Questo studio dimostra che il fungo simbionte della rizosfera *Kosakonia oryziphila* NP19 isolato dalle radici del riso è un promettente biopesticida promotore della crescita delle piante e un biopesticida per il controllo della peronospora del riso causata da *Pyricularia oryzae*. Sono stati condotti esperimenti in vitro su foglie fresche di piantine di riso jasmine della varietà Khao Dawk Mali 105 (KDML105). I risultati hanno mostrato che NP19 ha inibito efficacemente la germinazione delle spore di *Pyricularia oryzae*. L'infezione da *Pyricularia oryzae* è stata inibita in tre diverse condizioni di trattamento: in primo luogo, il riso è stato colonizzato con NP19 e inoculato con spore di *Pyricularia oryzae*; in secondo luogo, una miscela di NP19 e spore di *Pyricularia oryzae* è stata applicata alle foglie;
Il batterio della rizosfera *Kosakonia oryziphila* NP1914è stato isolato dalle radici di riso (*Oryza sativa* L. cv. RD6). *Kosakonia oryziphila* NP19 ha proprietà di promozione della crescita delle piante, tra cui la fissazione dell'azoto, la produzione di acido indolacetico (IAA) e la solubilizzazione del fosfato. È interessante notare che *Kosakonia oryziphila* NP19 produce chitinasi14.L'applicazione di *Kosakonia oryziphila* NP19 ai semi di riso KDML105 ha migliorato la sopravvivenza del riso dopo l'infezione da brusone del riso. Lo scopo di questo studio è (i) chiarire il meccanismo inibitorio di *Kosakonia oryziphila* NP19 contro il brusone del riso e (ii) studiare l'effetto di *Kosakonia oryziphila* NP19 nel controllo del brusone del riso.
I nutrienti svolgono un ruolo cruciale nella crescita e nello sviluppo delle piante, fungendo da fattori che controllano diverse malattie microbiche. La nutrizione minerale di una pianta determina la sua resistenza alle malattie, le caratteristiche morfologiche o tissutali e la virulenza, ovvero la capacità di sopravvivere ai patogeni. Il fosforo può rallentare lo sviluppo e ridurre la gravità del brusone del riso aumentando la sintesi di composti fenolici. Il potassio generalmente riduce l'incidenza di molte malattie del riso, come il brusone del riso, la maculatura fogliare batterica, la maculatura della guaina fogliare, il marciume del fusto e la maculatura fogliare. Uno studio di Perrenoud ha dimostrato che i fertilizzanti ad alto contenuto di potassio possono anche ridurre l'incidenza delle malattie fungine del riso e aumentare la resa. Numerosi studi hanno dimostrato che i fertilizzanti a base di zolfo possono migliorare la resistenza delle colture ai patogeni fungini.27Un eccesso di magnesio (un componente della clorofilla) può causare la formazione di bruciore nel riso.21Lo zinco può uccidere direttamente i patogeni, riducendo così la gravità della malattia.22Le prove sul campo hanno dimostrato che, sebbene le concentrazioni di fosforo, potassio, zolfo e zinco nel terreno fossero superiori rispetto all'esperimento in vaso, la peronospora del riso si diffondeva comunque attraverso le foglie. I nutrienti del suolo potrebbero non essere molto efficaci nel controllo della peronospora del riso, poiché l'umidità relativa e la temperatura sono sfavorevoli a una forte infestazione del patogeno.
Nelle prove sul campo, Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis e C. gleum sono stati rilevati in tutti i trattamenti. Stenotrophomonas maltophilia è stato isolato dalla rizosfera di grano, avena, cetriolo, mais e patata e ha dimostrato di avere proprietà di biocontrollo.attivitàcontro Colletotrichum nymphaeae.28 Inoltre, è stato riportato che P. dispersa è efficace contro i nerimarciume dipatata dolce.29 Inoltre, il ceppo R1 di Xanthomonas sacchari ha mostrato attività antagonista contro la peronospora del riso e il marciume della pannocchia causati da Burkholderiaglume.30Burkholderia oryzae NP19 può instaurare una relazione simbiotica con i tessuti del riso durante la germinazione e diventare un fungo simbionte endemico per alcune varietà di riso. Mentre altri batteri del suolo possono colonizzare il riso dopo il trapianto, il fungo NP19, una volta colonizzato, influenza molteplici fattori nel meccanismo di difesa del riso contro questa malattia. NP19 non solo sopprime la crescita di P. oryzae di oltre il 50% (vedi Tabella supplementare S1 nell'appendice online), ma riduce anche il numero di lesioni da blast sulle foglie e aumenta la resa del riso inoculato o colonizzato con NP19 (RBf, RFf-B e RBFf-B) nelle prove in campo (Figura S3).
Il fungo Pyricularia oryzae, agente causale della peronospora delle piante, è un fungo emittrofico che necessita di nutrienti dalla pianta ospite durante l'infezione. Le piante producono specie reattive dell'ossigeno (ROS) per sopprimere l'infezione fungina; tuttavia, Pyricularia oryzae utilizza diverse strategie per contrastare le ROS prodotte dall'ospite.31Le perossidasi sembrano svolgere un ruolo nella resistenza ai patogeni, tra cui la reticolazione delle proteine della parete cellulare, l'ispessimento delle pareti dello xilema, la produzione di ROS e la neutralizzazione del perossido di idrogeno.32Gli enzimi antiossidanti possono fungere da sistema specifico di eliminazione delle specie reattive dell'ossigeno (ROS). Grazie alle loro proprietà antiossidanti, la superossido dismutasi (SOD) e la perossidasi (POD) contribuiscono ad avviare le risposte difensive, con la SOD che rappresenta la prima linea di difesa.33Nel riso, l'attività della perossidasi vegetale viene indotta in seguito all'infezione con patogeni vegetali come *Pyricularia oryzae* e *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae*.32In questo studio, l'attività della perossidasi è aumentata nel riso colonizzato e/o inoculato con *Magnaporthe oryzae* NP19; tuttavia, *Magnaporthe oryzae* non ha influenzato l'attività della perossidasi. La superossido dismutasi (SOD), come H₂O₂ sintasi, catalizza la riduzione di O₂⁻ a H₂O₂. La SOD svolge un ruolo cruciale nella resistenza delle piante a vari stress bilanciando la concentrazione di H₂O₂ all'interno della pianta, migliorando così la tolleranza della pianta a vari stress³⁴. In questo studio, nell'esperimento in vaso, 30 giorni dopo l'inoculazione di *Magnaporthe oryzae* (30 DAT), le attività della SOD nei gruppi RF e RBF erano rispettivamente del 121,9% e del 104,5% superiori a quelle del gruppo R, indicando una risposta della SOD all'infezione da *Magnaporthe oryzae*. Sia negli esperimenti in vaso che in quelli in campo, le attività della SOD nel riso inoculato con *Magnaporthe oryzae* NP19 erano rispettivamente del 67,7% e del 28,8% superiori a quelle del riso non inoculato 30 giorni dopo l'inoculazione. Le risposte biochimiche delle piante sono influenzate dall'ambiente, dalla fonte di stress e dal tipo di pianta³⁵. Le attività degli enzimi antiossidanti delle piante sono direttamente influenzate dai fattori ambientali, che a loro volta influenzano le attività degli enzimi antiossidanti delle piante alterando la comunità microbica della pianta.
Il fungo della malattia del brusone del riso (Kosakonia oryziphila NP19, numero di accesso NCBI PP861312) utilizzato in questo studio era il ceppo13isolato dalle radici della cultivar di riso RD6 nella provincia di Nakhon Phanom, Thailandia (16° 59′ 42.9″ N 104° 22′ 17.9″ E). Questo ceppo è stato coltivato in brodo nutritivo (NB) a 30°C e 150 rpm per 18 ore. Per calcolare la concentrazione batterica, è stata misurata l'assorbanza della sospensione batterica a 600 nm. La concentrazione della sospensione batterica è stata regolata a10⁶CFU/mL con acqua deionizzata sterile (dH₂OIl fungo responsabile della peronospora del riso (Pyricularia oryzae) è stato inoculato a spot su agar patata destrosio (PDA) e incubato a 25 °C per 7 giorni. Il micelio fungino è stato trasferito su un terreno di coltura agarizzato a base di crusca di riso (2% (p/v) di crusca di riso, 0,5% (p/v) di saccarosio e 2% (p/v) di agar disciolti in acqua deionizzata, pH 7) e incubato a 25 °C per 7 giorni. Una foglia sterilizzata di una cultivar di riso suscettibile (KDML105) è stata posta sul micelio per indurre la formazione di conidi e incubata a 25 °C per 5 giorni sotto luce UV e luce bianca combinate. I conidi sono stati raccolti strofinando delicatamente il micelio e la superficie fogliare infetta con 10 ml di soluzione sterilizzata di Tween 20 allo 0,025% (v/v). La soluzione fungina è stata filtrata attraverso otto strati di garza per rimuovere il micelio, l'agar e le foglie di riso. La concentrazione di conidi nella sospensione è stata regolata a 5 × 10⁵ conidi/ml per le successive analisi.
Le colture fresche di cellule di Kosakonia oryziphila NP19 sono state preparate mediante coltura in terreno NB a 37 °C per 24 ore. Dopo centrifugazione (3047 × g, 10 min), il pellet cellulare è stato raccolto, lavato due volte con soluzione salina tamponata con fosfato 10 mM (PBS, pH 7,2) e risospeso nello stesso tampone. La densità ottica della sospensione cellulare è stata misurata a 600 nm, ottenendo un valore di circa 1,0 (equivalente a 1,0 × 10⁷ CFU/μl determinato mediante semina su piastre di agar nutritivo). I conidi di P. oryzae sono stati ottenuti sospendendoli in soluzione PBS e contandoli utilizzando un emocitometro. Sospensioni di *K. oryziphila* NP19 e *P. Per gli esperimenti di striscio fogliare, le conidi di K. oryziphila* sono state preparate su foglie di riso fresche a concentrazioni rispettivamente di 1,0 × 10⁷ CFU/μL e 5,0 × 10² conidi/μL. Il metodo di preparazione del campione di riso è stato il seguente: foglie lunghe 5 cm da piantine di riso sono state tagliate e poste in piastre di Petri rivestite con carta assorbente inumidita. Sono stati stabiliti cinque gruppi di trattamento: (i) R: foglie di riso senza inoculazione batterica come controllo, integrate con una soluzione di Tween 20 allo 0,025% (v/v); (ii) RB + F: riso inoculato con K. oryziphila NP19, integrato con 2 μL di sospensione di conidi del fungo che causa la peronospora del riso; (iii) R + BF: Riso del gruppo R integrato con 4 μl di una miscela di sospensione di conidi di fungo responsabile della peronospora e K. oryziphila NP19 (rapporto volumetrico 1:1); (iv) R + F: Riso del gruppo R integrato con 2 μl di sospensione di conidi di fungo responsabile della peronospora; (v) RF + B: Riso del gruppo R integrato con 2 μl di sospensione di conidi di fungo responsabile della peronospora, incubato per 30 ore, quindi sono stati aggiunti 2 μl di K. oryziphila NP19 nello stesso punto. Tutte le piastre di Petri sono state incubate a 25°C al buio per 30 ore e poi poste sotto luce continua. Ogni gruppo è stato formato in triplicato. Dopo 72 ore di coltura, i tessuti vegetali sono stati osservati e analizzati mediante microscopia elettronica a scansione (SEM). In breve, i tessuti vegetali sono stati fissati in tampone fosfato contenente glutaraldeide al 2,5% (v/v) e disidratati attraverso una serie di soluzioni di etanolo. Dopo l'essiccazione al punto critico con anidride carbonica, i campioni sono stati rivestiti con oro mediante sputtering e infine esaminati utilizzando un microscopio elettronico a scansione.15
Data di pubblicazione: 15-12-2025