Identification of the pathogen causing tuber rot of sweet potato in Bình Tân, Vĩnh Long of Vietnam

Tran Thi Bich Thao * , Nguyen Dac Khoa and Ho Nha Tuan

* Corresponding author (ttbthao.11sh@gmail.com)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 04 Mar 2017
Revised: 05 Jul 2017
Accepted: 31 Oct 2017
Published: 30 Oct 2017
Title: Identification of the pathogen causing tuber rot of sweet potato in Bình Tân, Vĩnh Long of Vietnam
DOI: 10.22144/ctu.jvn.2017.124
Views
134
Downloads
54
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
How to Cite
Thảo, T. T. B., Khoa, N. Đ., & Tuấn, H. N. (2017). Identification of the pathogen causing tuber rot of sweet potato in Bình Tân, Vĩnh Long of Vietnam. CTU Journal of Science, (52), 56-63. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2017.124
Issue
No. 52 (2017)
Section
Agriculture

Abstract

Tuber rot (“thối đồng tiền” in Vietnamese) is currently present in sweet potato fields of Bình Tân, Vĩnh Long of Vietnam. The aim of this study is to identify the pathogen which will serve as a basis to find effective control methods for the disease. A total of 32 bacterial isolates were obtained from 18 diseased samples. These samples were collected from 3 major sweet potato cultivation communes of Bình Tân, Vĩnh Long, i.e. Thành Đông, Thành Trung and Tân Thành. Using the Koch’s postulates, five isolates including BT5, BT14, BT15, BT19 and BT30 showed typical symptoms of the disease as observed under field conditions. Indeed, the yellowish brown lesions were observed which were circular, hollow and necrotic. The pathogen was identified as Klebsiella variicola through its morphological and biochemical characteristics combined with sequencing of the 16S rRNA and rpoB genes. Analyses of the sequences of these genes helped distinguish the bacterium from other Klebsiella sp.
Keywords: 16S rRNA, identification, Klebsiella variicola, rpoB, sweet potato, tuber rot

Tóm tắt

Bệnh thối đồng tiền đang gây hại khoai lang tím Nhật tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long. Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định tên mầm bệnh để làm tiền đề nghiên cứu biện pháp phòng trị hiệu quả bệnh ngoài đồng. Tổng số 32 chủng vi khuẩn đã được phân lập từ 18 mẫu bệnh thu thập ở 3 xã Thành Đông, Thành Trung và Tân Thành (huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long). Sau khi thực hiện quy trình Koch, 5 chủng vi khuẩn BT5, BT14, BT15, BT19, BT30 gây vết bệnh thối đồng tiền giống triệu chứng quan sát ngoài đồng. Vết bệnh có hình tròn, lõm, bị hoại tử trên bề mặt củ và có màu vàng nâu. Mầm bệnh được xác định là vi khuẩn Klebsiella variicola thông qua đặc điểm hình thái, sinh hóa và kỹ thuật sinh học phân tử. Việc phân tích trình tự gen 16S rRNA (liên quan đến quá trình phát sinh loài) và gen rpoB (có trình tự chuyên biệt cho mỗi loài thuộc chi Klebsiella) giúp phân biệt được vi khuẩn K. variicola với các loài Klebsiella khác, cung cấp đủ cơ sở để xác định tên mầm bệnh.
Từ khóa: 16S rRNA, định danh, khoai lang tím, Klebsiella variicola, rpoB, thối đồng tiền

Article Details

References

Abbott, S.L., 2007. Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter, Serratia, Plesiomonas, and other Enterobacteriaceae. In: Murray, P.R., Baron, E.J., Jørgensen, J.H., Landry, M.L., Pfaller, M.A. (Eds.). Manual of Clinical Microbiology, 9th edition. ASM Press. Washington, DC, USA, pp. 698-711.

Alves, M.S., Dias, R.C., de Castro, A.C., Riley, L.W., Moreira, B.M., 2006. Identification of clinical isolates of indole-positive and indole-negative Klebsiella spp. Journal of Clinical Microbiology. 44(10): 3640-3646.

Benson, H.J., 2002. Microbiological Applications Laboratory Manual in General Microbiology, 8th edition. McGraw-Hill. Boston, MA, USA, 478 pages.

Brisse, S., van Himbergen, T., Kusters, K., Verhoef, J., 2004. Development of a rapid identification method for Klebsiella pneumoniae phylogenetic groups and analysis of 420 clinical isolates. Clinical Microbiology and Infection. 10(10): 942-945.

Burgess, L.W., Knight, T.E., Tesoriero, L., Phan, H.T., 2008. Diagnostic manual for plant diseases in Vietnam. Australian Centre for International Agricultural Research. Canberra, Australia, 210 pages.

Calvo, P., Ormeño-Orrillo, E., Martinez-Romero, E., Zúñiga, D., 2010. Characterisation of Bacillus isolates of potato rhizosphere from Andean soils of Peru and their potential PGPR characteristics. Brazilian Journal of Microbiology. 41(4): 899-906.

Diancourt, L., Passet, V., Verhoef, J., Grimont, P.A.D., Brisse, S., 2005. Multilocus sequence typing of Klebsiella pneumoniae nosocomial isolates. Journal of Clinical Microbiology. 43(8): 4178-4182.

Drancourt, M., Raoult, D., 2005. Sequence-based identification of new bacteria: a proposition for creation of an orphan bacterium repository. Journal of Clinical Microbiology. 43(9): 4311-4315.

Fan, H.C., Zeng, L., Yang, P.W., Guo, Z.X., Bai, T.T., 2016. First report of banana soft rot caused by Klebsiella variicola in China. Plant Disease. 100(2): 517.

He, Y., Guo, X., Xiang, S., Li, J., Li, X., Xiang, H., He, J., Chen, D., Chen, J., 2016. Comparative analyses of phenotypic methods and 16S rRNA, khe, rpoB genes sequencing for identification of clinical isolates of Klebsiella pneumoniae. Journal of Microbiology. 109(7): 1029-1040.

Holt, J.G., Krieg, N.R., Sneath, P.T., Staley, J.T., Williams, S.T., 1994. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Williams & Wilkins. Baltimore, MD, USA, 787 pages.

Janda, J.M., Abbott, S.L., 2006. The Genera Klebsiella and Raoultella. In: Janda, J.M., Abbott, S.L. (Eds.). The Enterobacteria, 2nd edition. ASM Press. Washington, DC, USA, pp. 115-129.

Kays, S.J., Wang, Y., McLaurin, W.J., 2005. Chemical and geographical assessment of the sweetness of the cultivated sweetpotato clones of the world. Journal of the American Society for Horticultural Science. 130(4): 591-597.

Khoa, N.Đ., Giau, N.Đ.N., Tuan, T.Q., 2016. Effects of Serratia nematodiphila CT-78 on rice bacterial leaf blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Biological Control. 103: 1-10.

Lebot, V., 2000. Sweet potato. In: Bradshaw, J.E. (Eds.). Root and Tuber Crops. Handbook of Plant Breeding. Springer. New York, NY, USA, pp. 95-127.

Liam, C.K., Lim, K.H., Wong, C.M., 2001. Community-acquired pneumonia in patients requiring hospitalization. Respirology. 6(3): 259-264.

Lin, L., Wei, C., Chen, M., Wang, H., Li, Y., Li, Y., Yang, L., An, Q., 2015. Complete genome sequence of endophytic nitrogen-fixing Klebsiella variicola strain DX120E. Standards in Genomic Sciences. 10: 1-22.

MacFaddin, J.F., 2000. Biochemical tests for identification of medical bacteria, 3rd edition. Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia, PA, USA, 912 pages.

Paganin, F., Lilienthal, F., Bourdin, A., Lugagne, N., Tixier, F., Genin, R., Yvin, J.L., 2004. Severe community-acquired pneumonia: assessment of microbial aetiology as mortality factor. European Respiratory Journal. 24(5): 779-785.

Rosenblueth, M., Martínez, L., Silva, J., Martínez-Romero, E., 2004. Klebsiella variicola, a novel species with clinical and plant-associated isolates. Systematic and Applied Microbiology. 27(1): 27-35.

Sambrook, J., Fritsch, E.F., Maniatis, T., 1989. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press. New York, NY, USA, 1626 pages.

Shivaji, S., Chaturvedi, P., Suresh, K., Reddy, G.S.N., Dutt, C.B.S., Wainwright, M., Narlikar, J.V., Bhargava, P.M., 2006. Bacillus aerius sp. nov., Bacillus aerophilus sp. nov., Bacillus stratosphericus sp. nov. and Bacillus altitudinis sp. nov., isolated from cryogenic tubes used for collecting air samples from high altitudes. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 56: 1465-1473.

Shurtleff, M.C., Averre III, C.W., 1997. The Plant Disease Clinic and Field Diagnosis of Abiotic Diseases. APS Press. St Paul, MN, USA, 245 pages.

Trần Kim Thoa, 2015. Phân lập, định danh và khảo sát khả năng phòng trừ bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn đối kháng trong đất hai tỉnh Tiền Giang và Sóc Trăng. Luận văn Thạc sĩ. Trường Đại học Cần Thơ.

Trung tâm xúc tiến thương mại Vĩnh Long, 2015. Khoai lang Bình Tân, ngày truy cập 9/6/2016. Địa chỉ: http://xttm.vinhlong.gov.vn/web/guest/khoai-lang-binh-tan.

Trüper, H.G., Schleifer, K.H., 2006. Prokaryote characterization and identification. In: Falkow, S., Rosenberg, E., Schleifer, K-H., Stackebrandt, E. (Eds.). The Prokaryotes. Springer. New York, NY, USA, pp. 58-79.

Ukpabi, U.J, 2009. Root and tubers in Nigeria as sources of industrial raw materials. In: Onwualu, P.A., Obasi, S.C., Ukpabi, U.J. (Eds.). Nigeria Agro Raw Materials Development Some Industrial Crops and Salient Issues. RMDRC Publications. Abuja, Nigeria, pp. 1-19.

Umunna, O.E., Anselem, A.B., 2014. Control of postharvest rot of sweet potato (Ipomoea batatas Lam.) tuber in vitro and in vivo. Journal of Agriculture and Sustainability. 6(1): 50-68.

Vu, D.H., Loc, D.T., Ho, T.V., Kim, H., 2000. Sweet potato in the postrice areas of Vietnam. In: Rasco Jr., E.T., Amante, V.d.R. (Eds.). Sweet Potato in Tropical Asia. Philippine Council for Agriculture, Forestry, and Natural Resources Research and Development. Los Baños, Laguna, The Philippines, pp. 189-220.

Wei, C.Y., Lin, L., Luo, L.J., Xing, Y.X., Hu, C.J., Yang, L.T., Li, Y.R., An, Q., 2014. Endophytic nitrogen-fixing Klebsiella variicola strain DX120E promotes sugarcane growth. Biology and Fertility of Soils. 50(4): 657-666.

Weisburg, W.G., Barns, S.M., Pelletier, D.A., Lane, D.J., 1991. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. Journal of Bacteriology. 173(2): 697-703.

Winn, W.C., Allen, S.D., Janda, W.M., Koneman, E.W., Procop, G., Schreckenberger, P.C., Woods, G.L., 2006. Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology, 6th edition. Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia, PA, USA, 1736 pages.