Denne studien viser at den rhizosfære-symbiotiske soppen *Kosakonia oryziphila* NP19 isolert fra risrøtter er et lovende plantevekstfremmende biopesticid og biopesticid for bekjempelse av riseksplosjon forårsaket av *Pyricularia oryzae*. In vitro-eksperimenter ble utført på friske blader av jasminrisplanter av sorten Khao Dawk Mali 105 (KDML105). Resultatene viste at NP19 effektivt hemmet spiringen av *Pyricularia oryzae*-konidier. *Pyricularia oryzae*-infeksjon ble hemmet under tre forskjellige behandlingsforhold: for det første ble ris kolonisert med NP19 og inokulert med *Pyricularia oryzae*-konidier; for det andre ble en blanding av NP19 og *Pyricularia oryzae*-konidier påført bladene;
Rhizosfærebakterien *Kosakonia oryziphila* NP1914ble isolert fra risrøtter (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 har plantevekstfremmende egenskaper, inkludert nitrogenfiksering, produksjon av indoleddiksyre (IAA) og fosfatoppløselighet. Interessant nok produserer *Kosakonia oryziphila* NP19 kitinase14.Påføring av *Kosakonia oryziphila* NP19 på KDML105-risfrø forbedret risoverlevelsen etter risblastinfeksjon. Målet med denne studien er å (i) belyse den hemmende mekanismen til *Kosakonia oryziphila* NP19 mot risblast og (ii) undersøke effekten av *Kosakonia oryziphila* NP19 i kontrollen av risblast.
Næringsstoffer spiller en avgjørende rolle i plantevekst og -utvikling, og fungerer som faktorer som kontrollerer ulike mikrobielle sykdommer. En plantes mineralernæring bestemmer dens sykdomsresistens, morfologiske eller vevsmessige egenskaper, og virulens, eller evnen til å overleve mot patogener. Fosfor kan bremse utviklingen og redusere alvorlighetsgraden av riseksplosjon ved å øke syntesen av fenoliske forbindelser. Kalium reduserer generelt forekomsten av mange rissykdommer, som riseksplosjon, bakteriell bladflekk, bladskjedeflekk, stilkrot og bladflekk. En studie av Perrenoud viste at kaliumgjødsel også kan redusere forekomsten av soppsykdommer hos ris og øke avlingen. Tallrike studier har vist at svovelgjødsel kan forbedre avlingenes resistens mot sopppatogener.27Overskudd av magnesium (en komponent av klorofyll) kan føre til riseksplosjon.21Sink kan drepe patogener direkte, og dermed redusere sykdommens alvorlighetsgrad.22Feltforsøk viste at selv om konsentrasjonene av fosfor, kalium, svovel og sink i åkerjorden var høyere enn i potteforsøket, spredte riseksplosjonen seg fortsatt gjennom risbladene. Jordnæringsstoffer er kanskje ikke veldig effektive for å kontrollere riseksplosjonen, ettersom relativ fuktighet og temperatur er ugunstige for sterk patogenangrep.
I feltforsøk ble Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis og C. gleum påvist i alle behandlinger. Stenotrophomonas maltophilia har blitt isolert fra rhizosfæren til hvete, havre, agurk, mais og potet og har vist biologisk kontroll.aktivitetmot Colletotrichum nymphaeae.28 Videre er det rapportert at P. dispersa er effektiv mot svarteråte avsøtpotet.29 Videre har R1-stammen av Xanthomonas sacchari vist antagonistisk aktivitet mot riseksplosjon og panikkelråte forårsaket av Burkholderiaglumae.30Burkholderia oryzae NP19 kan etablere et symbiotisk forhold med risvev under spiring og bli en endemisk symbiotisk sopp for noen rissorter. Mens andre jordbakterier kan kolonisere ris etter omplanting, påvirker eksplosjonssoppen NP19, når den først er kolonisert, flere faktorer i risens forsvarsmekanisme mot denne sykdommen. NP19 undertrykker ikke bare veksten av P. oryzae med mer enn 50 % (se tilleggstabell S1 i nettvedlegget), men reduserer også antall eksplosjonslesjoner på blader og øker utbyttet av ris inokulert eller kolonisert med NP19 (RBf, RFf-B og RBFf-B) i feltforsøk (figur S3).
Soppen Pyricularia oryzae, som forårsaker planteeksplosjon, er en hemittrofisk sopp som trenger næringsstoffer fra vertsplanten under infeksjon. Planter produserer reaktive oksygenforbindelser (ROS) for å undertrykke soppinfeksjon; Pyricularia oryzae bruker imidlertid en rekke strategier for å motvirke vertsplanteproduserte ROS.31Peroksidaser ser ut til å spille en rolle i patogenresistens, inkludert tverrbinding av celleveggproteiner, fortykkelse av xylemvegger, ROS-produksjon og nøytralisering av hydrogenperoksid.32Antioksidantenzymer kan fungere som et spesifikt ROS-fjernersystem. Gjennom sine antioksidantegenskaper bidrar superoksiddismutase (SOD) og peroksidase (POD) til å starte forsvarsresponser, med SOD som første forsvarslinje.33Hos ris induseres planteperoksidaseaktivitet etter infeksjon med plantepatogener som *Pyricularia oryzae* og *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.32I denne studien økte peroksidaseaktiviteten i ris kolonisert og/eller inokulert med *Magnaporthe oryzae* NP19; *Magnaporthe oryzae* påvirket imidlertid ikke peroksidaseaktiviteten. Superoksiddismutase (SOD), som H₂O₂-syntase, katalyserer reduksjonen av O₂⁻ til H₂O₂. SOD spiller en avgjørende rolle i plantens motstand mot ulike stressfaktorer ved å balansere konsentrasjonen av H₂O₂ inne i planten, og dermed forbedre plantens toleranse for ulike stressfaktorer³⁴. I denne studien, i potteeksperimentet, 30 dager etter *Magnaporthe oryzae*-inokulering (30 DAT), var SOD-aktivitetene i RF- og RBF-gruppene henholdsvis 121,9 % og 104,5 % høyere enn i R-gruppen, noe som indikerer en SOD-respons på *Magnaporthe oryzae*-infeksjon. I både potte- og feltforsøkene var SOD-aktivitetene i *Magnaporthe oryzae* NP19-inokulert ris henholdsvis 67,7 % og 28,8 % høyere enn i den uinokulerte risen 30 dager etter inokulering. Plantenes biokjemiske responser påvirkes av miljøet, stresskilden og plantetypen³⁵. Plantenes antioksidantenzymaktiviteter påvirkes direkte av miljøfaktorer, som igjen påvirker plantens antioksidantenzymaktiviteter ved å endre plantens mikrobielle samfunn.
Risblastsoppen (Kosakonia oryziphila NP19, NCBI-tiltredelsesnummer PP861312) som ble brukt i denne studien var stammen13Isolert fra røttene til riskultivaren RD6 i Nakhon Phanom-provinsen, Thailand (16° 59′ 42,9″ N 104° 22′ 17,9″ Ø). Denne stammen ble dyrket i næringsbuljong (NB) ved 30 °C og 150 rpm i 18 timer. For å beregne bakteriekonsentrasjonen ble absorbansen til bakteriesuspensjonen ved 600 nm målt. Konsentrasjonen av bakteriesuspensjonen ble justert til10⁶CFU/ml med sterilt avionisert vann (dH₂O). Riseksplosjonssopp (Pyricularia oryzae) ble punktinokulert på potetdekstroseagar (PDA) og inkubert ved 25 °C i 7 dager. Soppmycelet ble overført til riskliagarmedium (2 % (w/v) riskli, 0,5 % (w/v) sukrose og 2 % (w/v) agar oppløst i avionisert vann, pH 7) og inkubert ved 25 °C i 7 dager. Et sterilisert blad av en mottakelig riskultivar (KDML105) ble plassert på mycelet for å indusere konidier og inkubert ved 25 °C i 5 dager under kombinert UV- og hvitt lys. Konidier ble samlet inn ved å forsiktig tørke av mycelet og den infiserte bladoverflaten med 10 ml sterilisert 0,025 % (v/v) Tween 20-løsning. Soppløsningen ble filtrert gjennom åtte lag med osteklede for å fjerne mycelet, agaren og risbladene. Konidiekonsentrasjonen i suspensjonen ble justert til 5 × 10⁵ konidier/ml for videre analyse.
Ferske kulturer av Kosakonia oryziphila NP19-celler ble fremstilt ved dyrking i NB-medium ved 37 °C i 24 timer. Etter sentrifugering (3047 × g, 10 min) ble cellepelleten samlet, vasket to ganger med 10 mM fosfatbufret saltvann (PBS, pH 7,2) og resuspendert i samme buffer. Den optiske tettheten til cellesuspensjonen ble målt ved 600 nm, noe som ga en verdi på omtrent 1,0 (tilsvarende 1,0 × 10⁷ CFU/μl bestemt ved utplating på næringsagarplater). Konidier av P. oryzae ble oppnådd ved å suspendere dem i PBS-løsning og telle dem ved hjelp av et hemocytometer. Suspensjoner av *K. oryziphila* NP19 og *P. For bladutstrykforsøkene ble K. oryziphila*-konidier fremstilt på friske risblader i konsentrasjoner på henholdsvis 1,0 × 10⁷ CFU/μL og 5,0 × 10² konidier/μL. Metoden for tilberedning av risprøven var som følger: 5 cm lange blader fra risplanter ble kuttet av og plassert i petriskåler dekket med fuktet absorberende papir. Fem behandlingsgrupper ble etablert: (i) R: risblader uten bakteriell inokulering som kontroll, tilsatt 0,025 % (v/v) Tween 20-løsning; (ii) RB + F: ris inokulert med K. oryziphila NP19, tilsatt 2 μL konidiesuspensjon av soppen som forårsaker riseksplosjon; (iii) R + BF: Ris i gruppe R tilsatt 4 μl av en blanding av eksplosjonssoppkonidiesuspensjon og K. oryziphila NP19 (volumforhold 1:1); (iv) R + F: Ris i gruppe R tilsatt 2 μl suspensjon av blastsoppkonidier; (v) RF + B: Ris i gruppe R tilsatt 2 μl suspensjon av blastsoppkonidier ble inkubert i 30 timer, og deretter ble 2 μl K. oryziphila NP19 tilsatt på samme sted. Alle petriskålene ble inkubert ved 25 °C i mørket i 30 timer og deretter plassert under kontinuerlig lys. Hver gruppe ble dannet i triplikat. Etter 72 timers dyrking ble plantevevet observert og analysert ved hjelp av skanningselektronmikroskopi (SEM). Kort fortalt ble plantevevet fiksert i fosfatbuffer som inneholdt 2,5 % (v/v) glutaraldehyd og dehydrert gjennom en serie etanoloppløsninger. Etter kritisk punkttørking med karbondioksid ble prøvene sputterbelagt med gull og til slutt undersøkt ved hjelp av et skanningselektronmikroskop.15
Publiseringstid: 15. desember 2025