Ta študija dokazuje, da je rizosferna simbiotska gliva *Kosakonia oryziphila* NP19, izolirana iz riževih korenin, obetaven biopesticid, ki spodbuja rast rastlin in je namenjen zatiranju riževe pegavosti, ki jo povzroča *Pyricularia oryzae*. Poskusi in vitro so bili izvedeni na svežih listih sadik jasminovega riža sorte Khao Dawk Mali 105 (KDML105). Rezultati so pokazali, da je NP19 učinkovito zaviral kalitev konidij *Pyricularia oryzae*. Okužbo s *Pyricularia oryzae* so zavirali v treh različnih pogojih tretiranja: prvič, riž je bil koloniziran z NP19 in inokuliran s konidijami *Pyricularia oryzae*; drugič, na liste je bila nanesena mešanica NP19 in konidij *Pyricularia oryzae*;
Rizosferna bakterija *Kosakonia oryziphila* NP1914je bila izolirana iz korenin riža (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 ima lastnosti, ki spodbujajo rast rastlin, vključno z fiksacijo dušika, proizvodnjo indolocetne kisline (IAA) in solubilizacijo fosfatov. Zanimivo je, da *Kosakonia oryziphila* NP19 proizvaja hitinazo14.Uporaba *Kosakonia oryziphila* NP19 na riževih semenih KDML105 je izboljšala preživetje riža po okužbi z riževo pegavostjo. Cilj te študije je (i) pojasniti zaviralni mehanizem *Kosakonia oryziphila* NP19 proti riževi pegavosti in (ii) raziskati učinek *Kosakonia oryziphila* NP19 pri nadzoru riževe pegavosti.
Hranila igrajo ključno vlogo pri rasti in razvoju rastlin, saj služijo kot dejavniki, ki nadzorujejo različne mikrobne bolezni. Mineralna prehrana rastline določa njeno odpornost na bolezni, morfološke ali tkivne značilnosti ter virulenco oziroma sposobnost preživetja proti patogenom. Fosfor lahko upočasni razvoj in zmanjša resnost riževe pegavosti s povečanjem sinteze fenolnih spojin. Kalij na splošno zmanjša pojavnost številnih riževih bolezni, kot so riževa pegavost, bakterijska listna pegavost, listna pegavost, gniloba stebla in listna pegavost. Študija Perrenouda je pokazala, da lahko gnojila z visoko vsebnostjo kalija zmanjšajo tudi pojavnost glivičnih bolezni riža in povečajo pridelek. Številne študije so pokazale, da lahko žveplova gnojila izboljšajo odpornost pridelkov na glivične patogene.27Presežek magnezija (sestavni del klorofila) lahko povzroči eksplozijo riža.21Cink lahko neposredno uniči patogene in s tem zmanjša resnost bolezni.22Terenski poskusi so pokazali, da se je riževa pegavost sicer širila po riževih listih, čeprav so bile koncentracije fosforja, kalija, žvepla in cinka v poljskih tleh višje kot v poskusu v loncu. Hranila v tleh morda niso zelo učinkovita pri zatiranju riževe pegavosti, saj relativna vlažnost in temperatura nista ugodni za močno okužbo s patogeni.
V poljskih poskusih so bile v vseh tretiranjih odkrite Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis in C. gleum. Stenotrophomonas maltophilia je bila izolirana iz rizosfere pšenice, ovsa, kumar, koruze in krompirja ter je pokazala biološko kontrolo.dejavnostproti Colletotrichum nymphaeae.28 Poleg tega je bilo ugotovljeno, da je P. dispersa učinkovita proti črnimgnilobasladki krompir.29 Poleg tega je sev R1 Xanthomonas sacchari pokazal antagonistično delovanje proti riževi pegavosti in gnilobi metlic, ki ju povzroča Burkholderia.glumae.30Burkholderia oryzae NP19 lahko med kalitvijo vzpostavi simbiotski odnos s tkivom riža in postane endemična simbiotska gliva za nekatere sorte riža. Medtem ko lahko druge talne bakterije kolonizirajo riž po presaditvi, gliva NP19, ki povzroča bolezni, po kolonizaciji vpliva na več dejavnikov v obrambnem mehanizmu riža proti tej bolezni. NP19 ne le zavira rast P. oryzae za več kot 50 % (glej dodatno tabelo S1 v spletnem dodatku), ampak tudi zmanjša število lezij zaradi bolezni na listih in poveča pridelek riža, inokuliranega ali koloniziranega z NP19 (RBf, RFf-B in RBFf-B) v poljskih poskusih (slika S3).
Gliva Pyricularia oryzae, ki povzroča rastlinsko pegavost, je hemitrofna gliva, ki med okužbo potrebuje hranila iz gostiteljske rastline. Rastline proizvajajo reaktivne kisikove spojine (ROS) za zatiranje glivične okužbe; vendar Pyricularia oryzae uporablja različne strategije za preprečevanje ROS, ki jih proizvaja gostitelj.31Zdi se, da peroksidaze igrajo vlogo pri odpornosti patogenov, vključno z zamreženjem beljakovin celične stene, odebelitvijo sten ksilema, proizvodnjo ROS in nevtralizacijo vodikovega peroksida.32Antioksidativni encimi lahko služijo kot specifičen sistem za lovljenje ROS. Superoksid dismutaza (SOD) in peroksidaza (POD) s svojimi antioksidativnimi lastnostmi pomagata sprožiti obrambne odzive, pri čemer SOD deluje kot prva obrambna linija.33Pri rižu se aktivnost rastlinske peroksidaze sproži po okužbi z rastlinskimi patogeni, kot sta *Pyricularia oryzae* in *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.32V tej študiji se je aktivnost peroksidaze povečala pri rižu, koloniziranem in/ali inokuliranem z *Magnaporthe oryzae* NP19; vendar *Magnaporthe oryzae* ni vplival na aktivnost peroksidaze. Superoksid dismutaza (SOD), kot H₂O₂ sintaza, katalizira redukcijo O₂⁻ v H₂O₂. SOD ima ključno vlogo pri odpornosti rastlin na različne strese, saj uravnava koncentracijo H₂O₂ znotraj rastline, s čimer se poveča toleranca rastlin na različne strese³⁴. V tej študiji so bile v poskusu v loncu, 30 dni po inokulaciji z *Magnaporthe oryzae* (30 DAT), aktivnosti SOD v skupinah RF in RBF za 121,9 % oziroma 104,5 % višje kot v skupini R, kar kaže na odziv SOD na okužbo z *Magnaporthe oryzae*. V poskusih v loncu in na polju je bila aktivnost SOD v rižu *Magnaporthe oryzae*, inokuliranem z NP19, za 67,7 % oziroma 28,8 % višja kot v neinokuliranem rižu 30 dni po inokulaciji. Na biokemične odzive rastlin vplivajo okolje, vir stresa in vrsta rastline³⁵. Na aktivnost rastlinskih antioksidativnih encimov neposredno vplivajo okoljski dejavniki, ki nato vplivajo na aktivnost rastlinskih antioksidativnih encimov s spreminjanjem rastlinske mikrobne združbe.
V tej študiji je bila uporabljena gliva, ki povzroča riževo pehoto (Kosakonia oryziphila NP19, pristopna številka NCBI PP861312), sev13izoliran iz korenin riževe sorte RD6 v provinci Nakhon Phanom na Tajskem (16° 59′ 42,9″ N 104° 22′ 17,9″ E). Ta sev smo gojili v hranilni juhi (NB) pri 30 °C in 150 vrt/min 18 ur. Za izračun koncentracije bakterij smo izmerili absorbanco bakterijske suspenzije pri 600 nm. Koncentracijo bakterijske suspenzije smo prilagodili na10⁶CFU/ml s sterilno deionizirano vodo (dH₂O). Riževo glivično okužbo (Pyricularia oryzae) smo točkovno inokulirali na krompirjev dekstrozni agar (PDA) in 7 dni inkubirali pri 25 °C. Glivični micelij smo prenesli na agar iz riževih otrobov (2 % (m/v) riževih otrobov, 0,5 % (m/v) saharoze in 2 % (m/v) agarja, raztopljenega v deionizirani vodi, pH 7) in 7 dni inkubirali pri 25 °C. Na micelij smo položili steriliziran list dovzetne sorte riža (KDML105), da smo inducirali konidije, in ga 5 dni inkubirali pri 25 °C pod kombinirano UV in belo svetlobo. Konidije smo zbrali tako, da smo micelij in okuženo površino listov nežno obrisali z 10 ml sterilizirane 0,025 % (v/v) raztopine Tween 20. Glivično raztopino smo filtrirali skozi osem plasti gaze, da smo odstranili micelij, agar in riževe liste. Koncentracijo konidij v suspenziji smo za nadaljnjo analizo prilagodili na 5 × 10⁵ konidij/ml.
Sveže kulture celic Kosakonia oryziphila NP19 so bile pripravljene z gojenjem v NB mediju pri 37 °C 24 ur. Po centrifugiranju (3047 × g, 10 min) so celični pelet zbrali, dvakrat sprali z 10 mM fosfatno pufrirano fiziološko raztopino (PBS, pH 7,2) in resuspendirali v istem pufru. Optična gostota celične suspenzije je bila izmerjena pri 600 nm, pri čemer je bila dosežena vrednost približno 1,0 (kar ustreza 1,0 × 10⁷ CFU/μl, določeno z nanosom na plošče s hranilnim agarjem). Konidije P. oryzae so bile pridobljene z suspendiranjem v raztopini PBS in štetjem s hemocitometrom. Suspenzije *K. oryziphila* NP19 in *P. Za poskuse z razmazom listov so bile konidije K. oryziphila* pripravljene na svežih riževih listih v koncentracijah 1,0 × 10⁷ CFU/μL oziroma 5,0 × 10² konidij/μL. Metoda priprave vzorca riža je bila naslednja: 5 cm dolgi listi riževih sadik so bili odrezani in postavljeni v petrijevke, obložene z navlaženim vpojnim papirjem. Določenih je bilo pet tretiranih skupin: (i) R: riževi listi brez bakterijske inokulacije kot kontrola, dopolnjeni z 0,025 % (v/v) raztopino Tween 20; (ii) RB + F: riž, inokuliran s K. oryziphila NP19, dopolnjen z 2 μL suspenzije konidij glive, ki povzroča riževo granatico; (iii) R + BF: riž v skupini R, dopolnjen s 4 μl mešanice suspenzije konidij glive, ki povzroča riževo granatico, in K. oryziphila NP19 (volumsko razmerje 1:1); (iv) R + F: Riž v skupini R, dopolnjen z 2 μl suspenzije konidij blastnih gliv; (v) RF + B: Riž v skupini R, dopolnjen z 2 μl suspenzije konidij blastnih gliv, smo inkubirali 30 ur, nato pa smo na isto mesto dodali 2 μl K. oryziphila NP19. Vse petrijevke smo inkubirali pri 25 °C v temi 30 ur in nato postavili pod stalno svetlobo. Vsaka skupina je bila oblikovana v treh ponovitvah. Po 72 urah gojenja smo rastlinska tkiva opazovali in analizirali z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM). Na kratko, rastlinska tkiva smo fiksirali v fosfatnem pufru, ki je vseboval 2,5 % (v/v) glutaraldehida, in dehidrirali z vrsto etanolnih raztopin. Po sušenju na kritični točki z ogljikovim dioksidom smo vzorce z naprševanjem prevlekli z zlatom in jih na koncu pregledali z vrstičnim elektronskim mikroskopom.15
Čas objave: 15. dec. 2025