ఈ అధ్యయనం బియ్యం వేర్ల నుండి వేరుచేయబడిన రైజోస్పియర్ సహజీవన శిలీంధ్రం *కొసకోనియా ఒరిజిఫిలా* NP19, *పైరిక్యులేరియా ఒరిజా* వల్ల కలిగే వరి విస్ఫోటన నియంత్రణ కోసం మొక్కల పెరుగుదలను ప్రోత్సహించే బయోపెస్టిసైడ్ మరియు బయోపెస్టిసైడ్ అని నిరూపిస్తుంది. ఖావో డాక్ మాలి 105 (KDML105) రకానికి చెందిన జాస్మిన్ వరి మొలకల తాజా ఆకులపై ఇన్ విట్రో ప్రయోగాలు నిర్వహించబడ్డాయి. *పైరిక్యులేరియా ఒరిజా* కోనిడియా అంకురోత్పత్తిని NP19 సమర్థవంతంగా నిరోధించిందని ఫలితాలు చూపించాయి. *పైరిక్యులేరియా ఒరిజా* సంక్రమణను మూడు వేర్వేరు చికిత్స పరిస్థితులలో నిరోధించారు: మొదట, వరిని NP19 తో వలసరాజ్యం చేసి *పైరిక్యులేరియా ఒరిజా* కోనిడియాతో టీకాలు వేశారు; రెండవది, NP19 మరియు *పైరిక్యులేరియా ఒరిజా* కోనిడియా మిశ్రమాన్ని ఆకులకు పూయబడింది;
రైజోస్పియర్ బాక్టీరియం *కొసకోనియా ఒరిజిఫిలా* NP1914వరి వేర్ల నుండి వేరుచేయబడింది (*ఒరిజా సాటివా* L. cv. RD6). *కొసకోనియా ఒరిజిఫిలా* NP19 మొక్కల పెరుగుదలను ప్రోత్సహించే లక్షణాలను కలిగి ఉంది, వీటిలో నత్రజని స్థిరీకరణ, ఇండోలియాసిటిక్ ఆమ్లం (IAA) ఉత్పత్తి మరియు ఫాస్ఫేట్ ద్రావణీకరణ ఉన్నాయి. ఆసక్తికరంగా, *కొసకోనియా ఒరిజిఫిలా* NP19 చిటినేస్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.14.*కొసకోనియా ఒరిజిఫిలా* NP19 ను KDML105 వరి విత్తనాలకు వాడటం వలన వరి బ్లాస్ట్ ఇన్ఫెక్షన్ తర్వాత వరి మనుగడ మెరుగుపడింది. ఈ అధ్యయనం యొక్క లక్ష్యం (i) వరి బ్లాస్ట్కు వ్యతిరేకంగా *కొసకోనియా ఒరిజిఫిలా* NP19 యొక్క నిరోధక యంత్రాంగాన్ని వివరించడం మరియు (ii) వరి బ్లాస్ట్ను నియంత్రించడంలో *కొసకోనియా ఒరిజిఫిలా* NP19 ప్రభావాన్ని పరిశోధించడం.
మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిలో పోషకాలు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి, వివిధ సూక్ష్మజీవుల వ్యాధులను నియంత్రించే కారకాలుగా పనిచేస్తాయి. ఒక మొక్క యొక్క ఖనిజ పోషణ దాని వ్యాధి నిరోధకత, పదనిర్మాణ లేదా కణజాల లక్షణాలు మరియు వైరస్ లేదా వ్యాధికారకాలకు వ్యతిరేకంగా జీవించే సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. భాస్వరం ఫినోలిక్ సమ్మేళనాల సంశ్లేషణను పెంచడం ద్వారా అభివృద్ధిని నెమ్మదిస్తుంది మరియు వరి బ్లాస్ట్ యొక్క తీవ్రతను తగ్గిస్తుంది. పొటాషియం సాధారణంగా వరి బ్లాస్ట్, బాక్టీరియల్ లీఫ్ స్పాట్, లీఫ్ షీత్ స్పాట్, కాండం తెగులు మరియు లీఫ్ స్పాట్ వంటి అనేక వరి వ్యాధుల సంభవాన్ని తగ్గిస్తుంది. అధిక పొటాషియం ఎరువులు వరి శిలీంధ్ర వ్యాధుల సంభవాన్ని తగ్గించి దిగుబడిని పెంచుతాయని పెర్రెనౌడ్ చేసిన అధ్యయనం చూపించింది. సల్ఫర్ ఎరువులు శిలీంధ్ర వ్యాధికారకాలకు పంట నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తాయని అనేక అధ్యయనాలు చూపించాయి.27అధిక మెగ్నీషియం (క్లోరోఫిల్ యొక్క ఒక భాగం) బియ్యం బ్లాస్ట్కు దారితీస్తుంది.21జింక్ వ్యాధికారకాలను నేరుగా చంపగలదు, తద్వారా వ్యాధి తీవ్రతను తగ్గిస్తుంది.22కుండ ప్రయోగంలో కంటే పొలంలో ఉన్న నేలలో భాస్వరం, పొటాషియం, సల్ఫర్ మరియు జింక్ సాంద్రతలు ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, వరి ఆకుల ద్వారా వరి బ్లాస్ట్ వ్యాపిస్తుందని క్షేత్ర పరీక్షలు చూపించాయి. సాపేక్ష ఆర్ద్రత మరియు ఉష్ణోగ్రత బలమైన వ్యాధికారక ముట్టడికి అననుకూలంగా ఉన్నందున, వరి బ్లాస్ట్ను నియంత్రించడంలో నేల పోషకాలు అంత ప్రభావవంతంగా ఉండకపోవచ్చు.
క్షేత్ర పరీక్షలలో, స్టెనోట్రోఫోమోనాస్ మాల్టోఫిలియా, పి. డిస్పెర్సా, క్సాంతోమోనాస్ సచ్చరి, బర్ఖోల్డెరియా మల్టీవోరాన్స్, బర్ఖోల్డెరియా డిఫ్యూసా, బర్ఖోల్డెరియా వియత్నామియెన్సిస్ మరియు సి. గ్లియం అన్ని చికిత్సలలో కనుగొనబడ్డాయి. స్టెనోట్రోఫోమోనాస్ మాల్టోఫిలియా గోధుమ, ఓట్స్, దోసకాయ, మొక్కజొన్న మరియు బంగాళాదుంపల రైజోస్పియర్ నుండి వేరుచేయబడింది మరియు జీవ నియంత్రణను చూపించింది.కార్యాచరణకొల్లెటోట్రిఖం నింఫేయేకు వ్యతిరేకంగా.28 ఇంకా, పి. డిస్పెర్సా నల్లజాతికి వ్యతిరేకంగా ప్రభావవంతంగా ఉంటుందని నివేదించబడిందితెగులుచిలగడదుంప.29 ఇంకా, క్శాంతోమోనాస్ సచ్చరి యొక్క R1 జాతి బుర్ఖోల్డెరియా వల్ల కలిగే వరి బ్లాస్ట్ మరియు పానికల్ రాట్ కు వ్యతిరేకంగా విరుద్ధమైన చర్యను చూపించింది.గ్లుమే.30బుర్ఖోల్డెరియా ఒరిజా NP19 అంకురోత్పత్తి సమయంలో వరి కణజాలంతో సహజీవన సంబంధాన్ని ఏర్పరచుకోగలదు మరియు కొన్ని వరి రకాలకు స్థానిక సహజీవన శిలీంధ్రంగా మారుతుంది. ఇతర నేల బ్యాక్టీరియా మార్పిడి తర్వాత వరిని వలసరాజ్యం చేయగలదు, బ్లాస్ట్ ఫంగస్ NP19, ఒకసారి వలసరాజ్యం అయిన తర్వాత, ఈ వ్యాధికి వ్యతిరేకంగా వరి రక్షణ యంత్రాంగంలో బహుళ అంశాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. NP19 P. ఒరిజా పెరుగుదలను 50% కంటే ఎక్కువ అణచివేయడమే కాకుండా (ఆన్లైన్ అనుబంధంలో అనుబంధ పట్టిక S1 చూడండి), కానీ ఆకులపై బ్లాస్ట్ గాయాల సంఖ్యను తగ్గిస్తుంది మరియు NP19 (RBf, RFf-B, మరియు RBFf-B) తో టీకాలు వేయబడిన లేదా వలసరాజ్యం చేయబడిన బియ్యం దిగుబడిని పెంచుతుంది (మూర్తి S3).
మొక్కల బ్లాస్ట్కు కారణమయ్యే పైరిక్యులేరియా ఒరిజా అనే శిలీంధ్రం హెమిట్రోఫిక్ ఫంగస్, దీనికి ఇన్ఫెక్షన్ సమయంలో హోస్ట్ ప్లాంట్ నుండి పోషకాలు అవసరం. ఫంగల్ ఇన్ఫెక్షన్ను అణిచివేసేందుకు మొక్కలు రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులను (ROS) ఉత్పత్తి చేస్తాయి; అయితే, పైరిక్యులేరియా ఒరిజా హోస్ట్-ఉత్పత్తి చేసిన ROSను ఎదుర్కోవడానికి వివిధ వ్యూహాలను ఉపయోగిస్తుంది.31కణ గోడ ప్రోటీన్ల క్రాస్-లింకింగ్, జిలేమ్ గోడలు గట్టిపడటం, ROS ఉత్పత్తి మరియు హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ యొక్క తటస్థీకరణతో సహా వ్యాధికారక నిరోధకతలో పెరాక్సిడేస్లు పాత్ర పోషిస్తున్నట్లు కనిపిస్తుంది.32యాంటీఆక్సిడెంట్ ఎంజైమ్లు నిర్దిష్ట ROS శుద్ధి వ్యవస్థగా పనిచేస్తాయి. వాటి యాంటీఆక్సిడెంట్ లక్షణాల ద్వారా, సూపర్ ఆక్సైడ్ డిస్ముటేస్ (SOD) మరియు పెరాక్సిడేస్ (POD) రక్షణ ప్రతిస్పందనలను ప్రారంభించడంలో సహాయపడతాయి, SOD రక్షణ యొక్క మొదటి వరుసగా పనిచేస్తుంది.33వరిలో, *పైరిక్యులేరియా ఒరిజా* మరియు *క్శాంతోమోనాస్ ఒరిజా పివి. ఒరిజా* వంటి మొక్కల వ్యాధికారకాలతో సంక్రమణ తర్వాత మొక్కల పెరాక్సిడేస్ చర్య ప్రేరేపించబడుతుంది.32ఈ అధ్యయనంలో, *మాగ్నాపోర్తే ఒరిజా* NP19 తో వరిని వలసరాజ్యం చేసిన మరియు/లేదా టీకాలు వేసిన వారిలో పెరాక్సిడేస్ కార్యకలాపాలు పెరిగాయి; అయితే, *మాగ్నాపోర్తే ఒరిజా* పెరాక్సిడేస్ కార్యకలాపాలను ప్రభావితం చేయలేదు. సూపర్ ఆక్సైడ్ డిస్ముటేస్ (SOD), H₂O₂ సింథేస్ వలె, O₂⁻ ను H₂O₂ కు తగ్గించడాన్ని ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. మొక్క లోపల H₂O₂ సాంద్రతను సమతుల్యం చేయడం ద్వారా వివిధ ఒత్తిళ్లకు మొక్కల నిరోధకతలో SOD కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, తద్వారా వివిధ ఒత్తిళ్లకు మొక్కల సహనాన్ని పెంచుతుంది. ఈ అధ్యయనంలో, *మాగ్నాపోర్తే ఒరిజా* టీకాలు వేసిన 30 రోజుల తర్వాత (30 DAT), కుండ ప్రయోగంలో, RF మరియు RBF సమూహాలలో SOD కార్యకలాపాలు R సమూహంలోని వాటి కంటే వరుసగా 121.9% మరియు 104.5% ఎక్కువగా ఉన్నాయి, ఇది *మాగ్నాపోర్తే ఒరిజా* సంక్రమణకు SOD ప్రతిస్పందనను సూచిస్తుంది. కుండ మరియు పొలంలో చేసిన ప్రయోగాలలో, *మాగ్నాపోర్తే ఒరిజా* NP19-ఇనాక్యులేటెడ్ బియ్యంలో SOD కార్యకలాపాలు టీకాలు వేసిన 30 రోజుల తర్వాత టీకాలు వేయని బియ్యంలో కంటే వరుసగా 67.7% మరియు 28.8% ఎక్కువగా ఉన్నాయి. మొక్కల జీవరసాయన ప్రతిస్పందనలు పర్యావరణం, ఒత్తిడి మూలం మరియు మొక్కల రకం ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి. మొక్కల యాంటీఆక్సిడెంట్ ఎంజైమ్ కార్యకలాపాలు పర్యావరణ కారకాలచే నేరుగా ప్రభావితమవుతాయి, ఇది మొక్కల సూక్ష్మజీవుల సంఘాన్ని మార్చడం ద్వారా మొక్కల యాంటీఆక్సిడెంట్ ఎంజైమ్ కార్యకలాపాలను ప్రభావితం చేస్తుంది.
ఈ అధ్యయనంలో ఉపయోగించిన వరి బ్లాస్ట్ డిసీజ్ ఫంగస్ (కొసకోనియా ఒరిజిఫిలా NP19, NCBI యాక్సెషన్ నంబర్ PP861312) జాతి13థాయిలాండ్లోని నఖోన్ ఫనోమ్ ప్రావిన్స్ (16° 59′ 42.9″ N 104° 22′ 17.9″ E) లోని వరి సాగు RD6 వేర్ల నుండి వేరుచేయబడింది. ఈ జాతిని పోషక రసం (NB)లో 30°C మరియు 150 rpm వద్ద 18 గంటలకు కల్చర్ చేశారు. బ్యాక్టీరియా సాంద్రతను లెక్కించడానికి, 600 nm వద్ద బ్యాక్టీరియా సస్పెన్షన్ యొక్క శోషణను కొలుస్తారు. బ్యాక్టీరియా సస్పెన్షన్ యొక్క సాంద్రతను10⁶స్టెరైల్ డీయోనైజ్డ్ నీటితో CFU/mL (డిహెచ్₂ఓ). రైస్ బ్లాస్ట్ ఫంగస్ (పైరిక్యులేరియా ఒరిజా) ను బంగాళాదుంప డెక్స్ట్రోస్ అగర్ (PDA) పై స్పాట్-ఇనాక్టెడ్ చేసి 25°C వద్ద 7 రోజులు పొదిగించారు. ఫంగల్ మైసిలియంను రైస్ బ్రాన్ అగర్ మీడియం (2% (w/v) రైస్ బ్రాన్, 0.5% (w/v) సుక్రోజ్, మరియు 2% (w/v) అగర్ డీయోనైజ్డ్ నీటిలో కరిగించి, pH 7) కు బదిలీ చేసి 25°C వద్ద 7 రోజులు పొదిగించారు. కోనిడియాను ప్రేరేపించడానికి ఒక సున్నితమైన వరి సాగు (KDML105) యొక్క స్టెరిలైజ్డ్ ఆకును మైసిలియం మీద ఉంచారు మరియు 25°C వద్ద 5 రోజులు కలిపి UV మరియు తెల్లని కాంతి కింద పొదిగించారు. కోనిడియాను మైసిలియం మరియు సోకిన ఆకు ఉపరితలాన్ని 10 ml స్టెరిలైజ్డ్ 0.025% (v/v) ట్వీన్ 20 ద్రావణంతో సున్నితంగా తుడిచివేయడం ద్వారా సేకరించారు. మైసిలియం, అగర్ మరియు బియ్యం ఆకులను తొలగించడానికి ఫంగల్ ద్రావణాన్ని ఎనిమిది పొరల చీజ్క్లాత్ ద్వారా ఫిల్టర్ చేశారు. మరింత విశ్లేషణ కోసం సస్పెన్షన్లోని కోనిడియా సాంద్రతను 5 × 10⁵ కోనిడియా/మి.లీ.కి సర్దుబాటు చేశారు.
కోసకోనియా ఒరిజిఫిలా NP19 కణాల తాజా కల్చర్లను NB మాధ్యమంలో 37 °C వద్ద 24 గంటలు కల్చర్ చేయడం ద్వారా తయారు చేశారు. సెంట్రిఫ్యూగేషన్ తర్వాత (3047 × g, 10 నిమిషాలు), సెల్ పెల్లెట్ను సేకరించి, 10 mM ఫాస్ఫేట్-బఫర్డ్ సెలైన్ (PBS, pH 7.2) తో రెండుసార్లు కడిగి, అదే బఫర్లో తిరిగి అమర్చారు. సెల్ సస్పెన్షన్ యొక్క ఆప్టికల్ సాంద్రతను 600 nm వద్ద కొలుస్తారు, సుమారు 1.0 విలువను పొందుతారు (పోషక అగర్ ప్లేట్లపై లేపనం చేయడం ద్వారా నిర్ణయించబడిన 1.0 × 10⁷ CFU/μlకి సమానం). P. ఒరిజియే యొక్క కోనిడియాను PBS ద్రావణంలో సస్పెండ్ చేసి, హెమోసైటోమీటర్ ఉపయోగించి లెక్కించడం ద్వారా పొందారు. *K. ఒరిజిఫిలా* NP19 మరియు *P యొక్క సస్పెన్షన్లు. ఆకు స్మెర్ ప్రయోగాల కోసం, K. ఒరిజిఫిలా* కోనిడియాను తాజా వరి ఆకులపై వరుసగా 1.0 × 10⁷ CFU/μL మరియు 5.0 × 10² కొనిడియా/μL సాంద్రతలతో తయారు చేశారు. బియ్యం నమూనా తయారీ పద్ధతి ఈ క్రింది విధంగా ఉంది: వరి మొలకల నుండి 5 సెం.మీ. పొడవున్న ఆకులను కత్తిరించి తేమతో కూడిన శోషక కాగితంతో కప్పబడిన పెట్రీ డిష్లలో ఉంచారు. ఐదు చికిత్స సమూహాలు స్థాపించబడ్డాయి: (i) R: నియంత్రణగా బాక్టీరియల్ ఇనాక్యులేషన్ లేని బియ్యం ఆకులు, 0.025% (v/v) ట్వీన్ 20 ద్రావణంతో అనుబంధించబడ్డాయి; (ii) RB + F: K. ఒరిజిఫిలా NP19తో టీకాలు వేయబడిన బియ్యం, బియ్యం బ్లాస్ట్కు కారణమయ్యే ఫంగస్ యొక్క 2 μL కొనిడియా సస్పెన్షన్తో అనుబంధించబడింది; (iii) R + BF: గ్రూప్ Rలోని బియ్యం బ్లాస్ట్ ఫంగల్ కోనిడియా సస్పెన్షన్ మరియు K. ఒరిజిఫిలా NP19 (వాల్యూమ్ నిష్పత్తి 1:1) మిశ్రమం యొక్క 4 μlతో అనుబంధించబడింది; (iv) R + F: గ్రూప్ R లోని బియ్యాన్ని 2 μl బ్లాస్ట్ ఫంగల్ కోనిడియా సస్పెన్షన్తో అనుబంధించారు; (v) RF + B: గ్రూప్ R లోని బియ్యాన్ని 2 μl బ్లాస్ట్ ఫంగల్ కోనిడియా సస్పెన్షన్తో అనుబంధించారు 30 గంటలు పొదిగించారు, ఆపై 2 μl K. ఒరిజిఫిలా NP19 ను అదే స్థలంలో జోడించారు. అన్ని పెట్రి డిష్లను చీకటిలో 25°C వద్ద 30 గంటలు పొదిగించి, ఆపై నిరంతర కాంతిలో ఉంచారు. ప్రతి సమూహాన్ని త్రిపాదిలో రూపొందించారు. 72 గంటల సంస్కృతి తర్వాత, మొక్కల కణజాలాలను స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM) ద్వారా పరిశీలించి విశ్లేషించారు. క్లుప్తంగా, మొక్కల కణజాలాలను 2.5% (v/v) గ్లూటరాల్డిహైడ్ కలిగిన ఫాస్ఫేట్ బఫర్లో స్థిరపరిచారు మరియు ఇథనాల్ ద్రావణాల శ్రేణి ద్వారా నిర్జలీకరణం చేశారు. కార్బన్ డయాక్సైడ్తో క్రిటికల్-పాయింట్ ఎండబెట్టిన తర్వాత, నమూనాలను బంగారంతో స్పట్టర్-కోటెడ్ చేసి, చివరకు స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ని ఉపయోగించి పరిశీలించారు.15
పోస్ట్ సమయం: డిసెంబర్-15-2025