Gljivica koja uzrokuje plamenjaču riže, Kosakonia oryziphila NP19, može se koristiti kao promotor rasta biljaka i biološki pesticid za suzbijanje plamenjače riže sorte KDML105.

Ova studija pokazuje da je simbiotska gljiva *Kosakonia oryziphila* NP19, izolovana iz korijena riže i koja potiče rast biljaka, obećavajući biopesticid za kontrolu plamenjače riže uzrokovane *Pyricularia oryzae*. In vitro eksperimenti su provedeni na svježim listovima sadnica jasmin riže sorte Khao Dawk Mali 105 (KDML105). Rezultati su pokazali da NP19 efikasno inhibira klijanje konidija *Pyricularia oryzae*. Infekcija *Pyricularia oryzae* je inhibirana pod tri različita uslova tretmana: prvo, riža je kolonizirana sa NP19 i inokulirana konidijama *Pyricularia oryzae*; drugo, mješavina NP19 i konidija *Pyricularia oryzae* je primijenjena na listove;
Bakterija iz rizosfere *Kosakonia oryziphila* NP19¹⁴je izolovan iz korijena riže (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 ima svojstva koja podstiču rast biljaka, uključujući fiksaciju azota, proizvodnju indolsirćetne kiseline (IAA) i solubilizaciju fosfata. Zanimljivo je da *Kosakonia oryziphila* NP19 proizvodi hitinazu.^14.Primjena *Kosakonia oryziphila* NP19 na sjemenke riže KDML105 poboljšala je preživljavanje riže nakon infekcije plamenjačom riže. Cilj ove studije je (i) razjasniti inhibitorni mehanizam *Kosakonia oryziphila* NP19 protiv plamenjače riže i (ii) istražiti učinak *Kosakonia oryziphila* NP19 u kontroli plamenjače riže.

Hranjive tvari igraju ključnu ulogu u rastu i razvoju biljaka, služeći kao faktori koji kontroliraju različite mikrobne bolesti. Mineralna ishrana biljke određuje njenu otpornost na bolesti, morfološke ili tkivne karakteristike i virulenciju, odnosno sposobnost preživljavanja protiv patogena. Fosfor može usporiti razvoj i smanjiti ozbiljnost plamenjače riže povećanjem sinteze fenolnih spojeva. Kalij općenito smanjuje učestalost mnogih bolesti riže, kao što su plamenjača riže, bakterijska pjegavost lista, pjegavost lisnog omotača, trulež stabljike i pjegavost lista. Studija koju je proveo Perrenoud pokazala je da gnojiva s visokim udjelom kalija također mogu smanjiti učestalost gljivičnih bolesti riže i povećati prinos. Brojne studije pokazale su da sumporna gnojiva mogu poboljšati otpornost usjeva na gljivične patogene.²⁷Višak magnezija (komponente hlorofila) može dovesti do eksplozije riže.²¹Cink može direktno ubijati patogene, čime se smanjuje težina bolesti.²²Terenska ispitivanja su pokazala da, iako su koncentracije fosfora, kalija, sumpora i cinka u tlu na polju bile veće nego u eksperimentu s lončanicama, rižina bolest se i dalje širila kroz listove riže. Hranjive tvari u tlu možda nisu vrlo učinkovite u kontroli rižine bolesti, jer relativna vlažnost i temperatura nisu pogodne za jaku zarazu patogenima.
U poljskim ispitivanjima, Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis i C. gleum su detektovani u svim tretmanima. Stenotrophomonas maltophilia je izolovana iz rizosfere pšenice, zobi, krastavca, kukuruza i krompira i pokazala je biokontrolu.^aktivnostprotiv Colletotrichum nymphaeae.28 Nadalje, zabilježeno je da je P. dispersa učinkovita protiv crne^truležslatki krompir.29 Nadalje, soj R1 Xanthomonas sacchari pokazao je antagonističku aktivnost protiv rižine sjemenke i truleži metlice uzrokovane Burkholderia.^glumae.30Burkholderia oryzae NP19 može uspostaviti simbiotski odnos s tkivom riže tokom klijanja i postati endemska simbiotska gljiva za neke sorte riže. Dok druge bakterije iz tla mogu kolonizirati rižu nakon presađivanja, gljivica koja uzrokuje bolest NP19, jednom kolonizirana, utječe na više faktora u odbrambenom mehanizmu riže protiv ove bolesti. NP19 ne samo da potiskuje rast P. oryzae za više od 50% (vidi Dodatnu tabelu S1 u online dodatku), već i smanjuje broj lezija uzrokovanih bolešću na listovima i povećava prinos riže inokulirane ili kolonizirane s NP19 (RBf, RFf-B i RBFf-B) u poljskim ispitivanjima (Slika S3).
Gljivica Pyricularia oryzae, koja uzrokuje biljnu pepelnicu, je hemitrofna gljivica kojoj su potrebne hranjive tvari iz biljke domaćina tokom infekcije. Biljke proizvode reaktivne vrste kisika (ROS) kako bi suzbile gljivičnu infekciju; međutim, Pyricularia oryzae koristi različite strategije za suzbijanje ROS-a koje proizvodi domaćin.³¹Izgleda da peroksidaze igraju ulogu u otpornosti patogena, uključujući umrežavanje proteina ćelijskog zida, zadebljanje zidova ksilema, proizvodnju ROS-a i neutralizaciju vodikovog peroksida.³²Antioksidativni enzimi mogu poslužiti kao specifičan sistem za uklanjanje ROS-a. Kroz svoja antioksidativna svojstva, superoksid dismutaza (SOD) i peroksidaza (POD) pomažu u pokretanju odbrambenih reakcija, pri čemu SOD služi kao prva linija odbrane.³³Kod riže, aktivnost biljne peroksidaze inducira se nakon infekcije biljnim patogenima kao što su *Pyricularia oryzae* i *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.³²U ovoj studiji, aktivnost peroksidaze se povećala kod riže kolonizirane i/ili inokulirane sa *Magnaporthe oryzae* NP19; međutim, *Magnaporthe oryzae* nije utjecao na aktivnost peroksidaze. Superoksid dismutaza (SOD), kao H₂O₂ sintaza, katalizira redukciju O₂⁻ u H₂O₂. SOD igra ključnu ulogu u otpornosti biljaka na različite stresove balansirajući koncentraciju H₂O₂ unutar biljke, čime se povećava tolerancija biljaka na različite stresove³⁴. U ovoj studiji, u eksperimentu u saksiji, 30 dana nakon inokulacije *Magnaporthe oryzae* (30 DAT), aktivnosti SOD u RF i RBF grupama bile su 121,9% i 104,5% veće od onih u R grupi, respektivno, što ukazuje na odgovor SOD-a na infekciju *Magnaporthe oryzae*. U eksperimentima u saksiji i na polju, aktivnost SOD-a u riži inokuliranoj *Magnaporthe oryzae* NP19 bila je 67,7% odnosno 28,8% veća od aktivnosti u neinokuliranoj riži 30 dana nakon inokulacije. Biohemijski odgovori biljaka su pod utjecajem okoline, izvora stresa i vrste biljke³⁵. Aktivnost biljnih antioksidativnih enzima direktno je pod utjecajem faktora okoline, koji zauzvrat utječu na aktivnost biljnih antioksidativnih enzima mijenjajući biljnu mikrobnu zajednicu.
Gljivica uzrokovana bolesti rižine pegavosti (Kosakonia oryziphila NP19, NCBI pristupni broj PP861312) korištena u ovoj studiji bio je soj¹³izoliran iz korijena riže sorte RD6 u provinciji Nakhon Phanom, Tajland (16° 59′ 42.9″ N 104° 22′ 17.9″ E). Ovaj soj je kultiviran u hranjivoj juhi (NB) na 30°C i 150 rpm tokom 18 sati. Za izračunavanje koncentracije bakterija, izmjerena je apsorbancija bakterijske suspenzije na 600 nm. Koncentracija bakterijske suspenzije je podešena na^10⁶CFU/mL sa sterilnom deioniziranom vodom (_dH₂O). Gljivica rižinog plamenjača (Pyricularia oryzae) je inokulirana na agar krompirove dekstroze (PDA) i inkubirana na 25°C tokom 7 dana. Gljivični micelij je prebačen na agar od rižinih mekinja (2% (w/v) rižinih mekinja, 0,5% (w/v) saharoze i 2% (w/v) agara rastvorenog u deioniziranoj vodi, pH 7) i inkubiran na 25°C tokom 7 dana. Sterilizirani list osjetljive sorte riže (KDML105) je stavljen na micelij kako bi se inducirale konidije i inkubiran na 25°C tokom 5 dana pod kombinovanim UV i bijelim svjetlom. Konidije su sakupljene laganim brisanjem micelija i zaražene površine lista sa 10 ml steriliziranog 0,025% (v/v) rastvora Tween 20. Gljivični rastvor je filtriran kroz osam slojeva gaze kako bi se uklonili micelij, agar i listovi riže. Koncentracija konidija u suspenziji je podešena na 5 × 10⁵ konidija/ml za daljnju analizu.
Svježe kulture ćelija Kosakonia oryziphila NP19 pripremljene su kultiviranjem u NB mediju na 37 °C tokom 24 sata. Nakon centrifugiranja (3047 × g, 10 min), talog ćelija je sakupljen, ispran dva puta sa 10 mM fosfatno puferovanim fiziološkim rastvorom (PBS, pH 7,2) i resuspendovan u istom puferu. Optička gustina suspenzije ćelija mjerena je na 600 nm, dobijajući vrijednost od približno 1,0 (ekvivalentno 1,0 × 10⁷ CFU/μl određenom nasađivanjem na ploče sa hranjivim agarom). Konidije P. oryzae dobijene su suspendovanjem u PBS rastvoru i brojanjem pomoću hemocitometra. Suspenzije *K. oryziphila* NP19 i *P. Za eksperimente s razmazom lišća, konidije K. oryziphila* pripremljene su na svježim listovima riže u koncentracijama od 1,0 × 10⁷ CFU/μL i 5,0 × 10² konidija/μL, respektivno. Metoda pripreme uzorka riže bila je sljedeća: listovi dugi 5 cm s sadnica riže odrezani su i stavljeni u Petrijeve zdjelice obložene vlažnim upijajućim papirom. Formirano je pet tretiranih grupa: (i) R: listovi riže bez bakterijske inokulacije kao kontrola, dopunjeni sa 0,025% (v/v) rastvorom Tween 20; (ii) RB + F: riža inokulirana sa K. oryziphila NP19, dopunjena sa 2 μL suspenzije konidija gljivice koja uzrokuje plamenjaču riže; (iii) R + BF: Riža u grupi R dopunjena sa 4 μl mješavine suspenzije konidija gljivice koja uzrokuje plamenjaču riže i K. oryziphila NP19 (omjer zapremine 1:1); (iv) R + F: Riža u grupi R dopunjena sa 2 μl suspenzije konidija blastnih gljivica; (v) RF + B: Riža u grupi R dopunjena sa 2 μl suspenzije konidija blastnih gljivica inkubirana je 30 sati, a zatim je na isto mjesto dodano 2 μl K. oryziphila NP19. Sve Petrijeve zdjelice inkubirane su na 25°C u mraku tokom 30 sati, a zatim stavljene pod kontinuirano svjetlo. Svaka grupa je formirana u tri primjerka. Nakon 72 sata kulture, biljna tkiva su posmatrana i analizirana skenirajućim elektronskim mikroskopom (SEM). Ukratko, biljna tkiva su fiksirana u fosfatnom puferu koji sadrži 2,5% (v/v) glutaraldehida i dehidrirana kroz niz etanolnih rastvora. Nakon sušenja na kritičnim tačkama ugljen-dioksidom, uzorci su presvučeni zlatom raspršivanjem i konačno pregledani pomoću skenirajućeg elektronskog mikroskopa.¹⁵