Rissprängsvampen Kosakonia oryziphila NP19 kan användas som växttillväxtfrämjare och biologisk bekämpningsmedel för att undertrycka rissprängning av sorten KDML105.

Denna studie visar att den rhizosfäriska symbiotiska svampen *Kosakonia oryziphila* NP19 isolerad från risrötter är en lovande växttillväxtfrämjande biopesticid och biopesticid för bekämpning av risexplosion orsakad av *Pyricularia oryzae*. In vitro-experiment utfördes på färska blad från jasminrisplantor av sorten Khao Dawk Mali 105 (KDML105). Resultaten visade att NP19 effektivt hämmade groningen av *Pyricularia oryzae*-konidier. *Pyricularia oryzae*-infektion hämmades under tre olika behandlingsförhållanden: för det första koloniserades ris med NP19 och inokulerades med *Pyricularia oryzae*-konidier; för det andra applicerades en blandning av NP19 och *Pyricularia oryzae*-konidier på bladen;
Rhizosfärbakterien *Kosakonia oryziphila* NP19¹⁴isolerades från risrötter (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 har tillväxtfrämjande egenskaper för växter, inklusive kvävefixering, produktion av indolättiksyra (IAA) och fosfatlöslighet. Intressant nog producerar *Kosakonia oryziphila* NP19 kitinas^14.Applicering av *Kosakonia oryziphila* NP19 på KDML105-risfrön förbättrade risöverlevnaden efter risblastinfektion. Syftet med denna studie är att (i) belysa den hämmande mekanismen för *Kosakonia oryziphila* NP19 mot risblast och (ii) undersöka effekten av *Kosakonia oryziphila* NP19 för att kontrollera risblast.

Näringsämnen spelar en avgörande roll i växters tillväxt och utveckling och fungerar som faktorer som kontrollerar olika mikrobiella sjukdomar. En växts mineralnäring avgör dess sjukdomsresistens, morfologiska eller vävnadsegenskaper, och virulens, eller förmågan att överleva mot patogener. Fosfor kan bromsa utvecklingen och minska svårighetsgraden av risexplosion genom att öka syntesen av fenolföreningar. Kalium minskar generellt förekomsten av många rissjukdomar, såsom risexplosion, bakteriell bladfläck, bladmantelfläck, stjälkröta och bladfläck. En studie av Perrenoud visade att kaliumrika gödningsmedel också kan minska förekomsten av svampsjukdomar hos ris och öka avkastningen. Många studier har visat att svavelgödningsmedel kan förbättra grödors resistens mot svamppatogener.²⁷Överskott av magnesium (en komponent i klorofyll) kan leda till risexplosion.²¹Zink kan direkt döda patogener och därigenom minska sjukdomens svårighetsgrad.²²Fältförsök visade att även om koncentrationerna av fosfor, kalium, svavel och zink i fältjorden var högre än i krukexperimentet, spreds risexplosionen fortfarande genom risbladen. Jordnäringsämnen är kanske inte särskilt effektiva för att kontrollera risexplosionen, eftersom relativ fuktighet och temperatur är ogynnsamma för stark patogenangrepp.
I fältförsök upptäcktes Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis och C. gleum i alla behandlingar. Stenotrophomonas maltophilia har isolerats från rhizosfären hos vete, havre, gurka, majs och potatis och har visat sig vara biologiskt bekämpande.^aktivitetmot Colletotrichum nymphaeae.28 Dessutom har P. dispersa rapporterats vara effektiv mot svarta^{röta av}sötpotatis.29 Dessutom har R1-stammen av Xanthomonas sacchari visat antagonistisk aktivitet mot risblåsning och vipsröta orsakad av Burkholderia^glumae.30Burkholderia oryzae NP19 kan etablera ett symbiotiskt förhållande med risvävnad under groning och bli en endemisk symbiotisk svamp för vissa rissorter. Medan andra jordbakterier kan kolonisera ris efter omplantering, påverkar blastsvampen NP19, när den väl är koloniserad, flera faktorer i risets försvarsmekanism mot denna sjukdom. NP19 hämmar inte bara tillväxten av P. oryzae med mer än 50 % (se kompletterande tabell S1 i onlinebilagan), utan minskar också antalet blastlesioner på bladen och ökar avkastningen av ris som inokulerats eller koloniserats med NP19 (RBf, RFf-B och RBFf-B) i fältförsök (Figur S3).
Svampen Pyricularia oryzae, som orsakar växtblåsa, är en hemitrofisk svamp som behöver näringsämnen från värdväxten under infektion. Växter producerar reaktiva syreradikaler (ROS) för att undertrycka svampinfektion; Pyricularia oryzae använder dock en mängd olika strategier för att motverka värdväxtproducerad ROS.³¹Peroxidaser verkar spela en roll i patogenresistens, inklusive tvärbindning av cellväggsproteiner, förtjockning av xylemväggar, ROS-produktion och neutralisering av väteperoxid.³²Antioxidanta enzymer kan fungera som ett specifikt ROS-fångande system. Genom sina antioxidativa egenskaper hjälper superoxiddismutas (SOD) och peroxidas (POD) till att initiera försvarssvar, där SOD fungerar som den första försvarslinjen.³³Hos ris induceras växtperoxidasaktivitet efter infektion med växtpatogener såsom *Pyricularia oryzae* och *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.³²I denna studie ökade peroxidasaktiviteten i ris koloniserat och/eller inokulerat med *Magnaporthe oryzae* NP19; *Magnaporthe oryzae* påverkade dock inte peroxidasaktiviteten. Superoxiddismutas (SOD), som H₂O₂-syntas, katalyserar reduktionen av O₂⁻ till H₂O₂. SOD spelar en avgörande roll i växternas motståndskraft mot olika stressfaktorer genom att balansera koncentrationen av H₂O₂ inuti växten, vilket ökar växternas tolerans mot olika stressfaktorer³⁴. I denna studie, i krukexperimentet, 30 dagar efter *Magnaporthe oryzae*-inokulering (30 DAT), var SOD-aktiviteterna i RF- respektive RBF-grupperna 121,9 % respektive 104,5 % högre än i R-gruppen, vilket indikerar ett SOD-svar på *Magnaporthe oryzae*-infektion. I både kruk- och fältförsöken var SOD-aktiviteterna i ris injicerat med *Magnaporthe oryzae* NP19 67,7 % respektive 28,8 % högre än i det oinjicerade riset 30 dagar efter injicering. Växternas biokemiska reaktioner påverkas av miljön, stresskällan och växttypen³⁵. Växternas antioxidantenzymer påverkas direkt av miljöfaktorer, vilka i sin tur påverkar växternas antioxidantenzymer genom att förändra växtens mikrobiella samhälle.
Rissprängsvampen (Kosakonia oryziphila NP19, NCBI-accessionsnummer PP861312) som användes i denna studie var stammen¹³isolerad från rötterna av riskultivaren RD6 i Nakhon Phanom-provinsen, Thailand (16° 59′ 42,9″ N 104° 22′ 17,9″ Ö). Denna stam odlades i näringsbuljong (NB) vid 30°C och 150 rpm i 18 timmar. För att beräkna bakteriekoncentrationen mättes absorbansen hos bakteriesuspensionen vid 600 nm. Koncentrationen av bakteriesuspensionen justerades till^10⁶CFU/ml med sterilt avjoniserat vatten (_dH₂ORissprängsvamp (Pyricularia oryzae) punktinokulerades på potatisdextrosagar (PDA) och inkuberades vid 25 °C i 7 dagar. Svampmycelet överfördes till riskliagarmedium (2 % (vikt/volym) riskli, 0,5 % (vikt/volym) sackaros och 2 % (vikt/volym) agar löst i avjoniserat vatten, pH 7) och inkuberades vid 25 °C i 7 dagar. Ett steriliserat blad av en mottaglig riskultivar (KDML105) placerades på mycelet för att inducera konidier och inkuberades vid 25 °C i 5 dagar under kombinerat UV- och vitt ljus. Konidier samlades in genom att försiktigt torka av mycelet och den infekterade bladytan med 10 ml steriliserad 0,025 % (volym/volym) Tween 20-lösning. Svamplösningen filtrerades genom åtta lager ostduk för att avlägsna mycel, agar och risblad. Konidiekoncentrationen i suspensionen justerades till 5 × 10⁵ konidier/ml för vidare analys.
Färska kulturer av Kosakonia oryziphila NP19-celler framställdes genom odling i NB-medium vid 37 °C i 24 timmar. Efter centrifugering (3047 × g, 10 min) samlades cellpelleten in, tvättades två gånger med 10 mM fosfatbuffrad saltlösning (PBS, pH 7,2) och resuspenderades i samma buffert. Cellsuspensionens optiska densitet mättes vid 600 nm, vilket gav ett värde på cirka 1,0 (motsvarande 1,0 × 10⁷ CFU/μl bestämt genom utstrykning på näringsagarplattor). Konidier av P. oryzae erhölls genom att suspendera dem i PBS-lösning och räkna dem med en hemocytometer. Suspensioner av *K. oryziphila* NP19 och *P. För bladutstryksexperimenten framställdes K. oryziphila*-konidier på färska risblad i koncentrationer av 1,0 × 10⁷ CFU/μL respektive 5,0 × 10² konidier/μL. Risprovet framställdes enligt följande: 5 cm långa blad från risplantor skars av och placerades i petriskålar klädda med fuktat absorberande papper. Fem behandlingsgrupper etablerades: (i) R: risblad utan bakteriell inokulering som kontroll, kompletterat med 0,025 % (v/v) Tween 20-lösning; (ii) RB + F: ris inokulerat med K. oryziphila NP19, kompletterat med 2 μL konidiesuspension av svampen som orsakar risexplosion; (iii) R + BF: Ris i grupp R kompletterat med 4 μl av en blandning av blastsvampkonidiesuspension och K. oryziphila NP19 (volymförhållande 1:1); (iv) R + F: Ris i grupp R kompletterat med 2 μl suspension av blastsvampkonidier; (v) RF + B: Ris i grupp R kompletterat med 2 μl suspension av blastsvampkonidier inkuberades i 30 timmar, och sedan tillsattes 2 μl K. oryziphila NP19 på samma plats. Alla petriskålar inkuberades vid 25 °C i mörker i 30 timmar och placerades sedan under kontinuerligt ljus. Varje grupp bildades i triplikat. Efter 72 timmars odling observerades och analyserades växtvävnaderna med svepelektronmikroskopi (SEM). Kortfattat fixerades växtvävnaderna i fosfatbuffert innehållande 2,5 % (v/v) glutaraldehyd och dehydrerades genom en serie etanollösningar. Efter kritisk punkttorkning med koldioxid sputterbelades proverna med guld och undersöktes slutligen med svepelektronmikroskop.¹⁵