Root-endophytic Trichoderma fungi : combinations with rhizobacteria to enhance induced systemic resistance (ISR) against Verticillium longisporum in rapeseed

Abstract

Rhizosphere-competent microbes can prime host plants for fast response against pathogen attack. Combined action of fungi and bacteria may lead to synergism exceeding effect of single strains. Roots of two different rapeseed cultivars were inoculated with Trichoderma harzianum OMG16 and Bacillus velezensis FZB42 individually or in combination. Microscopic analysis confirmed that OMG16 hyphae entered root hairs and formed intracellular structure. qPCR revealed that root colonization of OMG16 increased up to 10-fold in presence of FZB42. Effects of synergism on developing root growth were also analysed. PDF1.2, ERF2 and AOC3 expression enduced more efficiently in combined inoculation. Microbial priming reduced Verticillium longisporum 43 infection by approximately 100-fold compared with non-primed plants. Systemic induction of LOX2, AOC3, OPR3, ACS2, ACO4, ERF2, PDF1.2, VSP2, ICS1 and PR1 were analysed by qRT-PCR. Endogenous amounts of JA and SA were increased in Vl43 infected primed plants as quantified with UHPLC-MS.

Nützliche Bodenmikroben können Wirtspflanzen auf schnelle Reaktionen gegen Krankheitserreger vorbereiten. Die kombinierte Wirkung von Pilzen und Bakterien kann zu Synergismen führen. Wurzeln zweier Rapssorten wurden einzeln oder in Kombination mit Trichoderma harzianum OMG16 und Bacillus velezensis FZB42 beimpft. Mikroskopie bestätigte, dass OMG16-Hyphen in die Wurzelhaare eindrangen und intrazelluläre Strukturen bildeten. qPCR ergab, dass die Wurzelbesiedlung von OMG16 in Gegenwart von FZB42 um das Zehnfache zunahm. Die PDF1.2-, ERF2- und AOC3-Gen-Expression wurde bei kombinierter Inokulation effizienter induziert. Die Mikroben reduzierten die Infektion mit Verticillium longisporum 43 im Vergleich zu nicht vorbehandelten Pflanzen um etwa das Hundertfache. Die systemische Gen-Induktion von LOX2, AOC3, OPR3, ACS2, ACO4, ERF2, PDF1.2, VSP2, ICS1 und PR1 wurde mittels qRT-PCR analysiert. UHPLC-MS zeigte erhöhte Mengen der JA und SA Hormone in vorbehandelten mit Vl43 infizierten Pflanzen.