या अभ्यासात असे दिसून आले आहे की, भाताच्या मुळांमधून वेगळी केलेली रायझोस्फिअर सहजीवी बुरशी *कोसाकोनिया ओरिझिफिला* NP19 ही *पायरिक्युलारिया ओरिझे* मुळे होणाऱ्या भातावरील ब्लास्ट रोगाच्या नियंत्रणासाठी एक आश्वासक वनस्पती वाढ-प्रोत्साहन देणारे जैविक कीटकनाशक आहे. खाओ डॉक माली १०५ (KDML105) या जातीच्या जाईच्या भाताच्या रोपांच्या ताज्या पानांवर इन विट्रो प्रयोग करण्यात आले. निकालांवरून असे दिसून आले की, NP19 ने *पायरिक्युलारिया ओरिझे* च्या कोनिडियाचे अंकुरण प्रभावीपणे रोखले. *पायरिक्युलारिया ओरिझे* चा संसर्ग तीन वेगवेगळ्या उपचार पद्धतींमध्ये रोखला गेला: प्रथम, भातावर NP19 ने वसाहत केली आणि *पायरिक्युलारिया ओरिझे* च्या कोनिडियाचे रोपण केले; दुसरे, NP19 आणि *पायरिक्युलारिया ओरिझे* च्या कोनिडियाचे मिश्रण पानांवर लावले;
रायझोस्फिअर जिवाणू *कोसाकोनिया ओरिझिफिला* NP1914तांदळाच्या मुळांमधून (*ओरिझा सॅटिवा* एल. सीव्ही. आरडी६) वेगळे करण्यात आले. *कोसाकोनिया ओरिझिफिला* एनपी१९ मध्ये वनस्पतींच्या वाढीस चालना देणारे गुणधर्म आहेत, ज्यात नायट्रोजन स्थिरीकरण, इंडोलॲसिटिक ॲसिड (IAA) उत्पादन आणि फॉस्फेट विद्राव्यीकरण यांचा समावेश आहे. विशेष म्हणजे, *कोसाकोनिया ओरिझिफिला* एनपी१९ कायटिनेज तयार करते.१४.KDML105 तांदळाच्या बियाण्यांवर *कोसाकोनिया ओरिझिफिला* NP19 चा वापर केल्याने भातावरील ब्लास्ट रोगाच्या प्रादुर्भावानंतर तांदळाचे जगण्याचे प्रमाण सुधारले. या अभ्यासाचा उद्देश (i) भातावरील ब्लास्ट रोगाविरुद्ध *कोसाकोनिया ओरिझिफिला* NP19 च्या प्रतिबंधात्मक यंत्रणेचे स्पष्टीकरण करणे आणि (ii) भातावरील ब्लास्ट रोगाच्या नियंत्रणामध्ये *कोसाकोनिया ओरिझिफिला* NP19 च्या प्रभावाचा अभ्यास करणे हा आहे.
वनस्पतींच्या वाढीमध्ये आणि विकासामध्ये पोषक तत्वे महत्त्वाची भूमिका बजावतात, तसेच विविध सूक्ष्मजंतूजन्य रोगांवर नियंत्रण ठेवणारे घटक म्हणूनही काम करतात. वनस्पतीचे खनिज पोषण तिची रोगप्रतिकारशक्ती, आकारिक किंवा ऊतींची वैशिष्ट्ये आणि रोगजनकता, म्हणजेच रोगजनकांविरुद्ध टिकून राहण्याची क्षमता, निश्चित करते. फॉस्फरस फिनोलिक संयुगांचे संश्लेषण वाढवून भातावरील करपा रोगाचा विकास मंदावू शकतो आणि त्याची तीव्रता कमी करू शकतो. पोटॅशियम सामान्यतः भातावरील करपा, जिवाणूजन्य पानांवरील ठिपके, पानांवरील आवरणावरील ठिपके, खोडकुज आणि पानांवरील ठिपके यांसारख्या अनेक रोगांचे प्रमाण कमी करते. पेरेनौड यांच्या एका अभ्यासात असे दिसून आले आहे की, जास्त पोटॅशियम असलेली खते भातावरील बुरशीजन्य रोगांचे प्रमाण कमी करू शकतात आणि उत्पादन वाढवू शकतात. अनेक अभ्यासांमधून असे दिसून आले आहे की, गंधकयुक्त खते पिकांची बुरशीजन्य रोगजनकांविरुद्धची प्रतिकारशक्ती सुधारू शकतात.27अतिरिक्त मॅग्नेशियम (क्लोरोफिलचा एक घटक) मुळे भातावर करपा रोग होऊ शकतो.21जस्त थेट रोगजंतूंना मारू शकते, त्यामुळे रोगाची तीव्रता कमी होते.22क्षेत्रीय चाचण्यांमधून असे दिसून आले की, कुंडीतील प्रयोगाच्या तुलनेत शेतातील मातीमध्ये फॉस्फरस, पोटॅशियम, सल्फर आणि झिंक यांचे प्रमाण जास्त असूनही, भातावरील करपा रोगाचा प्रसार भाताच्या पानांमार्फतच झाला. सापेक्ष आर्द्रता आणि तापमान हे रोगजंतूंच्या तीव्र प्रादुर्भावासाठी प्रतिकूल असल्यामुळे, भातावरील करपा रोगाच्या नियंत्रणासाठी मातीतील पोषक घटक फारसे प्रभावी ठरू शकत नाहीत.
क्षेत्रीय चाचण्यांमध्ये, सर्व उपचारांमध्ये स्टेनोस्ट्रोफोमोनास माल्टोफिलिया, पी. डिस्पर्सा, झँथोमोनास सॅकरी, बर्खोल्डेरिया मल्टीवोरान्स, बर्खोल्डेरिया डिफ्युसा, बर्खोल्डेरिया व्हिएटनामिएन्सिस आणि सी. ग्लेअम आढळून आले. स्टेनोस्ट्रोफोमोनास माल्टोफिलिया गहू, ओट्स, काकडी, मका आणि बटाटा यांच्या रायझोस्फियरमधून (मुळांच्या परिसरातील मातीतून) वेगळा काढण्यात आला आहे आणि त्याने जैविक नियंत्रण दाखवले आहे.क्रियाकलापColletotrichum nymphaeae विरुद्ध.28 याव्यतिरिक्त, P. dispersa काळ्या रंगाच्या विरुद्ध प्रभावी असल्याचे नोंदवले गेले आहे.सडणेरताळे.२९ याव्यतिरिक्त, झँथोमोनस सॅकरीच्या आर१ स्ट्रेनने बर्खोल्डेरियामुळे होणाऱ्या भातावरील ब्लास्ट आणि कणसाच्या कुजण्यावर प्रतिरोधी क्रिया दर्शविली आहे.ग्लुमे.३०बर्कहोल्डेरिया ओरायझी NP19 अंकुरणाच्या वेळी भाताच्या उतींसोबत सहजीवी संबंध प्रस्थापित करू शकते आणि भाताच्या काही जातींसाठी एक स्थानिक सहजीवी बुरशी बनते. इतर मातीतील जीवाणू रोपणानंतर भातावर वसाहत करू शकतात, परंतु ब्लास्ट बुरशी NP19, एकदा वसाहत केल्यावर, या रोगाविरुद्ध भाताच्या संरक्षण यंत्रणेतील अनेक घटकांवर प्रभाव टाकते. NP19 केवळ P. ओरायझीची वाढ ५०% पेक्षा जास्त दडपत नाही (ऑनलाइन परिशिष्टातील पूरक सारणी S1 पहा), तर शेतातील चाचण्यांमध्ये NP19 ने संक्रमित किंवा वसाहत केलेल्या भाताच्या (RBf, RFf-B, आणि RBFf-B) पानांवरील ब्लास्टच्या डागांची संख्या कमी करते आणि उत्पन्न वाढवते (आकृती S3).
वनस्पतींवर ब्लास्ट रोग निर्माण करणारी पायरीक्युलारिया ओरायझी (Pyricularia oryzae) ही एक अर्धपोषी (हेमिट्रॉफिक) बुरशी आहे, जिला संसर्गादरम्यान यजमान वनस्पतीकडून पोषक तत्वांची आवश्यकता असते. वनस्पती बुरशीजन्य संसर्ग रोखण्यासाठी प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजाती (ROS) तयार करतात; तथापि, पायरीक्युलारिया ओरायझी यजमानाने तयार केलेल्या ROS चा प्रतिकार करण्यासाठी विविध युक्त्या वापरते.31पेरॉक्सिडेस हे रोगप्रतिकारशक्तीमध्ये भूमिका बजावतात असे दिसते, ज्यामध्ये पेशीभित्तीमधील प्रथिनांचे क्रॉस-लिंकिंग, झायलमच्या भिंतींचे जाड होणे, आरओएस उत्पादन आणि हायड्रोजन पेरॉक्साइडचे निष्प्रभीकरण यांचा समावेश आहे.32अँटिऑक्सिडंट एन्झाइम्स एका विशिष्ट ROS स्कॅव्हेंजिंग प्रणाली म्हणून काम करू शकतात. त्यांच्या अँटिऑक्सिडंट गुणधर्मांद्वारे, सुपरऑक्साइड डिसम्युटेस (SOD) आणि पेरॉक्सिडेस (POD) संरक्षण प्रतिसाद सुरू करण्यास मदत करतात, ज्यात SOD संरक्षणाची पहिली फळी म्हणून काम करते.33भातामध्ये, *पायरिक्युलारिया ओरायझी* आणि *झँथोमोनास ओरायझी पीव्ही. ओरायझी* सारख्या वनस्पती रोगजनकांच्या संसर्गानंतर वनस्पती पेरॉक्सिडेस क्रियाकलाप प्रेरित होतो.32या अभ्यासात, *मॅग्नापोर्थे ओरायझी* NP19 ने वसाहत केलेल्या आणि/किंवा संसर्गित केलेल्या भातामध्ये पेरॉक्सिडेज क्रियाशीलता वाढली; तथापि, *मॅग्नापोर्थे ओरायझी* चा पेरॉक्सिडेज क्रियाशीलतेवर परिणाम झाला नाही. सुपरऑक्साइड डिसम्युटेज (SOD), H₂O₂ सिंथेस म्हणून, O₂⁻ चे H₂O₂ मध्ये रूपांतर करण्यास उत्प्रेरक म्हणून काम करते. SOD वनस्पतीच्या आत H₂O₂ चे प्रमाण संतुलित ठेवून विविध ताणांना प्रतिकार करण्यामध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, ज्यामुळे वनस्पतीची विविध ताणांना सहन करण्याची क्षमता वाढते³⁴. या अभ्यासात, कुंडीतील प्रयोगात, *मॅग्नापोर्थे ओरायझी* संसर्गानंतर ३० दिवसांनी (30 DAT), RF आणि RBF गटांमधील SOD क्रियाशीलता R गटाच्या तुलनेत अनुक्रमे १२१.९% आणि १०४.५% जास्त होती, जे *मॅग्नापोर्थे ओरायझी* संसर्गाला SOD चा प्रतिसाद दर्शवते. कुंडीतील आणि शेतातील दोन्ही प्रयोगांमध्ये, *मॅग्नापोर्थे ओरायझी* NP19-संक्रमित भातामधील SOD क्रियाशीलता, संक्रमणाच्या ३० दिवसांनंतर, असंक्रमित भाताच्या तुलनेत अनुक्रमे ६७.७% आणि २८.८% जास्त होती. वनस्पतींच्या जैवरासायनिक प्रतिसादांवर पर्यावरण, ताणाचा स्रोत आणि वनस्पतीचा प्रकार यांचा परिणाम होतो³⁵. वनस्पतींमधील अँटिऑक्सिडंट एन्झाइमच्या क्रियाशीलतेवर पर्यावरणीय घटकांचा थेट परिणाम होतो, जे घटक वनस्पतींमधील सूक्ष्मजीव समुदायात बदल घडवून आणून वनस्पतींच्या अँटिऑक्सिडंट एन्झाइमच्या क्रियाशीलतेवर परिणाम करतात.
या अभ्यासात वापरलेली भातावरील ब्लास्ट रोगाची बुरशी (कोसाकोनिया ओरिझिफिला NP19, NCBI ॲक्सेशन क्रमांक PP861312) ही एक स्ट्रेन होती.13थायलंडमधील नाखोन फानोम प्रांतात (16° 59′ 42.9″ N 104° 22′ 17.9″ E) भाताच्या RD6 जातीच्या मुळांपासून हे जिवाणू वेगळे करण्यात आले. या जिवाणू प्रजातीचे न्यूट्रिएंट ब्रॉथ (NB) मध्ये 30°C तापमानावर आणि 150 rpm वेगाने 18 तास संवर्धन करण्यात आले. जिवाणूंची घनता मोजण्यासाठी, जिवाणू द्रावणाची 600 nm वरील शोषकता मोजण्यात आली. जिवाणू द्रावणाची घनता समायोजित करण्यात आली.१०⁶निर्जंतुक डीआयनाइज्ड पाण्यासह CFU/mLडीएच₂ओभातावरील ब्लास्ट बुरशी (पायरिक्युलारिया ओरायझी) बटाटा डेक्स्ट्रोज आगर (PDA) वर स्पॉट-इनोक्युलेट करून २५°C तापमानावर ७ दिवसांसाठी इनक्युबेट करण्यात आली. बुरशीचे मायसेलियम राईस ब्रॅन आगर माध्यमावर (२% (वजन/आकारमान) भाताचा कोंडा, ०.५% (वजन/आकारमान) सुक्रोज आणि २% (वजन/आकारमान) आगर निर्आयनीकृत पाण्यात विरघळवून, pH ७) स्थानांतरित करून २५°C तापमानावर ७ दिवसांसाठी इनक्युबेट करण्यात आले. कोनिडिया प्रेरित करण्यासाठी, संवेदनशील भात जातीचे (KDML105) एक निर्जंतुक केलेले पान मायसेलियमवर ठेवण्यात आले आणि २५°C तापमानावर ५ दिवसांसाठी एकत्रित UV आणि पांढऱ्या प्रकाशाखाली इनक्युबेट करण्यात आले. १० मिली निर्जंतुक केलेल्या ०.०२५% (वजन/आकारमान) ट्विन २० द्रावणाने मायसेलियम आणि संक्रमित पानाचा पृष्ठभाग हळुवारपणे पुसून कोनिडिया गोळा करण्यात आले. मायसेलियम, आगर आणि भाताची पाने काढून टाकण्यासाठी बुरशीचे द्रावण मलमलच्या कापडाच्या आठ थरांमधून गाळण्यात आले. पुढील विश्लेषणासाठी निलंबनातील कोनिडियाची सांद्रता ५ × १०⁵ कोनिडिया/मिली इतकी समायोजित करण्यात आली.
कोसाकोनिया ओरिझिफिला NP19 पेशींचे ताजे कल्चर NB माध्यमात 37 °C तापमानावर 24 तास कल्चर करून तयार करण्यात आले. सेंट्रीफ्युगेशननंतर (3047 × g, 10 मिनिटे), पेशींचा गोळा (सेल पेलेट) गोळा करण्यात आला, 10 mM फॉस्फेट-बफर्ड सलाइन (PBS, pH 7.2) ने दोनदा धुतला गेला आणि त्याच बफरमध्ये पुन्हा निलंबित (resuspended) करण्यात आला. पेशी निलंबनाची (cell suspension) ऑप्टिकल डेन्सिटी 600 nm वर मोजण्यात आली, ज्याचे मूल्य अंदाजे 1.0 मिळाले (जे न्यूट्रिएंट आगर प्लेट्सवर प्लेटिंग करून निर्धारित केलेल्या 1.0 × 10⁷ CFU/μl च्या समतुल्य आहे). पी. ओरिझाईचे कोनिडिया PBS द्रावणात निलंबित करून आणि हेमोसायटोमीटर वापरून त्यांची गणना करून मिळवण्यात आले. *के. ओरिझिफिला* NP19 आणि *पी. पानांवरील लेप प्रयोगांसाठी, K. oryziphila* कवकबीज तांदळाच्या ताज्या पानांवर अनुक्रमे 1.0 × 10⁷ CFU/μL आणि 5.0 × 10² कवकबीज/μL या सांद्रतेमध्ये तयार करण्यात आले. तांदळाचा नमुना तयार करण्याची पद्धत खालीलप्रमाणे होती: तांदळाच्या रोपांमधून 5 सेमी लांबीची पाने कापून ओलसर शोषक कागदाने आच्छादलेल्या पेट्री डिशमध्ये ठेवण्यात आली. पाच उपचार गट स्थापित केले गेले: (i) R: नियंत्रक म्हणून जिवाणू संरोपणाशिवाय तांदळाची पाने, ज्यामध्ये 0.025% (v/v) ट्विन 20 द्रावण मिसळले होते; (ii) RB + F: K. oryziphila NP19 ने संरोपित केलेला तांदूळ, ज्यामध्ये तांदळाच्या करपा रोगास कारणीभूत असलेल्या बुरशीच्या कवकबीज निलंबनाचे 2 μL मिसळले होते; (iii) R + BF: R गटातील भातामध्ये ब्लास्ट बुरशीच्या कोनिडिया सस्पेंशन आणि के. ओरिझिफिला NP19 (प्रमाण १:१) यांच्या मिश्रणाचे ४ μl मिसळले; (iv) R + F: R गटातील भातामध्ये ब्लास्ट बुरशीच्या कोनिडिया सस्पेंशनचे २ μl मिसळले; (v) RF + B: R गटातील भातामध्ये ब्लास्ट बुरशीच्या कोनिडिया सस्पेंशनचे २ μl मिसळून ३० तास उबवले, आणि नंतर त्याच ठिकाणी के. ओरिझिफिला NP19 चे २ μl मिसळले. सर्व पेट्री डिश २५°C तापमानावर अंधारात ३० तास उबवल्या गेल्या आणि नंतर सतत प्रकाशाखाली ठेवल्या गेल्या. प्रत्येक गट तीन प्रतींमध्ये तयार करण्यात आला. ७२ तासांच्या संवर्धनानंतर, वनस्पती ऊतींचे स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (SEM) द्वारे निरीक्षण आणि विश्लेषण केले गेले. थोडक्यात, वनस्पती ऊती २.५% (v/v) ग्लुटाराल्डिहाइड असलेल्या फॉस्फेट बफरमध्ये स्थिर केल्या गेल्या आणि इथेनॉलच्या द्रावणांच्या मालिकेद्वारे निर्जलीकरण केल्या गेल्या. कार्बन डायऑक्साइड वापरून क्रिटिकल-पॉइंट ड्रायिंग केल्यानंतर, नमुन्यांवर सोन्याचा स्पटर-कोटिंग करण्यात आला आणि शेवटी स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप वापरून त्यांची तपासणी करण्यात आली.15
पोस्ट करण्याची वेळ: १५-डिसेंबर-२०२५
