Deze studie toont aan dat de rhizosfeer-symbiotische schimmel *Kosakonia oryziphila* NP19, geïsoleerd uit rijstwortels, een veelbelovend biopesticide is dat de plantengroei bevordert en tevens een biopesticide is voor de bestrijding van rijstblast, veroorzaakt door *Pyricularia oryzae*. In vitro-experimenten werden uitgevoerd op verse bladeren van jasmijnrijstzaailingen van het ras Khao Dawk Mali 105 (KDML105). De resultaten toonden aan dat NP19 de kieming van *Pyricularia oryzae*-conidia effectief remde. De *Pyricularia oryzae*-infectie werd geremd onder drie verschillende behandelingsomstandigheden: ten eerste werd rijst gekoloniseerd met NP19 en geïnoculeerd met *Pyricularia oryzae*-conidia; ten tweede werd een mengsel van NP19 en *Pyricularia oryzae*-conidia op de bladeren aangebracht;
De rhizosfeerbacterie *Kosakonia oryziphila* NP1914*Kosakonia oryziphila* NP19 werd geïsoleerd uit rijstwortels (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 heeft plantengroeibevorderende eigenschappen, waaronder stikstofbinding, de productie van indolazijnzuur (IAA) en fosfaatoplosbaarheid. Interessant is dat *Kosakonia oryziphila* NP19 chitinase produceert.14.Toepassing van *Kosakonia oryziphila* NP19 op KDML105-rijstzaden verbeterde de overlevingskans van rijst na infectie met rijstblast. Het doel van deze studie is om (i) het remmende mechanisme van *Kosakonia oryziphila* NP19 tegen rijstblast op te helderen en (ii) het effect van *Kosakonia oryziphila* NP19 op de bestrijding van rijstblast te onderzoeken.
Voedingsstoffen spelen een cruciale rol in de groei en ontwikkeling van planten en fungeren als factoren die diverse microbiële ziekten bestrijden. De minerale voeding van een plant bepaalt de ziekteresistentie, morfologische of weefselkenmerken en virulentie, oftewel het vermogen om te overleven tegen ziekteverwekkers. Fosfor kan de ontwikkeling van rijstblast vertragen en de ernst ervan verminderen door de synthese van fenolverbindingen te verhogen. Kalium vermindert over het algemeen de incidentie van veel rijstziekten, zoals rijstblast, bacteriële bladspot, bladschedevlekken, stengelrot en bladvlekkenziekte. Een onderzoek van Perrenoud toonde aan dat meststoffen met een hoog kaliumgehalte ook de incidentie van schimmelziekten bij rijst kunnen verminderen en de opbrengst kunnen verhogen. Talrijke studies hebben aangetoond dat zwavelmeststoffen de gewasresistentie tegen schimmelpathogenen kunnen verbeteren.27Een teveel aan magnesium (een bestanddeel van chlorofyl) kan leiden tot rijstblast.21Zink kan ziekteverwekkers rechtstreeks doden, waardoor de ernst van de ziekte afneemt.22Veldproeven toonden aan dat, hoewel de concentraties fosfor, kalium, zwavel en zink in de veldbodem hoger waren dan in het potexperiment, rijstblast zich nog steeds via de rijstbladeren verspreidde. Bodemvoedingsstoffen zijn mogelijk niet erg effectief in het bestrijden van rijstblast, omdat de relatieve luchtvochtigheid en temperatuur ongunstig zijn voor een sterke aantasting door de ziekteverwekker.
In veldproeven werden Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis en C. gleum in alle behandelingen aangetroffen. Stenotrophomonas maltophilia is geïsoleerd uit de rhizosfeer van tarwe, haver, komkommer, maïs en aardappel en heeft bewezen een biologische bestrijdingsfunctie te hebben.activiteittegen Colletotrichum nymphaeae.28 Bovendien is gemeld dat P. dispersa effectief is tegen zwarterot vanzoete aardappel.29 Bovendien heeft de R1-stam van Xanthomonas sacchari antagonistische activiteit vertoond tegen rijstblast en aarrot veroorzaakt door Burkholderia.glumae.30Burkholderia oryzae NP19 kan tijdens de kieming een symbiotische relatie aangaan met rijstweefsel en een endemische symbiotische schimmel worden voor sommige rijstvariëteiten. Terwijl andere bodembacteriën rijst na het overplanten kunnen koloniseren, beïnvloedt de rijstblastschimmel NP19, eenmaal gekoloniseerd, meerdere factoren in het afweermechanisme van rijst tegen deze ziekte. NP19 onderdrukt niet alleen de groei van P. oryzae met meer dan 50% (zie aanvullende tabel S1 in de online appendix), maar vermindert ook het aantal blastlaesies op bladeren en verhoogt de opbrengst van rijst die is geïnoculeerd of gekoloniseerd met NP19 (RBf, RFf-B en RBFf-B) in veldproeven (figuur S3).
De schimmel Pyricularia oryzae, die plantenblast veroorzaakt, is een hemitrofe schimmel die tijdens de infectie voedingsstoffen van de gastheerplant nodig heeft. Planten produceren reactieve zuurstofsoorten (ROS) om schimmelinfecties te onderdrukken; Pyricularia oryzae gebruikt echter verschillende strategieën om de door de gastheer geproduceerde ROS tegen te gaan.31Peroxidases lijken een rol te spelen bij de resistentie tegen ziekteverwekkers, onder andere door het crosslinken van celwandproteïnen, het verdikken van xyleemwanden, de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) en de neutralisatie van waterstofperoxide.32Antioxidante enzymen kunnen fungeren als een specifiek systeem voor het neutraliseren van reactieve zuurstofsoorten (ROS). Dankzij hun antioxiderende eigenschappen helpen superoxide dismutase (SOD) en peroxidase (POD) de afweerreacties op gang te brengen, waarbij SOD de eerste verdedigingslinie vormt.33Bij rijst wordt de peroxidase-activiteit van planten geïnduceerd na infectie met plantpathogenen zoals *Pyricularia oryzae* en *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.32In deze studie nam de peroxidase-activiteit toe in rijst die gekoloniseerd en/of geïnoculeerd was met *Magnaporthe oryzae* NP19; *Magnaporthe oryzae* had echter geen invloed op de peroxidase-activiteit. Superoxide dismutase (SOD), als H₂O₂-synthase, katalyseert de reductie van O₂⁻ tot H₂O₂. SOD speelt een cruciale rol in de plantenresistentie tegen diverse stressfactoren door de concentratie van H₂O₂ in de plant in evenwicht te houden, waardoor de plantentolerantie voor verschillende stressfactoren wordt verhoogd³⁴. In deze studie, in het potexperiment, waren de SOD-activiteiten in de RF- en RBF-groepen 30 dagen na inoculatie met *Magnaporthe oryzae* (30 DAT) respectievelijk 121,9% en 104,5% hoger dan die in de R-groep, wat wijst op een SOD-respons op de infectie met *Magnaporthe oryzae*. Zowel in de pot- als in de veldexperimenten waren de SOD-activiteiten in met *Magnaporthe oryzae* NP19 geïnoculeerde rijst respectievelijk 67,7% en 28,8% hoger dan die in de niet-geïnoculeerde rijst 30 dagen na inoculatie. Biochemische reacties van planten worden beïnvloed door de omgeving, de bron van stress en het plantentype³⁵. De activiteit van antioxidantenzymen in planten wordt rechtstreeks beïnvloed door omgevingsfactoren, die op hun beurt de activiteit van antioxidantenzymen beïnvloeden door de microbiële gemeenschap in de plant te veranderen.
De rijstblastziekteveroorzakende schimmel (Kosakonia oryziphila NP19, NCBI-toegangsnummer PP861312) die in dit onderzoek werd gebruikt, was stam13Deze bacteriestam werd geïsoleerd uit de wortels van rijstcultivar RD6 in de provincie Nakhon Phanom, Thailand (16° 59′ 42,9″ N 104° 22′ 17,9″ O). De stam werd gedurende 18 uur gekweekt in voedingsbouillon (NB) bij 30 °C en 150 rpm. Om de bacterieconcentratie te berekenen, werd de absorptie van de bacteriesuspensie bij 600 nm gemeten. De concentratie van de bacteriesuspensie werd aangepast tot10⁶CFU/ml met steriel gedemineraliseerd water (dH₂ORijstblastschimmel (Pyricularia oryzae) werd puntsgewijs geënt op aardappel-dextrose-agar (PDA) en gedurende 7 dagen bij 25 °C geïncubeerd. Het schimmelmycelium werd overgebracht naar rijstzemelen-agarmedium (2% (w/v) rijstzemelen, 0,5% (w/v) sucrose en 2% (w/v) agar opgelost in gedemineraliseerd water, pH 7) en gedurende 7 dagen bij 25 °C geïncubeerd. Een gesteriliseerd blad van een vatbaar rijstcultivar (KDML105) werd op het mycelium geplaatst om conidia te induceren en gedurende 5 dagen bij 25 °C geïncubeerd onder gecombineerd UV- en wit licht. Conidia werden verzameld door het mycelium en het geïnfecteerde bladoppervlak voorzichtig af te vegen met 10 ml gesteriliseerde 0,025% (v/v) Tween 20-oplossing. De schimmeloplossing werd door acht lagen kaasdoek gefilterd om het mycelium, de agar en de rijstbladeren te verwijderen. De conidia-concentratie in de suspensie werd aangepast tot 5 × 10⁵ conidia/ml voor verdere analyse.
Verse culturen van Kosakonia oryziphila NP19-cellen werden bereid door ze 24 uur lang te kweken in NB-medium bij 37 °C. Na centrifugatie (3047 × g, 10 min) werd de celpellet verzameld, tweemaal gewassen met 10 mM fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS, pH 7,2) en opnieuw gesuspendeerd in dezelfde buffer. De optische dichtheid van de celsuspensie werd gemeten bij 600 nm, waarbij een waarde van ongeveer 1,0 werd verkregen (equivalent aan 1,0 × 10⁷ CFU/μl bepaald door uitplaten op voedingsagarplaten). Conidia van P. oryzae werden verkregen door ze te suspenderen in PBS-oplossing en te tellen met behulp van een hemocytometer. Suspensies van *K. oryziphila* NP19 en *P. Voor de bladuitstrijkexperimenten werden K. oryziphila*-conidia bereid op verse rijstbladeren in concentraties van respectievelijk 1,0 × 10⁷ CFU/μL en 5,0 × 10² conidia/μL. De bereidingsmethode van de rijstmonsters was als volgt: 5 cm lange bladeren van rijstzaailingen werden afgesneden en in petrischalen geplaatst die bekleed waren met vochtig absorberend papier. Er werden vijf behandelingsgroepen ingesteld: (i) R: rijstbladeren zonder bacteriële inoculatie als controle, aangevuld met een 0,025% (v/v) Tween 20-oplossing; (ii) RB + F: rijst geïnoculeerd met K. oryziphila NP19, aangevuld met 2 μL conidia-suspensie van de schimmel die rijstblast veroorzaakt; (iii) R + BF: Rijst in groep R aangevuld met 4 μl van een mengsel van een suspensie van rijstblastconidia en K. oryziphila NP19 (volumeverhouding 1:1); (iv) R + F: Rijst in groep R aangevuld met 2 μl van een suspensie van rijstblastconidia; (v) RF + B: Rijst in groep R aangevuld met 2 μl van een suspensie van rijstblastconidia werd 30 uur geïncubeerd, waarna 2 μl K. oryziphila NP19 op dezelfde plaats werd toegevoegd. Alle petrischalen werden 30 uur bij 25 °C in het donker geïncubeerd en vervolgens onder continu licht geplaatst. Elke groep werd in drievoud uitgevoerd. Na 72 uur kweken werden de plantenweefsels geobserveerd en geanalyseerd met behulp van scanningelektronenmicroscopie (SEM). Kort gezegd werden plantenweefsels gefixeerd in een fosfaatbuffer met 2,5% (v/v) glutaraldehyde en gedehydrateerd door middel van een reeks ethanoloplossingen. Na kritischepuntdroging met koolstofdioxide werden de monsters met goud bekleed door middel van sputtercoating en ten slotte onderzocht met een scanningelektronenmicroscoop.15
Geplaatst op: 15 december 2025