Exploring soybean cultivar susceptibility to sudden death syndrome : Insights into isoflavone responses and biocontrol potential

Autores
Lario, Luciana Daniela; González, Camila; Meini, María Rocío; Pillaca Pullo, Omar Santiago; Zuricaray, Daniela; Español, Laureano; Scandiani, María Mercedes; Luque, Alicia; Casati, Paula; Spampinato, Claudia
Año de publicación
2024
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Fil: Lario, Luciana Daniela. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; Argentina
Fil: Lario, Luciana Daniela. Pontificia Universidad Católica Argentina. Facultad de Química e Ingeniería del Rosario. Instituto de Ingeniería Ambiental, Química y Biotecnología Aplicada; Argentina
Fil: González, Camila. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; Argentina
Fil: Meini, María Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos; Argentina
Fil: Meini, María Rocío. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina
Fil: Pillaca Pullo, Omar Santiago. Instituto Tecnológico de la Producción; Perú
Fil: Zuricaray, Daniela. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; Argentina
Fil: Zuricaray, Daniela. Pontificia Universidad Católica Argentina. Facultad de Química e Ingeniería del Rosario. Instituto de Ingeniería Ambiental, Química y Biotecnología Aplicada; Argentina
Fil: Español, Laureano. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; Argentina
Fil: Scandiani, María Mercedes. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Referencia de Micología; Argentina
Fil: Luque, Alicia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Referencia de Micología; Argentina
Fil: Casati, Paula. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; Argentina
Fil: Casati, Paula. Pontificia Universidad Católica Argentina. Facultad de Química e Ingeniería del Rosario. Instituto de Ingeniería Ambiental, Química y Biotecnología Aplicada; Argentina
Fil: Spampinato, Claudia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; Argentina
Abstract: Sudden Death Syndrome (SDS) caused by Fusarium tucumaniae is a significant threat to soybean production in Argentina. This study assessed the susceptibility of SY 3 × 7 and SPS 4 × 4 soybeans cultivars to F. tucumaniae and studied changes in root isoflavone levels after infection. Additionally, the biocontrol potential of plantgrowth promoting rhizobacteria (PGPR) against SDS was also examined. Our results demonstrated that the SY 3 × 7 cultivar exhibited higher disease severity and total fresh weight loss than SPS 4 × 4. Both cultivars showed induction of daidzein, glycitein, and genistein in response to infection, with the partially resistant cultivar displaying significantly higher daidzein levels than the susceptible cultivar at 14 days post infection (dpi) (2.74 vs 2.17-fold), declining to a lesser extent at 23 dpi (0.94 vs 0.35-fold, respectively). However, daidzein was not able to inhibit F. tucumaniae growth in in vitro assays probably due to its conversion to an isoflavonoid phytoalexin which would ultimately be an effective fungal inhibitor. Furthermore, the PGPR bacterium Bacillus amyloliquefaciens BNM340 displayed antagonistic activity against F. tucumaniae and reduced SDS symptoms in infected plants. This study sheds light on the varying susceptibility of soybean cultivars to SDS, offers insights into isoflavone responses during infection, and demonstrates the potential of PGPR as a biocontrol strategy for SDS management, providing ways for disease control in soybean production.
Fuente
Plant Science. 2024, 339(111951)
Materia
SOJA
PRODUCCION AGRICOLA
FUSARIUM TUCUMANIAE
BACTERIAS
CONTROL DE ENFERMEDADES
ISOFLAVONAS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
Repositorio Institucional (UCA)
Institución
Pontificia Universidad Católica Argentina
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Additionally, the biocontrol potential of plantgrowth promoting rhizobacteria (PGPR) against SDS was also examined. Our results demonstrated that the SY 3 × 7 cultivar exhibited higher disease severity and total fresh weight loss than SPS 4 × 4. Both cultivars showed induction of daidzein, glycitein, and genistein in response to infection, with the partially resistant cultivar displaying significantly higher daidzein levels than the susceptible cultivar at 14 days post infection (dpi) (2.74 vs 2.17-fold), declining to a lesser extent at 23 dpi (0.94 vs 0.35-fold, respectively). However, daidzein was not able to inhibit F. tucumaniae growth in in vitro assays probably due to its conversion to an isoflavonoid phytoalexin which would ultimately be an effective fungal inhibitor. Furthermore, the PGPR bacterium Bacillus amyloliquefaciens BNM340 displayed antagonistic activity against F. tucumaniae and reduced SDS symptoms in infected plants. 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