Bu çalışma, pirinç köklerinden izole edilen rizofosfer simbiyotik mantarı *Kosakonia oryziphila* NP19'un, bitki büyümesini teşvik eden ve *Pyricularia oryzae* tarafından neden olunan pirinç yanıklığı hastalığının kontrolünde etkili bir biyopestisit olduğunu göstermektedir. İn vitro deneyler, Khao Dawk Mali 105 (KDML105) çeşidi yasemin pirinç fidelerinin taze yaprakları üzerinde gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, NP19'un *Pyricularia oryzae* konidilerinin çimlenmesini etkili bir şekilde engellediğini göstermiştir. *Pyricularia oryzae* enfeksiyonu üç farklı uygulama koşulu altında engellenmiştir: birincisi, pirinç NP19 ile kolonize edilmiş ve *Pyricularia oryzae* konidileri ile aşılanmıştır; ikincisi, NP19 ve *Pyricularia oryzae* konidilerinin bir karışımı yapraklara uygulanmıştır;
Rizofosfer bakterisi *Kosakonia oryziphila* NP1914Pirinç köklerinden (*Oryza sativa* L. cv. RD6) izole edilen *Kosakonia oryziphila* NP19, azot fiksasyonu, indolasetik asit (IAA) üretimi ve fosfat çözünürleştirme gibi bitki büyümesini teşvik edici özelliklere sahiptir. İlginç bir şekilde, *Kosakonia oryziphila* NP19 kitinaz üretir.14.*Kosakonia oryziphila* NP19'un KDML105 pirinç tohumlarına uygulanması, pirinç yanıklığı enfeksiyonundan sonra pirinç hayatta kalma oranını iyileştirmiştir. Bu çalışmanın amacı (i) *Kosakonia oryziphila* NP19'un pirinç yanıklığına karşı inhibitör mekanizmasını aydınlatmak ve (ii) *Kosakonia oryziphila* NP19'un pirinç yanıklığını kontrol etmedeki etkisini araştırmaktır.
Besin maddeleri, bitki büyümesi ve gelişmesinde çok önemli bir rol oynar ve çeşitli mikrobiyal hastalıkları kontrol eden faktörler olarak görev yapar. Bir bitkinin mineral beslenmesi, hastalık direncini, morfolojik veya doku özelliklerini ve virülansını veya patojenlere karşı hayatta kalma yeteneğini belirler. Fosfor, fenolik bileşiklerin sentezini artırarak pirinç yanıklığının gelişimini yavaşlatabilir ve şiddetini azaltabilir. Potasyum genellikle pirinç yanıklığı, bakteriyel yaprak lekesi, yaprak kılıfı lekesi, gövde çürümesi ve yaprak lekesi gibi birçok pirinç hastalığının görülme sıklığını azaltır. Perrenoud tarafından yapılan bir çalışma, yüksek potasyumlu gübrelerin pirinçteki mantar hastalıklarının görülme sıklığını azaltabileceğini ve verimi artırabileceğini göstermiştir. Çok sayıda çalışma, kükürtlü gübrelerin mahsulün mantar patojenlerine karşı direncini artırabileceğini göstermiştir.27Aşırı magnezyum (klorofilin bir bileşeni) pirinç yanıklığına yol açabilir.21Çinko, patojenleri doğrudan öldürerek hastalığın şiddetini azaltabilir.22Tarla denemeleri, tarla toprağındaki fosfor, potasyum, kükürt ve çinko konsantrasyonlarının saksı denemesine göre daha yüksek olmasına rağmen, pirinç yanıklığının pirinç yapraklarında yayılmaya devam ettiğini göstermiştir. Bağıl nem ve sıcaklığın güçlü patojen istilası için elverişsiz olması nedeniyle, toprak besin maddelerinin pirinç yanıklığını kontrol etmede çok etkili olmayabileceği düşünülmektedir.
Tarla denemelerinde, tüm uygulamalarda Stenotrophomonas maltophilia, P. dispersa, Xanthomonas sacchari, Burkholderia multivorans, Burkholderia diffusa, Burkholderia vietnamiensis ve C. gleum tespit edildi. Stenotrophomonas maltophilia, buğday, yulaf, salatalık, mısır ve patatesin rizofosferinden izole edilmiş olup biyolojik kontrol özelliği göstermiştir.aktiviteColletotrichum nymphaeae'ye karşı etkilidir.28 Ayrıca, P. dispersa'nın siyah sineklere karşı da etkili olduğu bildirilmiştir.çürümesiTatlı patates.29 Ayrıca, Xanthomonas sacchari'nin R1 suşu, Burkholderia'nın neden olduğu pirinç yanıklığı ve salkım çürümesine karşı antagonistik aktivite göstermiştir.glumae.30Burkholderia oryzae NP19, çimlenme sırasında pirinç dokusuyla simbiyotik bir ilişki kurabilir ve bazı pirinç çeşitleri için endemik bir simbiyotik mantar haline gelebilir. Diğer toprak bakterileri ekimden sonra pirinci kolonize edebilirken, NP19 mantarı, kolonize olduktan sonra, pirincin bu hastalığa karşı savunma mekanizmasındaki birçok faktörü etkiler. NP19, P. oryzae'nin büyümesini %50'den fazla baskılamakla kalmaz (çevrimiçi ekteki Ek Tablo S1'e bakınız), aynı zamanda yapraklardaki yanıklık lezyonlarının sayısını azaltır ve NP19 ile aşılanmış veya kolonize edilmiş pirincin (RBf, RFf-B ve RBFf-B) tarla denemelerindeki verimini artırır (Şekil S3).
Bitki yanıklığına neden olan Pyricularia oryzae mantarı, enfeksiyon sırasında konuk bitkiden besin maddelerine ihtiyaç duyan hemittrofik bir mantardır. Bitkiler, mantar enfeksiyonunu baskılamak için reaktif oksijen türleri (ROS) üretir; ancak Pyricularia oryzae, konuk bitki tarafından üretilen ROS'a karşı koymak için çeşitli stratejiler kullanır.31Peroksidazların, hücre duvarı proteinlerinin çapraz bağlanması, ksilem duvarlarının kalınlaşması, ROS üretimi ve hidrojen peroksitin nötralizasyonu da dahil olmak üzere patojen direncinde rol oynadığı görülmektedir.32Antioksidan enzimler, spesifik bir ROS temizleme sistemi olarak işlev görebilir. Süperoksit dismutaz (SOD) ve peroksidaz (POD), antioksidan özellikleri sayesinde savunma tepkilerini başlatmaya yardımcı olur ve SOD ilk savunma hattı görevi görür.33Pirinçte, bitki peroksidaz aktivitesi, *Pyricularia oryzae* ve *Xanthomonas oryzae pv. Oryzae* gibi bitki patojenleriyle enfeksiyon sonrasında tetiklenir.32Bu çalışmada, *Magnaporthe oryzae* NP19 ile kolonize edilmiş ve/veya aşılanmış pirinçte peroksidaz aktivitesi artmıştır; ancak *Magnaporthe oryzae* peroksidaz aktivitesini etkilememiştir. Süperoksit dismutaz (SOD), H₂O₂ sentazı olarak, O₂⁻'nin H₂O₂'ye indirgenmesini katalize eder. SOD, bitki içindeki H₂O₂ konsantrasyonunu dengeleyerek bitkinin çeşitli streslere karşı direncinde önemli bir rol oynar ve böylece bitkinin çeşitli streslere karşı toleransını artırır³⁴. Bu çalışmada, saksı deneyinde, *Magnaporthe oryzae* aşılamasından 30 gün sonra (30 DAT), RF ve RBF gruplarındaki SOD aktiviteleri, R grubundakilere göre sırasıyla %121,9 ve %104,5 daha yüksek olup, bu da *Magnaporthe oryzae* enfeksiyonuna karşı bir SOD yanıtı olduğunu göstermektedir. Hem saksı hem de tarla deneylerinde, *Magnaporthe oryzae* NP19 ile aşılanmış pirinçteki SOD aktiviteleri, aşılamadan 30 gün sonra aşılanmamış pirinçtekilere kıyasla sırasıyla %67,7 ve %28,8 daha yüksekti. Bitki biyokimyasal tepkileri çevre, stres kaynağı ve bitki türünden etkilenir³⁵. Bitki antioksidan enzim aktiviteleri, bitki mikrobiyal topluluğunu değiştirerek bitki antioksidan enzim aktivitelerini etkileyen çevresel faktörlerden doğrudan etkilenir.
Bu çalışmada kullanılan pirinç yanıklığı hastalığı mantarı (Kosakonia oryziphila NP19, NCBI erişim numarası PP861312) bir suştur.13Tayland'ın Nakhon Phanom Eyaleti'nde (16° 59′ 42.9″ N 104° 22′ 17.9″ E) RD6 pirinç çeşidinin köklerinden izole edilen bu suş, 30°C'de ve 150 rpm'de 18 saat boyunca besin suyu (NB) içinde kültüre edildi. Bakteri konsantrasyonunu hesaplamak için, bakteri süspansiyonunun 600 nm'deki absorbansı ölçüldü. Bakteri süspansiyonunun konsantrasyonu ayarlandı.10⁶Steril deiyonize su ile CFU/mL (dH₂OPirinç yanıklığı mantarı (Pyricularia oryzae), patates dekstroz agar (PDA) üzerine nokta aşılama yöntemiyle aşılandı ve 25°C'de 7 gün inkübe edildi. Mantar miseli, pirinç kepeği agar ortamına (safsızlaştırılmış suda çözülmüş %2 (a/h) pirinç kepeği, %0,5 (a/h) sakkaroz ve %2 (a/h) agar, pH 7) aktarıldı ve 25°C'de 7 gün inkübe edildi. Hassas bir pirinç çeşidinin (KDML105) sterilize edilmiş bir yaprağı, konidileri indüklemek için miselin üzerine yerleştirildi ve 25°C'de 5 gün boyunca UV ve beyaz ışık kombinasyonu altında inkübe edildi. Konidiler, misel ve enfekte yaprak yüzeyinin 10 ml sterilize edilmiş %0,025 (h/h) Tween 20 çözeltisi ile nazikçe silinmesiyle toplandı. Mantar çözeltisi, miselyum, agar ve pirinç yapraklarını uzaklaştırmak için sekiz kat tülbentten süzüldü. Süspansiyondaki konidya konsantrasyonu, daha sonraki analizler için 5 × 10⁵ konidya/ml'ye ayarlandı.
Kosakonia oryziphila NP19 hücrelerinin taze kültürleri, 37 °C'de 24 saat boyunca NB ortamında kültüre edilerek hazırlandı. Santrifüj işleminden sonra (3047 × g, 10 dk), hücre peleti toplandı, 10 mM fosfat tamponlu salin (PBS, pH 7.2) ile iki kez yıkandı ve aynı tamponda tekrar süspansiyon haline getirildi. Hücre süspansiyonunun optik yoğunluğu 600 nm'de ölçülerek yaklaşık 1,0 değeri elde edildi (besin agar plakalarına ekim yapılarak belirlenen 1,0 × 10⁷ CFU/μl'ye eşdeğer). P. oryzae konidileri, PBS çözeltisinde süspansiyon haline getirilerek ve hemositometre kullanılarak sayılarak elde edildi. *K. oryziphila* NP19 ve *P. oryzae* süspansiyonları... Yaprak yayma deneyleri için, K. oryziphila* konidileri, sırasıyla 1,0 × 10⁷ CFU/μL ve 5,0 × 10² konidi/μL konsantrasyonlarında taze pirinç yaprakları üzerinde hazırlandı. Pirinç numunesi hazırlama yöntemi şu şekildeydi: Pirinç fidelerinden 5 cm uzunluğunda yapraklar kesilerek nemlendirilmiş emici kağıtla kaplı Petri kaplarına yerleştirildi. Beş tedavi grubu oluşturuldu: (i) R: kontrol olarak bakteriyel aşılama yapılmamış pirinç yaprakları, %0,025 (v/v) Tween 20 çözeltisi ile desteklendi; (ii) RB + F: K. oryziphila NP19 ile aşılanmış pirinç, pirinç yanıklığına neden olan mantarın konidi süspansiyonundan 2 μL ile desteklendi; (iii) R + BF: R grubundaki pirinç, 4 μl'lik bir karışım (hacim oranı 1:1) ile desteklendi; (iv) R + F: R grubundaki pirinç, 2 μl'lik bir karışım ile desteklendi; (v) RF + B: R grubundaki pirinç, 2 μl'lik bir karışım ile desteklendi; 30 saat inkübe edildikten sonra aynı yere 2 μl'lik bir karışım ile desteklendi ve ardından aynı yere 2 μl'lik bir karışım ile desteklendi ve K. oryziphila NP19 eklendi. Tüm Petri kapları 25°C'de karanlıkta 30 saat inkübe edildi ve ardından sürekli ışık altına yerleştirildi. Her grup üçer kopya halinde oluşturuldu. 72 saatlik kültürden sonra bitki dokuları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gözlemlendi ve analiz edildi. Özetle, bitki dokuları %2,5 (hacim/hacim) glutaraldehit içeren fosfat tamponunda sabitlendi ve bir dizi etanol çözeltisiyle dehidrate edildi. Karbondioksit ile kritik nokta kurutmasından sonra, numuneler altınla kaplandı ve son olarak taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelendi.15
Yayın tarihi: 15 Aralık 2025