የሩዝ ፍንዳታ ፈንገስ ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ NP19 እንደ የእፅዋት እድገት አራማጅ እና የKDML105 ዝርያ የሆነውን የሩዝ ፍንዳታን ለመግታት እንደ ባዮሎጂካል ፀረ-ተባይ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል።

ይህ ጥናት እንደሚያሳየው ከሩዝ ሥሮች የተነጠለው የሪዞስፌር ሲምባዮቲክ ፈንገስ *ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ* NP19 በ*ፒሪኩላሪያ ኦሪዚፊላ* ምክንያት የሚከሰተውን የሩዝ ፍንዳታ ለመቆጣጠር ተስፋ ሰጪ የእፅዋት እድገትን የሚያበረታታ ባዮፀረ-ተባይ እና ባዮፀረ-ተባይ ነው። በካኦ ዳውክ ማሊ 105 (KDML105) ዝርያ ውስጥ ባሉ ትኩስ የጃስሚን የሩዝ ችግኞች ቅጠሎች ላይ በብልቃጥ ሙከራዎች ተካሂደዋል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት NP19 የ*ፒሪኩላሪያ ኦሪዛኤ* ኮኒዲያን ማብቀል ውጤታማ በሆነ መንገድ አግዷል። *ፒሪኩላሪያ ኦሪዛኤ* ኢንፌክሽን በሦስት የተለያዩ የሕክምና ሁኔታዎች ተገድቧል፡ በመጀመሪያ፣ ሩዝ በNP19 ቅኝ ግዛት ተይዞ በ*ፒሪኩላሪያ ኦሪዛኤ* ኮኒዲያ ተከተበ፤ ሁለተኛ፣ የNP19 እና *ፒሪኩላሪያ ኦሪዛኤ* ኮኒዲያ ቅልቅል በቅጠሎቹ ላይ ተተግብሯል፤
የራይዞስፌር ባክቴሪያ *ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ* NP19¹⁴ከሩዝ ሥሮች (*ኦሪዛ ሳቲቫ* L. cv. RD6) ተለይቷል። *ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ* NP19 የእፅዋት እድገትን የሚያበረታቱ ባህሪያት አሉት፣ እነዚህም የናይትሮጅን መጠገን፣ የኢንዶሊአሴቲክ አሲድ (IAA) ምርት እና የፎስፌት መሟሟትን ያካትታሉ። የሚገርመው ነገር *ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ* NP19 ቺቲናሴን ያመነጫል^14.የ *ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ* NP19 ወደ KDML105 የሩዝ ዘሮች መተግበር ከሩዝ ፍንዳታ ኢንፌክሽን በኋላ የሩዝ ህልውናን አሻሽሏል። የዚህ ጥናት ዓላማ (i) የ *ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ* NP19 የሩዝ ፍንዳታን ለመከላከል ያለውን የመከልከል ዘዴ ግልጽ ማድረግ እና (ii) የ *ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ* NP19 የሩዝ ፍንዳታን በመቆጣጠር ረገድ ያለውን ተጽእኖ መመርመር ነው።

ንጥረ ነገሮች በእፅዋት እድገትና ልማት ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ፣ ይህም የተለያዩ የማይክሮባላዊ በሽታዎችን የሚቆጣጠሩ ምክንያቶች ሆነው ያገለግላሉ። የአንድ ተክል የማዕድን አመጋገብ የበሽታ መቋቋም ችሎታውን፣ ሞርፎሎጂካል ወይም የቲሹ ባህሪያቱን፣ እና ቫይረልነትን ወይም በሽታ አምጪ ተህዋሲያንን የመቋቋም ችሎታን ይወስናል። ፎስፈረስ የፊኖሊክ ውህዶችን ውህደት በመጨመር እድገቱን ሊያዘገይ እና የሩዝ ፍንዳታ ክብደትን ሊቀንስ ይችላል። ፖታሲየም በአጠቃላይ እንደ ሩዝ ፍንዳታ፣ የባክቴሪያ ቅጠል ቦታ፣ የቅጠል ሽፋን ቦታ፣ የግንድ መበስበስ እና የቅጠል ቦታ ያሉ ብዙ የሩዝ በሽታዎችን ስርጭት ይቀንሳል። በፔሬኖድ የተደረገ አንድ ጥናት እንደሚያሳየው ከፍተኛ የፖታስየም ማዳበሪያዎች የሩዝ የፈንገስ በሽታዎች መከሰትን ሊቀንሱ እና ምርትን ሊጨምሩ ይችላሉ። በርካታ ጥናቶች እንደሚያሳዩት የሰልፈር ማዳበሪያዎች ለፈንገስ ተህዋሲያን የሰብል መቋቋምን ሊያሻሽሉ ይችላሉ።²⁷ከመጠን በላይ ማግኒዚየም (የክሎሮፊል አካል) የሩዝ ፍንዳታ ሊያስከትል ይችላል።²¹ዚንክ በሽታ አምጪ ተህዋሲያንን በቀጥታ ሊገድል ስለሚችል የበሽታውን ክብደት ይቀንሳል።²²የመስክ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት በመስክ አፈር ውስጥ ያለው የፎስፈረስ፣ የፖታሲየም፣ የሰልፈር እና የዚንክ ክምችት ከድስቱ ሙከራው የበለጠ ቢሆንም፣ የሩዝ ፍንዳታ አሁንም በሩዝ ቅጠሎች በኩል ይሰራጫል። አንጻራዊ እርጥበት እና የሙቀት መጠን ለጠንካራ የበሽታ አምጪ ተህዋሲያን ወረራ የማይመቹ በመሆናቸው የአፈር ንጥረ ነገሮች የሩዝ ፍንዳታን በመቆጣጠር ረገድ ብዙም ውጤታማ ላይሆኑ ይችላሉ።
በሜዳ ሙከራዎች፣ ስቴኖትሮፎሞናስ ማልቶፊሊያ፣ ፒ. ዲፐርሳ፣ ዛንቶሞናስ ሳቻሪ፣ ቡርክሆልደርያ መልቲቮራንስ፣ ቡርክሆልደርያ ዲፍሳ፣ ቡርክሆልደርያ ቪየትናሚየንሲስ እና ሲ. ግሌየም በሁሉም ህክምናዎች ተገኝተዋል። ስቴኖትሮፎሞናስ ማልቶፊሊያ ከስንዴ፣ ከአጃ፣ ከኪያር፣ ከበቆሎ እና ከድንች ራይዞስፌር ተለይቷል እና ባዮኮንትሮል አሳይቷል።^{እንቅስቃሴ}ከኮሌቶትሪቹም ኒምፋኤኤ ጋር።28 በተጨማሪም፣ የፒ. ዲፐርሳ በጥቁር ላይ ውጤታማ እንደሆነ ተዘግቧል።^{የመበስበስ}ጣፋጭ ድንች።29 በተጨማሪም፣ የዛንቶሞናስ ሳቻሪ R1 ዝርያ በቡርክሆልደርያ ምክንያት በሚመጣው የሩዝ ፍንዳታ እና የፓንክል መበስበስ ላይ ተቃራኒ እንቅስቃሴ አሳይቷል።^ግሉሜ.30ቡርክሆልዴሪያ ኦሪዛኢ NP19 ከሩዝ ቲሹ ጋር ሲምባዮቲክ ግንኙነት ሊፈጥር እና ለአንዳንድ የሩዝ ዝርያዎች የተለመደ ሲምባዮቲክ ፈንገስ ሊሆን ይችላል። ሌሎች የአፈር ባክቴሪያዎች ከተተከሉ በኋላ ሩዙን በቅኝ ግዛት ውስጥ ሊይዙት ቢችሉም፣ ፍንዳታው ፈንገስ NP19 አንዴ ቅኝ ግዛት ውስጥ ከገባ በኋላ በሩዙ ላይ ይህንን በሽታ ለመከላከል በሚደረገው የመከላከያ ዘዴ ውስጥ በርካታ ነገሮችን ይነካል። NP19 የፒ. ኦሪዛኢ እድገትን ከ50% በላይ ከመጨናነቅ ባለፈ (በመስመር ላይ አባሪ ውስጥ ተጨማሪ ሰንጠረዥ S1ን ይመልከቱ)፣ ነገር ግን በቅጠሎች ላይ የሚፈጠሩትን የፍንዳታ ቁስሎች ቁጥር ይቀንሳል እና በመስክ ሙከራዎች ውስጥ በNP19 (RBf፣ RFf-B እና RBFf-B) የተከተቡ ወይም ቅኝ ግዛት የተያዙ የሩዝ ምርቶችን ይጨምራል (ምስል S3)።
የእፅዋት ፍንዳታን የሚያመጣው ፒሪኩላሪያ ኦሪዛኢ የተባለው ፈንገስ ሄሚትሮፊክ ፈንገስ ሲሆን በበሽታው ወቅት ከአስተናጋጁ ተክል ንጥረ ነገሮችን ይፈልጋል። ተክሎች የፈንገስ ኢንፌክሽንን ለመግታት ምላሽ ሰጪ የኦክስጅን ዝርያዎችን (ROS) ያመነጫሉ፤ ሆኖም ግን፣ ፒሪኩላሪያ ኦሪዛኢ በአስተናጋጁ የሚመረተውን ROS ለመከላከል የተለያዩ ስልቶችን ይጠቀማል።³¹ፔሮክሳይዳሴዎች በሽታ አምጪ ተህዋሲያንን በመቋቋም ረገድ ሚና የሚጫወቱ ይመስላሉ፤ ከእነዚህም ውስጥ የሴል ግድግዳ ፕሮቲኖችን መሻገር፣ የክሲለም ግድግዳዎች ውፍረት፣ የROS ምርት እና የሃይድሮጂን ፐርኦክሳይድ ገለልተኛነትን ያካትታሉ።³²አንቲኦክሲዳንት ኢንዛይሞች እንደ የተለየ የROS ማስወገጃ ስርዓት ሆነው ሊያገለግሉ ይችላሉ። በፀረ-ኦክሲዳንት ባህሪያቸው፣ ሱፐርኦክሳይድ ዲስሙታዝ (SOD) እና ፔሮክሲዳዝ (POD) የመከላከያ ምላሾችን ለመጀመር ይረዳሉ፣ SOD ደግሞ የመጀመሪያው የመከላከያ መስመር ሆኖ ያገለግላል።³³በሩዝ ውስጥ የእፅዋት ፐርኦክሲዳዝ እንቅስቃሴ የሚከሰተው እንደ *ፒሪኩላሪያ ኦሪዛ* እና *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae* ባሉ የእፅዋት በሽታ አምጪ ተህዋሲያን ከተበከሉ በኋላ ነው።³²በዚህ ጥናት፣ በ*Magnaporthe oryzae* NP19 በተከተቡ የሩዝ ቅኝ ግዛቶች እና/ወይም በክትባት በተወሰዱ የሩዝ ቡድኖች ውስጥ የፔሮክሲዳዝ እንቅስቃሴ ጨምሯል፤ ሆኖም ግን፣ *Magnaporthe oryzae* የፔሮክሲዳዝ እንቅስቃሴን አልነካም። ሱፐርኦክሳይድ ዲስሙታዝ (SOD)፣ እንደ H₂O₂ ሲንቴዝ፣ የO₂⁻ን ወደ H₂O₂ መቀነስን ያነቃቃል። SOD በፋብሪካው ውስጥ ያለውን የH₂O₂ ክምችት በማመጣጠን ለተለያዩ ጭንቀቶች በተክሎች መቋቋም ረገድ ወሳኝ ሚና ይጫወታል፣ በዚህም የእፅዋትን ለተለያዩ ጭንቀቶች መቻቻልን ይጨምራል³⁴። በዚህ ጥናት፣ በድስት ሙከራው ውስጥ፣ *Magnaporthe oryzae* ከተከተቡ (30 DAT) ከ30 ቀናት በኋላ፣ በRF እና RBF ቡድኖች ውስጥ ያሉት የSOD እንቅስቃሴዎች በቅደም ተከተል በR ቡድን ውስጥ ካሉት በ121.9% እና 104.5% ከፍ ያሉ ነበሩ፣ ይህም ለ*Magnaporthe oryzae* ኢንፌክሽን የSOD ምላሽ መኖሩን ያሳያል። በድስትም ሆነ በመስክ ሙከራዎች፣ በ*Magnaporthe oryzae* NP19-inoculationed ሩዝ ውስጥ የSOD እንቅስቃሴዎች ከተከተቡ ከ30 ቀናት በኋላ ባልተከተቡ ሩዝ ውስጥ ከነበሩት ጋር ሲነፃፀሩ በቅደም ተከተል በ67.7% እና 28.8% ከፍ ያሉ ነበሩ። የእፅዋት ባዮኬሚካላዊ ምላሾች በአካባቢ፣ በጭንቀት ምንጭ እና በእፅዋት አይነት³⁵ ይጎዳሉ። የእፅዋት አንቲኦክሲደንት ኢንዛይም እንቅስቃሴዎች በቀጥታ በአካባቢ ሁኔታዎች ተጽዕኖ ይደረግባቸዋል፣ ይህም በተራው የእፅዋት ማይክሮባላዊ ማህበረሰብን በመቀየር የእፅዋት አንቲኦክሲደንት ኢንዛይም እንቅስቃሴዎችን ይነካል።
በዚህ ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የሩዝ ፍንዳታ በሽታ ፈንገስ (ኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ NP19፣ NCBI accession number PP861312) ዝርያ ነበር።¹³በታይላንድ ናኮን ፋኖም ግዛት (16° 59′ 42.9″ N 104° 22′ 17.9″ E) ውስጥ ከሚገኘው የሩዝ ዝርያ RD6 ሥሮች ተነጥሎ ተገኝቷል። ይህ ዝርያ በ30°ሴ እና በ150 rpm ለ18 ሰዓታት በንጥረ ነገር መረቅ (NB) ውስጥ ተክሏል። የባክቴሪያውን ክምችት ለማስላት፣ በ600 nm ላይ የባክቴሪያውን እገዳ የመምጠጥ አቅም ተለካ። የባክቴሪያውን እገዳ ክምችት ወደ ተስተካክሏል።^10⁶ሲኤፍዩ/ሚሊ ሊትር ከንፁህ ዲዮናይዝድ ውሃ ጋር (_dH₂O) የሩዝ ፍንዳታ ፈንገስ (ፒሪኩላሪያ ኦሪዛ) በድንች ዴክስትሮዝ አጋር (PDA) ላይ በክትባት ተወግዶ ለ7 ቀናት በ25°ሴ እንዲቆይ ተደርጓል። የፈንገስ ማይሴሊየም ወደ ሩዝ ብራን አጋር መካከለኛ (2% (w/v) የሩዝ ብራን፣ 0.5% (w/v) ሱክሮስ እና 2% (w/v) አጋር በዲዮናይዝድ ውሃ፣ pH 7 ውስጥ እንዲሟሟ ተደርጓል) እና ለ7 ቀናት በ25°ሴ እንዲቆይ ተደርጓል። ኮንዲያን ለማነሳሳት ተጋላጭ የሆነ የሩዝ ዝርያ (KDML105) የተጸዳ ቅጠል በማይሴሊየም ላይ ተተክሎ ለ5 ቀናት በተቀላቀለ የአልትራቫዮሌት እና ነጭ ብርሃን ታጥቧል። ኮኒዲያ ማይሴሊየምን እና የተበከለውን የቅጠል ወለል በ10 ሚሊ ሊትር 0.025% (v/v) Tween 20 መፍትሄ በቀስታ በማጽዳት ተሰብስቧል። የፈንገስ መፍትሄው ማይሴሊየምን፣ አጋርን እና የሩዝ ቅጠሎችን ለማስወገድ በስምንት የቺዝ ጨርቅ ንብርብሮች ተጣርቶ ተጣርቶ ነበር። በእገዳው ውስጥ ያለው የኮኒዲያ ክምችት ለተጨማሪ ትንተና ወደ 5 × 10⁵ ኮኒዲያ/ሚሊ ተስተካክሏል።
የኮሳኮኒያ ኦሪዚፊላ NP19 ሴሎች አዲስ ባህሎች በNB መካከለኛ ሙቀት ለ24 ሰዓታት በ37°ሴ በማልማት ተዘጋጅተዋል። ሴንትሪፉጌሽን (3047 × g፣ 10 ደቂቃ) ከተደረገ በኋላ የሴል ፔሌት ተሰብስቦ ሁለት ጊዜ በ10 mM ፎስፌት-ቡፌርድ ሳላይን (PBS፣ pH 7.2) ታጥቦ በተመሳሳይ ቋት ውስጥ እንደገና ተንጠለጠለ። የሴል እገዳው የኦፕቲካል ጥግግት በ600 nm ተለካ፣ በግምት 1.0 (ከ1.0 × 10⁷ CFU/μl ጋር እኩል የሆነ እሴት በንጥረ ነገር አጋር ሳህኖች ላይ በመቀባት ይወሰናል)። የP. oryzae ኮኒዲያ የተገኘው በPBS መፍትሄ ውስጥ በማንጠልጠል እና በሄሞሳይቶሜትር በመጠቀም በመቁጠር ነው። የ*K. oryziphila* NP19 እና *P እገዳዎች። ለቅጠል ስሚር ሙከራዎች፣ K. oryziphila* conidia በቅደም ተከተል 1.0 × 10⁷ CFU/μL እና 5.0 × 10² conidia/μL ክምችት ባለው ትኩስ የሩዝ ቅጠሎች ላይ ተዘጋጅቷል። የሩዝ ናሙና ዝግጅት ዘዴው እንደሚከተለው ነበር፡ ከሩዝ ችግኞች 5 ሴ.ሜ ርዝመት ያላቸው ቅጠሎች ተቆርጠው እርጥብ በሚስብ ወረቀት በተሸፈኑ የፔትሪ ምግቦች ውስጥ ተቀምጠዋል። አምስት የሕክምና ቡድኖች ተቋቁመዋል፡ (i) R፡ የባክቴሪያ መርፌ የሌላቸው የሩዝ ቅጠሎች እንደ መቆጣጠሪያ፣ በ0.025% (v/v) Tween 20 መፍትሄ የተጨመሩ፤ (ii) RB + F፡ የሩዝ ኬ. oryziphila NP19 የተከተቡ፣ የሩዝ ፍንዳታን የሚያስከትሉ የፈንገስ ኮንዲዲያ እገዳዎች የተጨመሩ፤ (iii) R + BF፡ በቡድን R ውስጥ ያለው ሩዝ በ4 μl የፍንዳታ ፈንገስ ኮንዲዲያ እገዳ እና K. oryziphila NP19 ድብልቅ የተጨመረ፤ (የመጠን ጥምርታ 1:1)፤ (iv) R + F: በቡድን R ውስጥ ሩዝ በ2 μl የፍንዳታ ፈንገስ ኮኒዲያ እገዳ የተጨመረበት፤ (v) RF + B: በቡድን R ውስጥ ሩዝ በ2 μl የፍንዳታ ፈንገስ ኮኒዲያ እገዳ የተጨመረበት ለ30 ሰዓታት ታፍኖ ነበር፣ ከዚያም 2 μl የK. oryziphila NP19 በተመሳሳይ ቦታ ተጨምሯል። ሁሉም የፔትሪ ምግቦች በ25°ሴ በጨለማ ውስጥ ለ30 ሰዓታት ታፍነው ከዚያ በተከታታይ ብርሃን ስር ተቀምጠዋል። እያንዳንዱ ቡድን በሦስት እጥፍ ተፈጥሯል። ከ72 ሰዓታት ባህል በኋላ የእፅዋት ሕብረ ሕዋሶች በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ (SEM) ስካኒንግ ታይተው ተተነተኑ። በአጭሩ የእፅዋት ሕብረ ሕዋሶች 2.5% (v/v) ግሉታራዴይድ በያዙ የፎስፌት ቋት ውስጥ ተስተካክለው በተከታታይ የኢታኖል መፍትሄዎች ደርቀዋል። ወሳኝ ነጥብ በካርቦን ዳይኦክሳይድ ከደረቁ በኋላ ናሙናዎቹ በወርቅ ተሸፍነው በመጨረሻም በስካኒንግ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ተመርምረዋል።¹⁵