ABSTRACT

Bacillus species isolated from five rhizospheric soil of turmeric plant root were evaluated for the potential antagonistic activity against fungi. Six isolates namely; Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus megaterium, Bacillus thuringinesis, Bacillus licheniformis and Bacillus pumilus were aseptically isolated and characterized respectively. These bacterial isolates were screened with the aim of producing those with antifungal tendencies and one of the bacterial isolates possessing great antifungal activity was identified and characterized according to Bergey’s manual of determinative bacteriology as Bacillus megateruim. Bacillus megaterium has been recognized as an endophyte and is a potential biocontrol agent against plant and animal diseases. Bacillus megaterium showed an occurrence of 80% in five difference turmeric rhizospheric soil which proved that the organism occurs in the rhizosphere. Statistical analysis showed that Bacillus megaterium showed inhibition activity against Fusarium 9.67mm, Candida 15.33mm, Rhizopus 14.33mm, Penicillium 9.33mm and Aspergillus 11.33. The anti-fungal activity of Bacillus megaterium were all much lower than the activity of the commercial drug (mancozade) but the organism inhibited all the test fungi species.  This research shows that B. megaterium is quite important and effective as biocontrol agent against the fungi Aspergillus, Candida, Fusarium, Penicillium, and Rhizopus. This inhibition action is probably due to the synergistic effects of the factors such as the production of anti-fungal metabolites.

TABLE OF CONTENTS

Title page                                                                                                                      i

Certification                                                                                ii

Dedication                                                                                                                  iii

Acknowledgements                                                                                  iv

Table of contents            v

List of figures                                                                                                                         ix

List of tables                                                                                                                           x

Abstract                                                                                                      xi

CHAPTER ONE

1.1        Introduction                                                                                  1

1.2        Main Objective                                                                                                          3

1.3 Specific Objectives                                                                                        3

CHAPTER TWO

2.0 Literature Review                                                              4

2.1 Metabolites                                                                4

2.2 Types of metabolites or bioactive molecules          5

2.2.1 Primary metabolites                                            5

2.2.2 Secondary metabolites                                            5

2.4 Antibiotics                                                                          6

2.4.1 Antibiotic produced by bacteria                                                                    7

2.4.2 Antibiotics produced by Bacillus species                                        8

2.5 Effects of antibiotics produced by Bacillus megaterium          9                    

2.6 Application of antibiotics produced by Bacillus megaterium              9

2.6.1 Application of antibiotics produced by Bacillus megaterium in medicine 10

2.6.2 Application of antibiotics produced by Bacillus megaterium in industries                10

2.6.3 Application of antibiotics produced by Bacillus megaterium in agriculture          10

2.7 Rhizosphere Environment                                                                    11

2.8 Natural Occurrence of Endospore Forming, Bacillus species            12

2.9 Antagonistic activity of Bacillus megaterium on fungi pathogens          13

CHAPTER THREE

3.0 Materials and Methods                                                                          15

3.1 Materials                                                                                                              15

3.2 Methods                                                                                                    15

3.2.1 Sample collection                                                                                15

3.2.2 Sterilization of materials                                                                    15

3.2.3 Sample preparation                                                                                  15

3.2.4 Media preparation                                                                              16

3.3 Isolation of Bacillus species from the rhizospheric soil                                      16

3.3.1 Pour plate methods                                                                              16

3.3.2 Spread plate method                                                                                                  17

3.4 Isolation of Bacillus species                                                        17

3.5 Characterization of Isolates                                                                      17

3.5.1 Colony Features/Macroscopic Features                                            17

3.5.2 Microscopic features                                                                    17

3.5.3 Endospore stain                                                                  18

3.5.4 Flagella stain                                            18

3.6 Biochemical Tests                                                              18

3.6.1 Methyl red                                                                                      19

3.6.1.1 MR positive                                                                                          19

3.6.1.2 MR negative                                                                                        19

3.6.2 Citrate Utilization Test                                                                              19

3.6.3 Coagulase test                                                                                    20

3.6.4 Carbohydrate utilization                                                    21

3.6.5 Catalase test                                                                                    21 

3.6.6 Urease test                                                                                    22

3.6.7 Indole Test                                                                                    22

3.6.8 Oxidase Test                                                                            22

3.7 Identification of Bacillus megaterium                                                22

3.8 Extraction of antifungal molecules                                                  23   

3.8.1 Test for antifungal activities                                                                23 

CHAPTER FOUR

4.0 Results                                                                                                                         25

CHAPTER FIVE

5.0 Discussion, conclusion and recommendation                                                            32

5.1 Discussion                                                                                                                    32

5.2 Conclusion                                                                                                                    33

5.3 Recommendation                                                                                                          33

References                                                            34