מחקר זה מדגים כי הפטרייה הסימביוטית *Kosakonia oryziphila* NP19 המבודדת משורשי אורז היא קוטל חרקים ביולוגי מבטיח לקידום צמיחת צמחים ולבקרת התפרצות אורז הנגרמת על ידי *Pyricularia oryzae*. ניסויים חוץ גופיים נערכו על עלים טריים של שתילי אורז יסמין מזן Khao Dawk Mali 105 (KDML105). התוצאות הראו כי NP19 עיכב ביעילות את נביטת נבטי *Pyricularia oryzae*. זיהום *Pyricularia oryzae* עוכב תחת שלושה תנאי טיפול שונים: ראשית, אורז עבר יישוב עם NP19 וחוסן בנבטי *Pyricularia oryzae*; שנית, תערובת של NP19 ונבטי *Pyricularia oryzae* יושמה על העלים;
חיידק הריזוספרה *Kosakonia oryziphila* NP1914בודד משורשי אורז (*Oryza sativa* L. cv. RD6). ל-*Kosakonia oryziphila* NP19 יש תכונות המקדמות צמיחה של צמחים, כולל קיבוע חנקן, ייצור חומצה אינדולאצטית (IAA) ומסיסות פוספט. מעניין לציין, ש-*Kosakonia oryziphila* NP19 מייצר כיטינאז.14.יישום של *Kosakonia oryziphila* NP19 על זרעי אורז KDML105 שיפר את הישרדות האורז לאחר הדבקה בבלסט אורז. מטרת מחקר זה היא (i) להבהיר את מנגנון העיכוב של *Kosakonia oryziphila* NP19 כנגד בלסט אורז ו-(ii) לחקור את השפעת *Kosakonia oryziphila* NP19 בבקרת בלסט אורז.
חומרים מזינים ממלאים תפקיד מכריע בגדילת והתפתחות הצמח, ומשמשים כגורמים השולטים במחלות מיקרוביאליות שונות. תזונת המינרלים של הצמח קובעת את עמידותו למחלות, את מאפייניו המורפולוגיים או הרקמתיים, ואת ארסיותו, או את יכולתו לשרוד כנגד פתוגנים. זרחן יכול להאט את ההתפתחות ולהפחית את חומרת התפרצות האורז על ידי הגברת הסינתזה של תרכובות פנוליות. אשלגן בדרך כלל מפחית את שכיחותן של מחלות אורז רבות, כגון התפרצות אורז, כתמי עלים חיידקיים, כתמי נדן עלים, ריקבון גבעול וכתמי עלים. מחקר של פרנוד הראה שדשנים עתירי אשלגן יכולים גם להפחית את שכיחותן של מחלות פטרייתיות באורז ולהגדיל את התפוקה. מחקרים רבים הראו שדשנים גופריתיים יכולים לשפר את עמידות הגידולים לפתוגנים פטרייתיים.27עודף מגנזיום (מרכיב של כלורופיל) יכול להוביל להתפוצצות אורז.21אבץ יכול להרוג ישירות פתוגנים, ובכך להפחית את חומרת המחלה.22ניסויי שדה הראו שלמרות שריכוזי הזרחן, האשלגן, הגופרית והאבץ באדמת השדה היו גבוהים יותר מאשר בניסוי בעציץ, פיצוץ האורז עדיין התפשט דרך עלי האורז. ייתכן שחומרי הזנה בקרקע אינם יעילים במיוחד בשליטה בפיצוץ האורז, מכיוון שלחות יחסית וטמפרטורה אינן נוחות להתפשטות חזקה של פתוגנים.
בניסויי שדה, זוהו Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis ו-C. gleum בכל הטיפולים. Stenotrophomonas maltophilia בודד מהריזופירה של חיטה, שיבולת שועל, מלפפון, תירס ותפוח אדמה והוכח כבעל יכולת בקרה ביולוגית.פְּעִילוּתנגד Colletotrichum nymphaeae.28 יתר על כן, דווח כי P. dispersa יעיל נגד שחוריםריקבון שלבטטה.29 יתר על כן, זן R1 של Xanthomonas sacchari הראה פעילות אנטגוניסטית כנגד ריקבון אורז וריקבון פאניקה הנגרמים על ידי Burkholderiaגלומא.30פטריית Burkholderia oryzae NP19 יכולה ליצור קשר סימביוטי עם רקמת האורז במהלך הנביטה ולהפוך לפטרייה סימביוטית אנדמית עבור זני אורז מסוימים. בעוד שחיידקי קרקע אחרים יכולים ליישב אורז לאחר השתלה, פטריית הפיצוץ NP19, לאחר התיישבותה, משפיעה על גורמים רבים במנגנון ההגנה של האורז מפני מחלה זו. NP19 לא רק מדכאת את צמיחת P. oryzae ביותר מ-50% (ראה טבלה משלימה S1 בנספח המקוון), אלא גם מפחיתה את מספר נגעי הפיצוץ על העלים ומגדילה את תנובת האורז שחוסן או יושב ב-NP19 (RBf, RFf-B ו-RBFf-B) בניסויי שדה (איור S3).
הפטרייה Pyricularia oryzae, הגורמת לפיצוץ צמחי, היא פטרייה המיטרופית הדורשת חומרים מזינים מהצמח המארח במהלך הדבקה. צמחים מייצרים מיני חמצן פעילים (ROS) כדי לדכא זיהום פטרייתי; עם זאת, Pyricularia oryzae משתמש במגוון אסטרטגיות כדי לנטרל ROS המיוצר על ידי הצמח המארח.31נראה כי לפראוקסידאזות תפקיד בעמידות לפתוגנים, כולל קישור צולב של חלבוני דופן התא, עיבוי דפנות העצה, ייצור ROS ונטרול מי חמצן.32אנזימים נוגדי חמצון עשויים לשמש כמערכת ספציפית לניקוז ROS. באמצעות תכונותיהם נוגדות החמצון, סופראוקסיד דיסמוטאז (SOD) ופראוקסידאז (POD) מסייעים בהפעלת תגובות הגנה, כאשר SOD משמש כקו ההגנה הראשון.33באורז, פעילות פראוקסידאז צמחי מושרת לאחר הדבקה בפתוגנים צמחיים כגון *Pyricularia oryzae* ו-*Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.32במחקר זה, פעילות הפראוקסידאז גדלה באורז שעבר קולוניזציה ו/או חוסן עם *Magnaporthe oryzae* NP19; עם זאת, *Magnaporthe oryzae* לא השפיע על פעילות הפראוקסידאז. סופראוקסיד דיסמוטאז (SOD), כסינתאז H₂O₂, מזרז את החיזור של O₂⁻ ל-H₂O₂. SOD ממלא תפקיד מכריע בעמידות הצמח למגוון לחצים על ידי איזון ריכוז ה-H₂O₂ בתוך הצמח, ובכך משפר את סבילות הצמח למגוון לחצים³⁴. במחקר זה, בניסוי בעציץ, 30 יום לאחר חיסון *Magnaporthe oryzae* (30 DAT), פעילויות ה-SOD בקבוצות RF ו-RBF היו גבוהות ב-121.9% ו-104.5% מאלה בקבוצת R, בהתאמה, דבר המצביע על תגובת SOD לזיהום *Magnaporthe oryzae*. בניסויים בעציץ ובניסויים בשטח כאחד, פעילות ה-SOD באורז שעבר הזנה עם NP19 ממשפחת *Magnaporthe oryzae* הייתה גבוהה ב-67.7% וב-28.8% מאלה באורז שלא עבר הזנה, 30 יום לאחר ההזרקה, בהתאמה. תגובות ביוכימיות של הצמח מושפעות מהסביבה, מקור הלחץ וסוג הצמח³⁵. פעילות אנזימים נוגדי חמצון בצמח מושפעת ישירות מגורמים סביבתיים, אשר בתורם משפיעים על פעילות אנזימים נוגדי חמצון בצמח על ידי שינוי הקהילה המיקרוביאלית בצמח.
פטריית מחלת הפיצוץ של האורז (Kosakonia oryziphila NP19, מספר גישה של NCBI PP861312) ששימשה במחקר זה הייתה זן13בודד משורשי זן האורז RD6 במחוז נאקון פאנום, תאילנד (16° 59′ 42.9″ צפון 104° 22′ 17.9″ מזרח). זן זה גודל במרק תזונתי (NB) בטמפרטורה של 30°C ו-150 סל"ד למשך 18 שעות. כדי לחשב את ריכוז החיידקים, נמדדה ספיגת תרחיף החיידקים ב-600 ננומטר. ריכוז תרחיף החיידקים הותאם ל-10⁶CFU/mL עם מים סטריליים מזוקקים (dH₂Oפטריית התפרצות האורז (Pyricularia oryzae) הוזרקה נקודתית על אגר דקסטרוז תפוחי אדמה (PDA) ודגרו ב-25 מעלות צלזיוס למשך 7 ימים. התפטיר הפטרייתי הועבר למדיום אגר סובין אורז (2% (w/v) סובין אורז, 0.5% (w/v) סוכרוז, ו-2% (w/v) אגר מומס במים מזוקקים, pH 7) ודגרו ב-25 מעלות צלזיוס למשך 7 ימים. עלה מעוקר של זן אורז רגיש (KDML105) הונח על התפטיר כדי לגרום לחנידיה ודגרו ב-25 מעלות צלזיוס למשך 5 ימים תחת אור משולב של קרינת UV ולבן. החנידיה נאספו על ידי ניגוב עדין של התפטיר ופני העלה הנגוע ב-10 מ"ל של תמיסת Tween 20 מעוקרת בריכוז 0.025% (v/v). תמיסת הפטרייה סוננה דרך שמונה שכבות של בד גבינה כדי להסיר את התפטיר, האגר ועלי האורז. ריכוז הקונידיה בתרחיף הותאם ל-5 × 10⁵ קונידיה/מ"ל לצורך ניתוח נוסף.
תרבויות טריות של תאי Kosakonia oryziphila NP19 הוכנו על ידי גידול במדיום NB ב-37 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות. לאחר צנטריפוגה (3047 × גרם, 10 דקות), נאסף גלולת התא, נשטף פעמיים בתמיסת מלח פוספטית בופר 10 mM (PBS, pH 7.2), והושעה מחדש באותו בופר. הצפיפות האופטית של תרחיף התאים נמדדה ב-600 ננומטר, וקיבל ערך של כ-1.0 (שווה ערך ל-1.0 × 10⁷ CFU/μl שנקבע על ידי ציפוי על פלטות אגר מזין). קונידיה של P. oryzae הושגו על ידי השעייתם בתמיסת PBS וספירתם באמצעות הומוציטומטרי. תרחיפים של *K. oryziphila* NP19 ו-*P. עבור ניסויי מריחת העלים, הוכנו קונידיות של K. oryziphila* על עלי אורז טריים בריכוזים של 1.0 × 10⁷ CFU/μL ו-5.0 × 10² קונידיות/μL, בהתאמה. שיטת הכנת דגימת האורז הייתה כדלקמן: עלים באורך 5 ס"מ משתילי אורז נחתכו והונחו בצלחות פטרי מרופדות בנייר סופג לח. הוקמו חמש קבוצות טיפול: (i) R: עלי אורז ללא חיסון חיידקי כביקורת, בתוספת תמיסת Tween 20 של 0.025% (v/v); (ii) RB + F: אורז מחוסן ב-K. oryziphila NP19, בתוספת 2 מיקרוליטר של תרחיף קונידיות של הפטרייה הגורמת להתפרצות אורז; (iii) R + BF: אורז בקבוצה R בתוספת 4 מיקרוליטר של תערובת של תרחיף קונידיות פטרייתיות להתפרצות ו-K. oryziphila NP19 (יחס נפחים 1:1); (iv) R + F: אורז בקבוצה R בתוספת 2 מיקרוליטר של תרחיף קונידיה פטרייתית; (v) RF + B: אורז בקבוצה R בתוספת 2 מיקרוליטר של תרחיף קונידיה פטרייתית הדבקה הודגרו במשך 30 שעות, ולאחר מכן נוספו 2 מיקרוליטר של K. oryziphila NP19 באותו מקום. כל צלחות הפטרי הודגרו ב-25 מעלות צלזיוס בחושך למשך 30 שעות ולאחר מכן הונחו תחת תאורה רציפה. כל קבוצה נוצרה בשלושה עותקים. לאחר 72 שעות של תרבית, רקמות הצמח נצפו ונותחו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM). בקצרה, רקמות הצמח קובעו בבופר פוספט המכיל 2.5% (v/v) גלוטראלדהיד ויובשו באמצעות סדרה של תמיסות אתנול. לאחר ייבוש בנקודה קריטית עם פחמן דו-חמצני, הדגימות צופו בזהב בהתזה ולבסוף נבדקו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק.15
זמן פרסום: 15 בדצמבר 2025