Influence of fermentation temperature and duration on survival and biocontrol efficacy of Pseudomonas fluorescens Pf153 freeze‐dried cells

Aim: The aim of this paper was to determine whether the quality of formulated Pseudomonas fluorescens Pf153 can be influenced by changes in fermentation conditions. In this study, the influence of the fermentation temperature on the growth and its consequence on shelf life, viability and biocontrol efficacy of freeze-dried cells of P. fluorescens Pf153 was investigated. Methods and Results: Cells of P. fluorescens Pf153 were grown at 20 and 28°C in flasks and fermenter and harvested in the mid-log and the beginning of the stationary phase. The survival during storage of freeze-dried cells was tested at 25°C. Cells fermented at 20°C survived in storage better than those grown at 28°C, irrespective of the harvesting time. Compared to the untreated control, in in vitro tests Pf153 was in all production temperature/duration combinations significantly effective against all tested Botrytis cinerea strains. But no differences between temperature/duration combinations were found. In bioassay on detached Vicia faba leaves, it was found that young cells, when fermented at 28°C had a significant positive influence on the biocontrol efficacy. Conclusions: These results demonstrate that fermentation parameters have an influence on the performance and quality of a formulated product. Significance and Impact of the Study: Only limited numbers of biocontrol products based on antagonistic pseudomonads are on the market. This can be attributed to the lack of suitable formulated products with high numbers of viable cells and a good shelf life. Currently, only limited information on the influence of the fermentation on subsequent downstreaming process is available. Within this study, we focused on the influence of the two important parameters fermentation temperature and harvest time on survival, shelf life and biocontrol efficacy of P. fluorescens Pf153.Lincoln University http://dx.doi.org/10.13039/100007032Peer Reviewe

Einsatz mikrobiologischer Präparate zur Regulierung von Schadinsekten und Krankheiten an Erdbeeren

Im organischen Erdbeeranbau sind bodenbürtige Krankheiten, z. B. Verticillium-Welke und Rhizomfäule, ein wachsendes Problem. Auch im konventionellen Anbau ist eine Bekämpfung der Verticillium-Welke nur bedingt möglich, da keine effizienten Pflanzenschutzmittel verfügbar sind. Aus diesem Grund sollte untersucht werden, ob Mikroorganismen zur Regulierung von bodenbürtigen Krankheiten an Erdbeeren verwendet werden können. Hierfür wurden 98 Mikroorganismen, davon 68 Bakterien und 26 Pilze, in in vitro Tests gegen die Verticillium-Welke (V. albo-atrum, V. dahliae), die Rhizomfäule (Phytophthora cactorum) und die Rote Wurzelfäule getestet. In einem mehrstufigen Selektionsprozess wurden von den 98 Mikroorganismen 15 Mikroorganismen für weitere Laborversuche ausgewählt. Als Selektionskriterien wurden u.a. das antagonistische Potential, die Kombinierbarkeit und die Marktverfügbarkeit berücksichtigt. Die fünfzehn Mikroorganismen, die die vorgegebenen Kriterien erfüllten, wurden in weiteren Kompatibilitätstest getestet. Anschließend wurden vier Mikroorganismen ausgewählt: zwei Trichoderma (T. atroviride P1 und T. harzianum T58), ein entomopathogener Pilz (Metarhizium anisopliae Ma43) und ein Bakterium (Bacillus subtilis FZB24). Diese Antagonisten wurden in Gewächshaus- und Freilandversuche an zwei Erdbeersorten (Honeoye und Sonata) in mit V. dahliae und P. cactorum inokulierter Erde getestet. Weder in Gewächshaus- noch in Freilandversuchen konnten auch nach künstlicher Inokulation des Bodens mit den zwei Pathogenen reproduzierbare Krankheitssymptome hervorgerufen werden. Damit konnte keine klare Aussage zur befallsreduzierenden Wirkung der antagonistischen Mikroorganismen getroffen werden. Allerdings wurde in Gewächshausversuchen mit V. dahliae inokulierter Erde bei der Sorte Honeoye ein positiver Einfluss der Antagonisten auf unterschiedliche Wachstumsparameter beobachtet. Die Ergebnisse zum Einfluss der Antagonisten auf die Mikrosklerotien, die Überdauerungsformen von V. dahliae, waren widersprüchlich. Nur in Freilandversuchen wurde eine Reduktion der Mikrosklerotien durch pilzliche Antagonisten erreicht

Lettere e fotografie dal fronte di Luigi Coeta

n/

1H NMR metabolic profile to discriminate pasture based alpine asiago PDO cheeses

The study was carried out in an alpine area of North-Eastern Italy to assess the reliability of proton nuclear magnetic resonance 1H NMR to fingerprint and discriminate Asiago PDO cheeses processed in the same dairy plant from upland pasture-based milk or from upland hay-based milk. Six experimental types of Asiago cheese were made from raw milk considering 2 cows’ feeding systems (pasture- vs. hay-based milk) and 3 ripening times (2 months, Pressato vs. 4 months, Allevo_4 vs. 6 months, Allevo_6). Samples (n = 55) were submitted to chemical analysis and to 1HNMRcoupled with multivariate canonical discriminant analysis. Choline, 2,3-butanediol, lysine, tyrosine, and some signals of sugar-like compounds were suggested as the main water-soluble metabolites useful to discriminate cheese according to cows’ feeding system. A wider pool of polar biomarkers explained the variation due to ripening time. The validation procedure based on a predictive set suggested that 1H NMR based metabolomics was an effective fingerprinting tool to identify pasture-based cheese samples with the shortest ripening period (Pressato). The classification to the actual feeding system of more aged cheese samples was less accurate likely due to their chemical and biochemical changes induced by a prolonged maturation process

1H NMR Metabolic Profile to Discriminate Pasture Based Alpine Asiago PDO Cheeses

The study was carried out in an alpine area of North-Eastern Italy to assess the reliability of proton nuclear magnetic resonance 1H NMR to fingerprint and discriminate Asiago PDO cheeses processed in the same dairy plant from upland pasture-based milk or from upland hay-based milk. Six experimental types of Asiago cheese were made from raw milk considering 2 cows' feeding systems (pasture- vs. hay-based milk) and 3 ripening times (2 months, Pressato vs. 4 months, Allevo_4 vs. 6 months, Allevo_6). Samples (n = 55) were submitted to chemical analysis and to 1H NMR coupled with multivariate canonical discriminant analysis. Choline, 2,3-butanediol, lysine, tyrosine, and some signals of sugar-like compounds were suggested as the main water-soluble metabolites useful to discriminate cheese according to cows' feeding system. A wider pool of polar biomarkers explained the variation due to ripening time. The validation procedure based on a predictive set suggested that 1H NMR based metabolomics was an effective fingerprinting tool to identify pasture-based cheese samples with the shortest ripening period (Pressato). The classification to the actual feeding system of more aged cheese samples was less accurate likely due to their chemical and biochemical changes induced by a prolonged maturation process

Discriminant analysis of pyrrolizidine alkaloid contamination in bee pollen based on near-infrared data from lab-stationary and portable spectrometers

Bee pollen may be contaminated with pyrrolizidine alkaloids (PAs) and their N-oxides (PANOs), which are mainly detected by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC\u2013MS/MS), even though the use of fast near-infrared (NIR) spectroscopy is an ongoing alternative. Therefore, the main challenge of this study was to assess the feasibility of both a lab-stationary (Foss) and a portable (Polispec) NIR spectrometer in 60 dehydrated bee pollen samples. After an ANOVA-feature selection of the most informative NIR spectral data, canonical discriminant analysis (CDA) was performed to distinguish three quantitative PA/PANO classes (\ub5g/kg): 400, high. According to the LC\u2013MS/MS analysis, 77% of the samples were contaminated with PAs/PANOs and the sum content of the 17 target analytes was higher than 400\ua0\ub5g/kg in 28% of the samples. CDA was carried out on a pool of 18 (Foss) and 22 (Polispec) selected spectral variables and allowed accurate classification of samples from the low class as confirmed by the high values of Matthews correlation coefficient ( 65 0.91) for both NIR spectrometers. Leave-one-out cross-validation highlighted precise recognition of samples characterised by a high PA/PANO content with a low misclassification rate (0.02) as false negatives. The most informative wavelengths were within the 2400\ua0nm regions for Foss and > 1500\ua0nm for Polispec that could be associated with cyclic amines, and epoxide chemical structures of PAs/PANOs. In sum, both lab-stationary and portable NIR systems are reliable and fast techniques for detecting PA/PANO contamination in bee pollen

Einsatz mikrobiologischer Präparate zur Regulierung der bodenbürtigen Erdbeerkrankheiten Verticillium dahliae und Phytophthora cactorum sowie des Erdbeerblütenstechers

Die Erdbeere zählt zu den beliebtesten Obstarten in Deutschland. Allerdings wird eine Ausdehnung des Anbaus -insbesondere des Bio-Erdbeeranbaus - durch hohe Ertragsausfälle aufgrund von Krankheiten und Schädlingen begrenzt. Insbesondere die Krankheitserreger der Rhizomfäule bzw. der Lederbeerenfäule sowie der Verticillium-Welke stellen die wichtigsten bodenbürtigen Krankheitserreger der Erdbeere dar. Inwieweit antagonistische Mikroorganismen gegen diese Bodenpathogene angewendet werden können, wurde am JKI in Darmstadt untersucht. Aufbauend auf Laborversuchen wurden ad planta Versuche mit dem Bakterium Bacillus amyloliquifaciens FZB42 (RhizoVital® 42 fl.), dem Pilz Trichoderma harzianum T58 (Trichostar®) und dem insektenpathogenen Pilz Metarhizium brunneum Ma43 durchgeführt. In Gewächshausversuchen wurde die Wirkung der Mikroorganismen sowie deren Mischung geprüft. In der unbehandelten Kontrolle starben nach künstlicher Infektion mit P. cactorum bis zu 44 % der Pflanzen ab. Überlebende Pflanzen zeigten deutlich geringeren Fruchtertrag und das Wurzelwachstum war reduziert. Bei den mit den Antagonisten behandelten Pflanzen konnte die Absterberate bis auf null Prozent reduziert und der Ertrag nach Anwendung pilzlicher Antagonisten leicht erhöht werden. Bei mit V. dahliae infizierten Pflanzen zeigten auch die bakteriellen Antagonisten sowie die Mischung einen positiven Einfluss auf den Fruchtertrag. Um die Integration von Antagonisten in eine IPM-Strategie zu prüfen, wurde die Kompatibilität dieser mit chemischen Pflanzenschutzmitteln geprüft. Nur in wenigen Fällen konnte ein negativer Einfluss dieser chemischen Pflanzenschutzmittel auf die Vitalität der getesteten Mikroorganismen festgestellt werden. In Freilandversuchen auf zwei Praxisbetrieben im Rhein-Main Gebiet wurden die Produkte RhizoVital® 42 fl. und Trichostar® und deren Mischung getestet. Bei Betrieb 1 konnte durch Anwendung von RhizoVital® 42 fl. in 2013 der Ertrag um fast 21% und bei Betrieb 2 durch Anwendung von Trichostar® um ca. 10% erhöht werden. In 2014 wurden diese Ertragssteigerungen nicht erreicht. Jedoch zeigten sich ähnliche Tendenzen. Die Ergebnisse zeigen, dass Mikroorganismen die Pflanzengesundheit fördern und somit auch eine ertragsstabilisierende bzw. -steigernde Wirkung erzielen