Þessi rannsókn sýnir fram á að samlífissveppurinn *Kosakonia oryziphila* NP19, einangraður úr hrísgrjónarótum, er efnilegt lífrænt skordýraeitur sem stuðlar að vexti plantna og lífrænt skordýraeitur til að stjórna hrísgrjónabólga af völdum *Pyricularia oryzae*. In vitro tilraunir voru gerðar á ferskum laufum jasminhrísgrjónaplöntum af Khao Dawk Mali 105 (KDML105) afbrigðsins. Niðurstöðurnar sýndu að NP19 hamlaði á áhrifaríkan hátt spírun *Pyricularia oryzae* grjótþráða. *Pyricularia oryzae* sýking var hindruð við þrjár mismunandi meðferðaraðstæður: í fyrsta lagi var NP19 sett í hrísgrjón og bólusett með *Pyricularia oryzae* grjótþráðum; í öðru lagi var blanda af NP19 og *Pyricularia oryzae* grjótþráðum borin á laufin;
Rófþekjubakterían *Kosakonia oryziphila* NP1914var einangrað úr rótum hrísgrjóna (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 hefur eiginleika sem stuðla að vexti plantna, þar á meðal köfnunarefnisbindingu, framleiðslu indólediksýru (IAA) og uppleysni fosfats. Athyglisvert er að *Kosakonia oryziphila* NP19 framleiðir kítínasa.14.Notkun *Kosakonia oryziphila* NP19 á KDML105 hrísgrjónafræ batnaði lifun hrísgrjóna eftir hrísgrjónablóðrásarsýkingu. Markmið þessarar rannsóknar er að (i) skýra hömlunarferli *Kosakonia oryziphila* NP19 gegn hrísgrjónablóðrás og (ii) rannsaka áhrif *Kosakonia oryziphila* NP19 við að stjórna hrísgrjónablóðrás.
Næringarefni gegna lykilhlutverki í vexti og þroska plantna og þjóna sem þættir sem stjórna ýmsum örverusjúkdómum. Steinefnanæring plantna ákvarðar sjúkdómsþol hennar, formfræðilega eða vefjaeiginleika og meinvirkni, eða getu hennar til að lifa af gegn sýklum. Fosfór getur hægt á þróun og dregið úr alvarleika hrísgrjónablóðfalls með því að auka myndun fenólsambanda. Kalíum dregur almennt úr tíðni margra hrísgrjónasjúkdóma, svo sem hrísgrjónablóðfalls, bakteríublaðbletta, blaðslíðurbletta, stilkrötunar og blaðbletta. Rannsókn Perrenoud sýndi að áburður með miklu kalíuminnihaldi getur einnig dregið úr tíðni sveppasjúkdóma í hrísgrjónum og aukið uppskeru. Fjölmargar rannsóknir hafa sýnt að brennisteinsáburður getur bætt viðnám uppskeru gegn sveppasjúkdómum.27Of mikið magnesíum (sem er hluti af blaðgrænu) getur leitt til hrísgrjónasprengingar.21Sink getur drepið sýkla beint og þar með dregið úr alvarleika sjúkdómsins.22Tilraunir í pottum sýndu að þótt styrkur fosfórs, kalíums, brennisteins og sinks í jarðvegi væri hærri en í pottatilrauninni, þá dreifðist hrísgrjónasprengja samt sem áður í gegnum lauf hrísgrjónanna. Næringarefni í jarðvegi eru hugsanlega ekki mjög áhrifarík við að stjórna hrísgrjónasprengju, þar sem rakastig og hitastig eru óhagstæð fyrir mikla sýkingu.
Í vettvangstilraunum greindust Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis og C. gleum í öllum meðferðum. Stenotrophomonas maltophilia hefur verið einangrað úr rótarkerfi hveitis, hafra, gúrku, maís og kartöflu og hefur sýnt fram á lífræna vörn.virknigegn Colletotrichum nymphaeae.28 Ennfremur hefur verið greint frá því að P. dispersa sé áhrifaríkt gegn svörtumrotnunsætkartöflur.29 Ennfremur hefur R1-stofninn af Xanthomonas sacchari sýnt mótvirkni gegn hrísgrjónasprengingu og panicle rotnun af völdum Burkholderiaglumæ.30Burkholderia oryzae NP19 getur myndað samlífi við vefi hrísgrjóna við spírun og orðið landlægur samlífisveppur fyrir sumar hrísgrjónategundir. Þó að aðrar jarðvegsbakteríur geti numið hrísgrjónum eftir ígræðslu, hefur sprengisveppurinn NP19, þegar hann hefur numið, áhrif á marga þætti í varnarkerfi hrísgrjóna gegn þessum sjúkdómi. NP19 bælir ekki aðeins vöxt P. oryzae um meira en 50% (sjá viðbótartöflu S1 í viðaukanum á netinu), heldur dregur einnig úr fjölda sprengisára á laufblöðum og eykur uppskeru hrísgrjóna sem eru bólusett eða numin með NP19 (RBf, RFf-B og RBFf-B) í vettvangstilraunum (mynd S3).
Sveppurinn Pyricularia oryzae, sem veldur plöntusprengingu, er hálfsveppur sem þarfnast næringarefna frá hýsilplöntunni við sýkingu. Plöntur framleiða hvarfgjörn súrefnistegund (ROS) til að bæla niður sveppasýkingu; Pyricularia oryzae notar hins vegar ýmsar aðferðir til að vinna gegn ROS sem hýsilplöntur framleiða.31Peroxidasar virðast gegna hlutverki í ónæmi gegn sýklum, þar á meðal þvertengingu frumuveggspróteina, þykknun viðarveggja, framleiðslu ROS og hlutleysingu vetnisperoxíðs.32Andoxunarensím geta þjónað sem sérstakt ROS-hreinsunarkerfi. Með andoxunareiginleikum sínum hjálpa superoxíð dismutasi (SOD) og peroxidasi (POD) til við að hefja varnarviðbrögð, þar sem SOD er fyrsta varnarlínan.33Í hrísgrjónum er virkni plantnaperoxidasa örvuð eftir sýkingu með plöntusjúkdómsvöldum eins og *Pyricularia oryzae* og *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.32Í þessari rannsókn jókst peroxidasa virkni í hrísgrjónum sem voru nýlenduð og/eða bólusett með *Magnaporthe oryzae* NP19; Hins vegar hafði *Magnaporthe oryzae* ekki áhrif á peroxidasa virkni. Superoxíð dismutasi (SOD), sem H₂O₂ syntasi, hvatar afoxun O₂⁻ í H₂O₂. SOD gegnir lykilhlutverki í viðnámi plantna gegn ýmsum streituþáttum með því að jafna styrk H₂O₂ inni í plöntunni og þannig auka þol plantna gegn ýmsum streituþáttum³⁴. Í þessari rannsókn, í pottatilrauninni, 30 dögum eftir bólusetningu með *Magnaporthe oryzae* (30 DAT), var SOD virknin í RF og RBF hópunum 121,9% og 104,5% hærri en í R hópnum, talið í sömu röð, sem bendir til SOD svörunar við *Magnaporthe oryzae* sýkingu. Í bæði potta- og vettvangstilraunum var SOD-virkni í hrísgrjónum sem voru bólusett með *Magnaporthe oryzae* NP19 67,7% og 28,8% hærri en í hrísgrjónum sem ekki voru bólusett 30 dögum eftir bólusetningu, talið í sömu röð. Lífefnafræðileg svörun plantna eru undir áhrifum umhverfis, streituvaldandi þátta og plöntutegundar³⁵. Virkni andoxunarensíma plantna er undir beinum áhrifum af umhverfisþáttum, sem aftur hafa áhrif á virkni andoxunarensíma plantna með því að breyta örverusamfélagi plantnanna.
Sveppurinn sem notaður var í þessari rannsókn, sem veldur hrísgrjónasprengjusjúkdómi (Kosakonia oryziphila NP19, NCBI aðgangsnúmer PP861312), var afbrigði af13Einangrað úr rótum hrísgrjónaafbrigðisins RD6 í Nakhon Phanom héraði í Taílandi (16° 59′ 42,9″ N 104° 22′ 17,9″ A). Þessi stofn var ræktaður í næringarseyði (NB) við 30°C og 150 snúninga á mínútu í 18 klst. Til að reikna út bakteríuþéttni var gleypni bakteríusviflausnarinnar við 600 nm mæld. Styrkur bakteríusviflausnarinnar var stilltur á10⁶CFU/ml með dauðhreinsuðu afjónuðu vatni (dH₂OHrísgrjónasveppur (Pyricularia oryzae) var blettbólusettur á kartöfludextrósaagar (PDA) og ræktaður við 25°C í 7 daga. Sveppaþráðurinn var fluttur yfir á hrísgrjónaklíðagar (2% (w/v) hrísgrjónaklíð, 0,5% (w/v) súkrósi og 2% (w/v) agar uppleyst í afjónuðu vatni, pH 7) og ræktaður við 25°C í 7 daga. Sótthreinsað lauf af viðkvæmri hrísgrjónaafbrigði (KDML105) var sett á þráðinn til að örva gró og ræktað við 25°C í 5 daga undir samsettri útfjólubláu og hvítu ljósi. Gró voru safnað með því að þurrka varlega yfir þráðinn og sýkta laufborðið með 10 ml af sótthreinsaðri 0,025% (v/v) Tween 20 lausn. Sveppalausnin var síuð í gegnum átta lög af ostaklút til að fjarlægja þráðinn, agar og hrísgrjónalauf. Þéttni grófþráða í sviflausninni var stilltur á 5 × 10⁵ grófþráða/ml til frekari greiningar.
Ferskar ræktanir af Kosakonia oryziphila NP19 frumum voru útbúnar með ræktun í NB miðli við 37°C í 24 klst. Eftir skilvindu (3047 × g, 10 mín.) var frumukúlunni safnað, hún þvegin tvisvar með 10 mM fosfatlausn (PBS, pH 7,2) og enduruppleyst í sama stuðpúða. Ljósþéttleiki frumusviflausnarinnar var mæld við 600 nm, sem fékk gildi upp á um það bil 1,0 (jafngildir 1,0 × 10⁷ CFU/μl ákvarðað með því að setja þær á næringaragarplötur). Frumugrænar gerðir af P. oryzae voru fengnar með því að setja þær í PBS lausn og telja þær með blóðfrumumæli. Sviflausnir af *K. oryziphila* NP19 og *P. Fyrir laufblöðaútdropsrannsóknirnar voru K. oryziphila* grófblöð útbúin á ferskum hrísgrjónablöðum í styrknum 1,0 × 10⁷ CFU/μL og 5,0 × 10² grófblöð/μL, talið í sömu röð. Aðferðin við undirbúning hrísgrjónasýnisins var sem hér segir: 5 cm löng laufblöð af hrísgrjónaplöntum voru skorin af og sett í Petri-skálar klæddar rökum, gleypnum pappír. Fimm meðferðarhópar voru myndaðir: (i) R: hrísgrjónablöð án bakteríubólusetningar sem samanburðarhópur, bætt við 0,025% (v/v) Tween 20 lausn; (ii) RB + F: hrísgrjón sáð með K. oryziphila NP19, bætt við 2 μL af grófblöðrusvökva af sveppnum sem veldur hrísgrjónablóðfalli; (iii) R + BF: Hrísgrjón í hópi R bætt við 4 μl af blöndu af grófblöðrusvökvablöndu af sveppum sem valda hrísgrjónablóðfalli og K. oryziphila NP19 (rúmmálshlutfall 1:1); (iv) R + F: Hrísgrjón í hópi R bætt við 2 μl af sveppasýkingarlausn; (v) RF + B: Hrísgrjón í hópi R bætt við 2 μl af sveppasýkingarlausn voru ræktuð í 30 klst. og síðan voru 2 μl af K. oryziphila NP19 bætt við á sama stað. Allar Petri-skálar voru ræktaðar við 25°C í myrkri í 30 klst. og síðan settar undir stöðugt ljós. Hver hópur var myndaður í þríriti. Eftir 72 klst. ræktun voru plöntuvefirnir skoðaðir og greindir með rafeindasmásjá (SEM). Í stuttu máli voru plöntuvefirnir festir í fosfatlausn sem innihélt 2,5% (v/v) glútaraldehýð og þurrkaðir með röð etanóllausna. Eftir þurrkun á mikilvægum punkti með koltvísýringi voru sýnin sputterhúðuð með gulli og að lokum skoðuð með rafeindasmásjá.15
Birtingartími: 15. des. 2025