Pantoea agglomerans strain E325, a commercially available antagonist for fire blight of apple and pear, was originally selected through screening based on suppression of Erwinia amylovora on flower stigmas, but specific mechanisms of antagonism were unknown. Bacterial modification of pH was evaluated as a possible mechanism by analyzing stigma exudates extracted from ‘Gala’ apple stigmas. The pH values for field samples were only slightly lower than controls, but indicated a range (pH 5 to 6) conducive for antibiotic activity according to subsequent assays. Under low-phosphate and low-pH conditions, an antibacterial product of E325 with high specificity to E. amylovora was effective at low concentrations. A minimum of 20 to 40 ng of a ninhydrin-reactive compound purified using RP-HPLC caused visible inhibition in assays. Activity was heat stable and unaffected by amino acids, iron, or enzymes known to affect antibiotics of P. agglomerans. Antibiosis was diminished, however, under basic conditions, and with increasing phosphate concentrations at pH 6 and 7. Inhibition was not observed in media containing phosphate concentrations commonly used in antibiosis assays. We propose that E325 suppresses the fire blight pathogen not only by competing for nutrients on the stigma, but by producing an antibiotic specific to E. amylovora. Further work is necessary to substantiate that the compound is produced and active on flower stigmas.
Antibiosis and Acidification by Pantoea agglomerans Strain E325 May Contribute to Suppression of Erwinia amylovora
Resumo
A cepa E325 de Pantoea agglomerans, um antagonista disponível comercialmente para a praga da maçã e da pera, foi originalmente selecionada por meio de triagem com base na supressão de Erwinia amylovora em estigmas de flores, mas os mecanismos específicos de antagonismo eram desconhecidos. Foi avaliada a modificação bacteriana do pH, como um possível mecanismo por meio da análise de exsudatos de estigma, extraídos de estigmas de maçã ‘Gala’. Os valores de pH para amostras de campo foram apenas ligeiramente inferiores aos controles, mas indicaram uma faixa (pH 5 a 6) propícia à atividade antibiótica de acordo com ensaios subsequentes. Em condições de baixo teor de fosfato e baixo pH, um produto antibacteriano do E325 com alta especificidade para E. amylovora foi eficaz em baixas concentrações. Um mínimo de 20 a 40 ng de um composto reativo à ninidrina purificado usando RP-HPLC causou inibição visível nos ensaios. A atividade foi estável ao calor e não foi afetada por aminoácidos, ferro ou enzimas conhecidas por afetar os antibióticos de P. agglomerans. No entanto, a antibiose foi reduzida em condições básicas e com o aumento das concentrações de fosfato em pH 6 e 7. A inibição não foi observada em meios contendo concentrações de fosfato comumente usadas em ensaios de antibiose. Propomos que o E325 suprime o patógeno da praga do fogo bacteriano, não apenas competindo por nutrientes no estigma, mas produzindo um antibiótico específico para E. amylovora. É necessário mais trabalho para comprovar que o composto é produzido e ativo nos estigmas das flores.
Abstract
P. L. Pusey
V. O. Stockwell
D. R. Rudell
2008 - Phytopathology
