Acest studiu demonstrează că ciuperca simbiotică a rizosferei *Kosakonia oryziphila* NP19, izolată din rădăcinile de orez, este un biopesticid promițător care promovează creșterea plantelor și un biopesticid pentru controlul pyricularii orezului cauzată de *Pyricularia oryzae*. Experimentele in vitro au fost efectuate pe frunze proaspete de răsaduri de orez iasomie din soiul Khao Dawk Mali 105 (KDML105). Rezultatele au arătat că NP19 a inhibat eficient germinarea conidiilor *Pyricularia oryzae*. Infecția cu *Pyricularia oryzae* a fost inhibată în trei condiții de tratament diferite: în primul rând, orezul a fost colonizat cu NP19 și inoculat cu conidii *Pyricularia oryzae*; în al doilea rând, un amestec de NP19 și conidii *Pyricularia oryzae* a fost aplicat pe frunze;
Bacteria rizosferică *Kosakonia oryziphila* NP1914a fost izolată din rădăcini de orez (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 are proprietăți de promovare a creșterii plantelor, inclusiv fixarea azotului, producerea de acid indolacetic (IAA) și solubilizarea fosfatului. Interesant este că *Kosakonia oryziphila* NP19 produce chitinază14.Aplicarea substanței *Kosakonia oryziphila* NP19 pe semințele de orez KDML105 a îmbunătățit supraviețuirea orezului după infecția cu blastocină. Scopul acestui studiu este de a (i) elucida mecanismul inhibitor al substanței *Kosakonia oryziphila* NP19 împotriva blastocină și (ii) investiga efectul substanței *Kosakonia oryziphila* NP19 în controlul blastocină.
Nutrienții joacă un rol crucial în creșterea și dezvoltarea plantelor, servind ca factori care controlează diverse boli microbiene. Nutriția minerală a unei plante determină rezistența sa la boli, caracteristicile morfologice sau tisulare și virulența sau capacitatea de a supraviețui împotriva agenților patogeni. Fosforul poate încetini dezvoltarea și reduce severitatea ploicii orezului prin creșterea sintezei compușilor fenolici. Potasiul reduce, în general, incidența multor boli ale orezului, cum ar fi ploicia orezului, pătarea bacteriană a frunzelor, pătarea tecii foliare, putregaiul tulpinii și pătarea frunzelor. Un studiu realizat de Perrenoud a arătat că îngrășămintele cu conținut ridicat de potasiu pot reduce, de asemenea, incidența bolilor fungice ale orezului și pot crește randamentul. Numeroase studii au arătat că îngrășămintele cu sulf pot îmbunătăți rezistența culturilor la agenții patogeni fungici.27Excesul de magneziu (o componentă a clorofilei) poate duce la explozia orezului.21Zincul poate ucide direct agenții patogeni, reducând astfel severitatea bolii.22Studiile pe teren au arătat că, deși concentrațiile de fosfor, potasiu, sulf și zinc în solul de câmp au fost mai mari decât în experimentul în ghiveci, pyricularia orezului s-a răspândit totuși prin frunzele de orez. Nutrienții din sol ar putea să nu fie foarte eficienți în controlul pyriculariei orezului, deoarece umiditatea relativă și temperatura sunt nefavorabile pentru o infestare puternică cu agenți patogeni.
În studiile pe teren, Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis și C. gleum au fost detectate în toate tratamentele. Stenotrophomonas maltophilia a fost izolată din rizosfera grâului, ovăzului, castraveților, porumbului și cartofului și a demonstrat biocontrol.activitateîmpotriva Colletotrichum nymphaeae.28 În plus, s-a raportat că P. dispersa este eficientă împotriva păianjenilor negriputregaiulcartof dulce.29 În plus, tulpina R1 de Xanthomonas sacchari a demonstrat activitate antagonistă împotriva pyriculariei orezului și putregaiului paniculei cauzate de Burkholderiaglumae.30Burkholderia oryzae NP19 poate stabili o relație simbiotică cu țesutul orezului în timpul germinării și poate deveni o ciupercă simbiotică endemică pentru unele soiuri de orez. În timp ce alte bacterii din sol pot coloniza orezul după transplantare, ciuperca blastică NP19, odată colonizată, influențează mai mulți factori în mecanismul de apărare al orezului împotriva acestei boli. NP19 nu numai că suprimă creșterea P. oryzae cu peste 50% (a se vedea tabelul suplimentar S1 din anexa online), dar reduce și numărul de leziuni blastice de pe frunze și crește randamentul orezului inoculat sau colonizat cu NP19 (RBf, RFf-B și RBFf-B) în studiile pe teren (Figura S3).
Ciuperca Pyricularia oryzae, care provoacă pyricularia, este o ciupercă hemitrofică ce necesită nutrienți de la planta gazdă în timpul infecției. Plantele produc specii reactive de oxigen (ROS) pentru a suprima infecția fungică; cu toate acestea, Pyricularia oryzae folosește o varietate de strategii pentru a contracara ROS produse de gazdă.31Peroxidazele par să joace un rol în rezistența la agenți patogeni, inclusiv reticularea proteinelor peretelui celular, îngroșarea pereților xilemului, producția de ROS și neutralizarea peroxidului de hidrogen.32Enzimele antioxidante pot servi ca un sistem specific de eliminare a ROS. Prin proprietățile lor antioxidante, superoxid dismutaza (SOD) și peroxidaza (POD) ajută la inițierea răspunsurilor de apărare, SOD servind ca primă linie de apărare.33La orez, activitatea peroxidazei vegetale este indusă după infecția cu agenți patogeni ai plantelor, cum ar fi *Pyricularia oryzae* și *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.32În acest studiu, activitatea peroxidazei a crescut la orezul colonizat și/sau inoculat cu *Magnaporthe oryzae* NP19; cu toate acestea, *Magnaporthe oryzae* nu a afectat activitatea peroxidazei. Superoxid dismutaza (SOD), sub formă de H₂O₂ sintază, catalizează reducerea O₂⁻ la H₂O₂. SOD joacă un rol crucial în rezistența plantelor la diverse stresuri prin echilibrarea concentrației de H₂O₂ din interiorul plantei, sporind astfel toleranța plantelor la diverse stresuri³⁴. În acest studiu, în experimentul în ghiveci, la 30 de zile după inocularea cu *Magnaporthe oryzae* (30 DAT), activitățile SOD în grupurile RF și RBF au fost cu 121,9%, respectiv 104,5% mai mari decât cele din grupul R, indicând un răspuns SOD la infecția cu *Magnaporthe oryzae*. Atât în experimentele în ghiveci, cât și în câmp, activitățile SOD la orezul inoculat cu *Magnaporthe oryzae* NP19 au fost cu 67,7%, respectiv 28,8% mai mari decât cele la orezul neinoculat la 30 de zile după inoculare. Răspunsurile biochimice ale plantelor sunt afectate de mediu, sursa de stres și tipul de plantă³⁵. Activitățile enzimelor antioxidante ale plantelor sunt afectate direct de factorii de mediu, care, la rândul lor, afectează activitățile enzimelor antioxidante ale plantelor prin modificarea comunității microbiene a plantei.
Ciuperca care provoacă pyricula orezului (Kosakonia oryziphila NP19, număr de acces NCBI PP861312) utilizată în acest studiu a fost tulpina13izolată din rădăcinile cultivarului de orez RD6 în provincia Nakhon Phanom, Thailanda (16° 59′ 42.9″ N 104° 22′ 17.9″ E). Această tulpină a fost cultivată în bulion nutritiv (NB) la 30°C și 150 rpm timp de 18 ore. Pentru a calcula concentrația bacteriană, a fost măsurată absorbanța suspensiei bacteriene la 600 nm. Concentrația suspensiei bacteriene a fost ajustată la10⁶UFC/mL cu apă deionizată sterilă (dH₂OCiuperca Pyricularia oryzae a fost inoculată local pe agar cu dextroză de cartof (PDA) și incubată la 25°C timp de 7 zile. Miceliul fungic a fost transferat în mediu de agar cu tărâțe de orez (2% (g/v) tărâțe de orez, 0,5% (g/v) zaharoză și 2% (g/v) agar dizolvat în apă deionizată, pH 7) și incubat la 25°C timp de 7 zile. O frunză sterilizată a unui cultivar de orez susceptibil (KDML105) a fost plasată pe miceliu pentru a induce conidii și incubată la 25°C timp de 5 zile sub lumină UV combinată și lumină albă. Conidiile au fost colectate prin ștergerea ușoară a miceliului și a suprafeței frunzei infectate cu 10 ml de soluție sterilizată Tween 20 0,025% (v/v). Soluția fungică a fost filtrată prin opt straturi de tifon pentru a îndepărta miceliul, agarul și frunzele de orez. Concentrația de conidii din suspensie a fost ajustată la 5 × 10⁵ conidii/ml pentru analize ulterioare.
Culturi proaspete de celule Kosakonia oryziphila NP19 au fost preparate prin cultivare în mediu NB la 37 °C timp de 24 de ore. După centrifugare (3047 × g, 10 min), peleta celulară a fost colectată, spălată de două ori cu 10 mM soluție salină tamponată cu fosfat (PBS, pH 7,2) și resuspendată în aceeași soluție tampon. Densitatea optică a suspensiei celulare a fost măsurată la 600 nm, obținându-se o valoare de aproximativ 1,0 (echivalentul a 1,0 × 10⁷ UFC/μl determinată prin placare pe plăci de agar nutritiv). Conidiile de P. oryzae au fost obținute prin suspendarea lor în soluție PBS și numărarea lor folosind un hemocitometru. Suspensiile de *K. oryziphila* NP19 și *P. Pentru experimentele cu frotiuri de frunze, conidiile de K. oryziphila* au fost preparate pe frunze proaspete de orez la concentrații de 1,0 × 10⁷ UFC/μL și respectiv 5,0 × 10² conidii/μL. Metoda de preparare a probei de orez a fost următoarea: frunzele lungi de 5 cm din răsadurile de orez au fost tăiate și plasate în vase Petri căptușite cu hârtie absorbantă umezită. Au fost stabilite cinci grupuri de tratament: (i) R: frunze de orez fără inoculare bacteriană ca martor, suplimentate cu soluție Tween 20 0,025% (v/v); (ii) RB + F: orez inoculat cu K. oryziphila NP19, suplimentat cu 2 μL de suspensie de conidii ale ciupercii care cauzează blastocronul orezului; (iii) R + BF: Orez din grupul R suplimentat cu 4 μl dintr-un amestec de suspensie de conidii ale ciupercii blastocronului și K. oryziphila NP19 (raport volumic 1:1); (iv) R + F: Orez din grupul R suplimentat cu 2 μl de suspensie de conidii fungice; (v) RF + B: Orezul din grupul R suplimentat cu 2 μl de suspensie de conidii fungice a fost incubat timp de 30 de ore, apoi s-au adăugat 2 μl de K. oryziphila NP19 în același loc. Toate plăcile Petri au fost incubate la 25°C la întuneric timp de 30 de ore și apoi plasate sub lumină continuă. Fiecare grup a fost format în triplicat. După 72 de ore de cultură, țesuturile vegetale au fost observate și analizate prin microscopie electronică cu scanare (SEM). Pe scurt, țesuturile vegetale au fost fixate în tampon fosfat conținând 2,5% (v/v) glutaraldehidă și deshidratate printr-o serie de soluții de etanol. După uscarea la punct critic cu dioxid de carbon, probele au fost acoperite prin pulverizare cu aur și în final examinate folosind un microscop electronic cu scanare.15
Data publicării: 15 decembrie 2025