Ova studija pokazuje da je simbiotska gljiva *Kosakonia oryziphila* NP19 izolirana iz korijena riže, obećavajući biopesticid koji potiče rast biljaka i biopesticid za suzbijanje plamenjače riže uzrokovane *Pyricularia oryzae*. In vitro eksperimenti provedeni su na svježim listovima sadnica jasmin riže sorte Khao Dawk Mali 105 (KDML105). Rezultati su pokazali da NP19 učinkovito inhibira klijanje konidija *Pyricularia oryzae*. Infekcija *Pyricularia oryzae* inhibirana je pod tri različita uvjeta tretmana: prvo, riža je kolonizirana s NP19 i inokulirana konidijama *Pyricularia oryzae*; drugo, mješavina NP19 i konidija *Pyricularia oryzae* primijenjena je na listove;
Bakterija iz rizosfere *Kosakonia oryziphila* NP1914izoliran je iz korijena riže (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 ima svojstva koja potiču rast biljaka, uključujući fiksaciju dušika, proizvodnju indoloctene kiseline (IAA) i solubilizaciju fosfata. Zanimljivo je da *Kosakonia oryziphila* NP19 proizvodi hitinazu14.Primjena *Kosakonia oryziphila* NP19 na sjemenke riže KDML105 poboljšala je preživljavanje riže nakon infekcije plamenjačom riže. Cilj ovog istraživanja je (i) razjasniti inhibitorni mehanizam *Kosakonia oryziphila* NP19 protiv plamenjače riže i (ii) istražiti učinak *Kosakonia oryziphila* NP19 u kontroli plamenjače riže.
Hranjive tvari igraju ključnu ulogu u rastu i razvoju biljaka, služeći kao čimbenici koji kontroliraju razne mikrobne bolesti. Mineralna prehrana biljke određuje njezinu otpornost na bolesti, morfološke ili tkivne karakteristike te virulenciju, odnosno sposobnost preživljavanja protiv patogena. Fosfor može usporiti razvoj i smanjiti ozbiljnost rižine plamenjače povećanjem sinteze fenolnih spojeva. Kalij općenito smanjuje učestalost mnogih bolesti riže, poput rižine plamenjače, bakterijske pjegavosti lišća, pjegavosti lisnih ovojnica, truleži stabljike i pjegavosti lišća. Perrenoudova studija pokazala je da gnojiva s visokim udjelom kalija također mogu smanjiti učestalost gljivičnih bolesti riže i povećati prinos. Brojne studije pokazale su da sumporna gnojiva mogu poboljšati otpornost usjeva na gljivične patogene.27Višak magnezija (komponente klorofila) može dovesti do eksplozije riže.21Cink može izravno ubijati patogene, čime se smanjuje težina bolesti.22Terenski pokusi pokazali su da iako su koncentracije fosfora, kalija, sumpora i cinka u tlu na polju bile veće nego u pokusu s posudama, rižina bolest se i dalje širila kroz listove riže. Hranjive tvari u tlu možda nisu vrlo učinkovite u kontroli rižine bolesti, jer relativna vlažnost i temperatura nisu pogodne za jaku zarazu patogenima.
U poljskim pokusima, Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis i C. gleum otkriveni su u svim tretmanima. Stenotrophomonas maltophilia izolirana je iz rizosfere pšenice, zobi, krastavca, kukuruza i krumpira te je pokazala biokontrolu.aktivnostprotiv Colletotrichum nymphaeae.28 Nadalje, zabilježeno je da je P. dispersa učinkovita protiv crnetruležslatki krumpir.29 Nadalje, soj R1 Xanthomonas sacchari pokazao je antagonističko djelovanje protiv rižine plamenjače i truleži metlice uzrokovane Burkholderiaglumae.30Burkholderia oryzae NP19 može uspostaviti simbiotski odnos s tkivom riže tijekom klijanja i postati endemska simbiotska gljiva za neke sorte riže. Dok druge bakterije iz tla mogu kolonizirati rižu nakon presađivanja, gljivica koja uzrokuje bolest NP19, nakon kolonizacije, utječe na više čimbenika u obrambenom mehanizmu riže protiv ove bolesti. NP19 ne samo da potiskuje rast P. oryzae za više od 50% (vidi Dodatnu tablicu S1 u online dodatku), već i smanjuje broj lezija uzrokovanih bolešću na listovima i povećava prinos riže inokulirane ili kolonizirane s NP19 (RBf, RFf-B i RBFf-B) u poljskim pokusima (Slika S3).
Gljiva Pyricularia oryzae, koja uzrokuje biljnu pepelnicu, hemitrofna je gljiva kojoj su tijekom infekcije potrebne hranjive tvari iz biljke domaćina. Biljke proizvode reaktivne vrste kisika (ROS) kako bi suzbile gljivičnu infekciju; međutim, Pyricularia oryzae koristi niz strategija za suzbijanje ROS-a koje proizvodi domaćin.31Čini se da peroksidaze igraju ulogu u otpornosti patogena, uključujući umrežavanje proteina stanične stijenke, zadebljanje stijenki ksilema, proizvodnju ROS-a i neutralizaciju vodikovog peroksida.32Antioksidativni enzimi mogu poslužiti kao specifičan sustav za uklanjanje ROS-a. Svojim antioksidativnim svojstvima, superoksid dismutaza (SOD) i peroksidaza (POD) pomažu u pokretanju obrambenih reakcija, pri čemu SOD služi kao prva linija obrane.33U riži se aktivnost biljne peroksidaze inducira nakon infekcije biljnim patogenima kao što su *Pyricularia oryzae* i *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.32U ovoj studiji, aktivnost peroksidaze povećana je u riži koloniziranoj i/ili inokuliranoj s *Magnaporthe oryzae* NP19; međutim, *Magnaporthe oryzae* nije utjecao na aktivnost peroksidaze. Superoksid dismutaza (SOD), kao H₂O₂ sintaza, katalizira redukciju O₂⁻ u H₂O₂. SOD igra ključnu ulogu u otpornosti biljaka na različite stresove uravnotežujući koncentraciju H₂O₂ unutar biljke, čime se povećava tolerancija biljaka na različite stresove³⁴. U ovoj studiji, u pokusu s posudom, 30 dana nakon inokulacije *Magnaporthe oryzae* (30 DAT), aktivnosti SOD u RF i RBF skupinama bile su 121,9% odnosno 104,5% veće od onih u R skupini, što ukazuje na odgovor SOD-a na infekciju *Magnaporthe oryzae*. U pokusima u lončanicama i na polju, aktivnost SOD-a u riži inokuliranoj *Magnaporthe oryzae* NP19 bila je 67,7% odnosno 28,8% veća od one u neinokuliranoj riži 30 dana nakon inokulacije. Na biokemijske odgovore biljaka utječu okoliš, izvor stresa i vrsta biljke³⁵. Na aktivnost biljnih antioksidativnih enzima izravno utječu čimbenici okoliša, koji pak utječu na aktivnost biljnih antioksidativnih enzima mijenjajući biljnu mikrobnu zajednicu.
Gljivica uzrokovana bolesti rižine pepelnice (Kosakonia oryziphila NP19, NCBI pristupni broj PP861312) korištena u ovoj studiji bio je soj13izoliran iz korijena riže sorte RD6 u provinciji Nakhon Phanom, Tajland (16° 59′ 42.9″ N 104° 22′ 17.9″ E). Ovaj soj je uzgajan u hranjivoj juhi (NB) na 30°C i 150 rpm tijekom 18 sati. Za izračun koncentracije bakterija izmjerena je apsorbancija bakterijske suspenzije na 600 nm. Koncentracija bakterijske suspenzije prilagođena je na10⁶CFU/mL sa sterilnom deioniziranom vodom (dH₂O). Gljivica rižinog plamenjača (Pyricularia oryzae) inokulirana je na krumpirov dekstrozni agar (PDA) i inkubirana na 25°C tijekom 7 dana. Gljivični micelij prenesen je na agar od rižinih mekinja (2% (w/v) rižinih mekinja, 0,5% (w/v) saharoze i 2% (w/v) agara otopljenog u deioniziranoj vodi, pH 7) i inkubiran na 25°C tijekom 7 dana. Sterilizirani list osjetljive sorte riže (KDML105) postavljen je na micelij kako bi se inducirale konidije i inkubiran na 25°C tijekom 5 dana pod kombiniranim UV i bijelim svjetlom. Konidije su sakupljene nježnim brisanjem micelija i zaražene površine lista s 10 ml sterilizirane 0,025% (v/v) otopine Tween 20. Gljivična otopina filtrirana je kroz osam slojeva gaze kako bi se uklonili micelij, agar i listovi riže. Koncentracija konidija u suspenziji je podešena na 5 × 10⁵ konidija/ml za daljnju analizu.
Svježe kulture stanica Kosakonia oryziphila NP19 pripremljene su uzgojem u NB mediju na 37 °C tijekom 24 sata. Nakon centrifugiranja (3047 × g, 10 min), stanični talog je sakupljen, ispran dva puta s 10 mM fosfatno puferiranom otopinom soli (PBS, pH 7,2) i resuspendiran u istom puferu. Optička gustoća stanične suspenzije mjerena je na 600 nm, pri čemu je dobivena vrijednost od približno 1,0 (ekvivalentno 1,0 × 10⁷ CFU/μl određenom nasađivanjem na ploče s hranjivim agarom). Konidije P. oryzae dobivene su suspendiranjem u PBS otopini i brojanjem pomoću hemocitometra. Suspenzije *K. oryziphila* NP19 i *P. Za pokuse s razmazom lišća, konidije K. oryziphila* pripremljene su na svježim listovima riže u koncentracijama od 1,0 × 10⁷ CFU/μL i 5,0 × 10² konidija/μL. Metoda pripreme uzorka riže bila je sljedeća: listovi dugi 5 cm s sadnica riže odrezani su i stavljeni u Petrijeve zdjelice obložene vlažnim upijajućim papirom. Utvrđeno je pet tretiranih skupina: (i) R: listovi riže bez bakterijske inokulacije kao kontrola, nadopunjeni s 0,025% (v/v) otopinom Tween 20; (ii) RB + F: riža inokulirana s K. oryziphila NP19, nadopunjena s 2 μL suspenzije konidija gljivice koja uzrokuje plamenjaču riže; (iii) R + BF: Riža u skupini R nadopunjena s 4 μl smjese suspenzije konidija gljivice koja uzrokuje plamenjaču riže i K. oryziphila NP19 (volumni omjer 1:1); (iv) R + F: Riža u skupini R nadopunjena s 2 μl suspenzije konidija blastnih gljivica; (v) RF + B: Riža u skupini R nadopunjena s 2 μl suspenzije konidija blastnih gljivica inkubirana je 30 sati, a zatim je na isto mjesto dodano 2 μl K. oryziphila NP19. Sve Petrijeve zdjelice inkubirane su na 25°C u mraku tijekom 30 sati, a zatim stavljene pod kontinuirano svjetlo. Svaka skupina je formirana u tri primjerka. Nakon 72 sata kulture, biljna tkiva su promatrana i analizirana skenirajućim elektronskim mikroskopom (SEM). Ukratko, biljna tkiva su fiksirana u fosfatnom puferu koji sadrži 2,5% (v/v) glutaraldehida i dehidrirana kroz niz otopina etanola. Nakon sušenja na kritičnim točkama ugljikovim dioksidom, uzorci su presvučeni zlatom raspršivanjem i konačno pregledani skenirajućim elektronskim mikroskopom.15
Vrijeme objave: 15. prosinca 2025.