospects of research on bacterial blight of rice. Annu. Rev. Phytopathol. 25: 359-382.
• Mew T. W., Alvarez A. M., Leach J. E., Swing J. 1993. Focus on bacterial blight of rice. Plant Dis. 77: 5-12.
• Mew T. W., Vera Cruz C. M., Medalla E. S. 1992. Changes in race frequency of Xanthomonas oryzae pv. oryzae in response to rice cultivars planted in the Philippines. Plant Dis. 76: 1029-1032.
• Murty V. S. T., Devadth S. 1984. Role of seed in survival and transmission of Xanthomonas campestris pv. oryzae causing bacterial blight of rice. Phytopathologische Zeitschrift. 110: 15-19.
• Nelson R. J., Baraoidan M. R., Vera Ceuz C. M., Yap I. V., Leach J. E., Mew T. W., Leung H. 1994. Relationship between phylogeny and pathotype for the bacterial blight pathogen of rice. Appl. Environ. Microbiol. 60: 3275-3283.
• Ochiai H., Horino O., Miyajima H., Kaku H. 2000. Genetic Diversity of Xanthomonas oryzae pv. oryzae Strains from Sri Lanka. J. Bacteriology 90: 415-421.
• Ogawa T. 1993. Methods and strategy for monitoring race distribution and identification of resistance genes to bacterial leaf blight (Xanthomonas campestris pv. oryzae) in rice. Jpn. Agric. Res. Q. 27: 71-80.
• Ogawa T., Yamamoto T., Khush G. S., Mew T. W. 1991. Breeding of near-isogenic lines of rice with single genes for resistance to bacterial blight pathogen (Xanthomonas campestris pv. oryzae). Jpn. J. Breed. 41: 523-529.
• Rahimian H. 1995. The occurrence of bacterial red streak of sugarcane caused by Pseudomonas syringae pv. Syringae.Iran. J. Phytopathol. 143: 321-324.
• Sambrook J., Russel D. W. 2001. Molecular Cloning: a laboratory manual. Vol. 2. Third Edition. NY, USA: Cold Spring Harbor Laboratory Press. p. 1659.
• Schaad N. W., Jones J. B., Chun W. 2001. Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria. Thrid ed. APS. St. Paul. Minnesota, USA, 373 pp.
• Sulsow T. V., Schorth M. N., Saka M. 1982. Application of a rapid method for gram differentiation of plant pathogenic and saprophytic bacteria without staining. Phytopathol. 72: 917-918.
• Swings J., Van Den Moore M., Vauterin L., Hoste B., Gillis M., Mew T. W., Kerster K. 1990. Reclassification of the causal agents of bacterial blight (Xanthomonas campestris pv. oryzae) and bacterial leaf streak (Xanthomonas campestris pv. oryzicola) of rice as pathovars of Xanthomonas oryzae (ex Ishiyama 1922) sp. nov., nom. rev. Inst. J. Syst. Bacteriol. 40: 309-311.
• Toenniessen G. H. 1991. Potentially useful genes for rice genetic engineering. p. 253-280. In: "Rice Biotechnology" (G. S. Khush G. H. Toenniessen, eds.). CAB International, Wallingford, UK.
• Vera Cruz C. M. V., Gossele F., Kersters K., Segers P., Van den Mooter M., Swings J., Ley J. D. 1984. Differentiation between Xanthomonas campestris pv. oryzae, Xanthomonas campestris pv. oryzicola and the bacterial "brown blotch" pathogen on rice by numerical analysis of phenotypic features and protein gel electrophoregrams. J. General Microbiol. 130: 2983-2999.
• Yashitola J., Krishnaveni D., Reddy A. P. K., Sonti R. V. 1997. Genetic diversity within the population of Xanthomonas oryzae pv. oryzae in India. Phytopathology 87: 760-765.