การพัฒนาชุดไพร์เมอร์สำหรับการตรวจหาเชื้อรา Exserohilum rostratum ก่อโรคใบจุดในข้าวด้วยเทคนิคปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ความเป็นมาและวัตถุประสงค์: Exserohilum rostratum คือเชื้อราสาเหตุใบจุดขนาดเล็กและเมล็ดด่างของข้าว การวินิจฉัยเชื้อสาเหตุโรคทำได้ยากเนื่องจากมีอาการคล้ายคลึงกับอาการใบจุดจากเชื้อราชนิดอื่น ๆ งานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อพัฒนาชุดไพร์เมอร์ที่จำเพาะและไวในการตรวจจับดีเอ็นเอของ E. rostratum รวมถึงดีเอ็นเอของข้าวที่ติดเชื้อ E. rostratum ด้วยวิธีปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสแบบดั้งเดิม (พีซีอาร์)
วิธีดำเนินการวิจัย: ออกแบบชุดไพร์เมอร์จำนวน 5 ชุด จากลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณ internal transcribed spacer (ITS) ระหว่าง 18S และ 28S ไรโบโซมอลดีเอ็นเอ และของยีนที่กำหนดการสร้างโปรตีนจำนวน 4 ชนิด ได้แก่ Actin (Act), Beta-tubulin (Tub2), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) และ Translation elongation factor (Tef1) ของ E. rostratum และตรวจสอบความจำเพาะและความไวของไพร์เมอร์ด้วยวิธีพีซีอาร์โดยใช้ต้นแบบดีเอ็นเอของ E. rostratum ที่ระดับความเข้มข้นในช่วง 0.001–100 นาโนกรัม และของเชื้อราชนิดอื่น ๆ ที่สัมพันธ์กับข้าว รวมถึงดีเอ็นเอของข้าวที่ติดเชื้อ E. rostratum
ผลการวิจัย: ชุดไพร์เมอร์ ER-ActF/ER-ActR และ ER-GPDF/ER-GPDR ซึ่งออกแบบจากยีนAct และยีน GAPDH ตามลำดับ สามารถตรวจจับดีเอ็นเอของ E. rostratum อย่างจำเพาะ โดยชุดไพร์เมอร์ ER-ActF/ER-ActR มีความไวในการตรวจจับดีกว่าชุดไพร์เมอร์ ER-GPDF/ER-GPDR อีกทั้งไพร์เมอร์ทั้งสองชุดมีความสามารถในการตรวจจับดีเอ็นเอของ E. rostratum ในข้าวหลากสายพันธุ์ที่ติดเชื้อ E. rostratum
สรุป: งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของชุดไพร์เมอร์ ER-ActF/ER-ActR และ ER-GPDF/ER-GPDR ในการวินิจฉัยอาการใบจุดข้าวที่เกิดจากเชื้อ E. rostratum ด้วยวิธีพีซีอาร์
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
Bastien, P., G.W. Procop and U. Reischl. 2008. Quantitative real-time PCR is not more sensitive than “conventional” PCR. J. Clin. Microbiol. 46(6): 1897–1900. https://doi.org/10.1128/jcm.02258-07.
Boonkorn, Y., V. Tongsri, O. Piasai and P. Songkumarn. 2024. Characterization, pathogenicity and fungicide response of Exserohilum rostratum causing leaf spot on rice in Thailand. Eur. J. Plant Pathol. 170: 549–566. https://doi.org/10.1007/s10658-024-02918-w.
Bradshaw, M.J., G.X. Guan, L. Nokes, U. Braun, S.Y. Liu and D.H. Pfister. 2022. Secondary DNA barcodes (CAM, GAPDH, GS, and RpB2) to characterize species complexes and strengthen the powdery mildew phylogeny. Front. Ecol. Evol. 10: 918908. https://doi.org/10.3389/fevo.2022.918908.
Cardona, R. and M.S. González. 2007. First report of Exserohilum rostratum associated with rice seed in Venezuela. Plant Dis. 91(2): 226. https://doi.org/10.1094/PDIS-91-2-0226C.
Chaijuckam, P., P. Songkumarn and J.J.G. Guerrero. 2019. Genetic diversity and aggressiveness of Bipolaris oryzae in north-central Thailand. Appl. Sci. Eng. Prog. 12(2): 116–125. https://doi.org/10.14416/j.asep.2019.03.004.
Disthaporn, S. 1994. Current rice blast epidemics and their management in Thailand, pp. 333–342. In R.S. Zeigler, S.A. Leong and P.S. Teng, eds. Rice Blast Disease. CAB International, Wallingford, UK.
Doyle, J.J. and J.L. Doyle. 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochem. Bull. 19(1): 11-15.
Duan, C., J. Yu, J. Bai, Z. Zhu and X. Wang. 2014. Induced defense responses in rice plants against small brown planthopper infestation. Crop J. 2(1): 55–62. https://doi.org/10.1016/j.cj.2013.12.001.
Hernández-Restrepo, M., H. Madrid, Y.P. Tan, K.C. da Cunha, J. Gené, J. Guarro and P.W. Crous. 2018. Multi-locus phylogeny and taxonomy of Exserohilum. Persoonia. 41: 71–108. https://doi.org/10.3767/persoonia.2018.41.05.
Hoang, M.T.V., L. Irinyi, S.C.A. Chen, T.C. Sorrell and W. Meyer. 2019. Dual DNA barcoding for the molecular identification of the agents of invasive fungal infections. Front. Microbiol. 10: 1647. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01647.
Jaroenthai, K. 2001. Dematiaceous Hyphomycetes on Rice, Corn, Narrowleaf Weed and Rhizosphere Soil. MS Thesis, Kasetsart University, Bangkok. (in Thai)
Kaboré, K.H., D. Diagne, J. Milazzo, H. Adreit, M.H. Lebrun and D. Tharreau. 2022. First report of rice brown spot caused by Exserohilum rostratum in Mali. Plant Dis. 106(6): 1747. https://doi.org/10.1094/PDIS-03-21-0662-PDN.
Khan, M., R. Wang, B. Li, P. Liu, Q. Weng and Q. Chen. 2018. Comparative evaluation of the LAMP assay and PCR-based assays for the rapid detection of Alternaria solani. Front. Microbiol. 9: 2089. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02089.
Klarum, R. 2020. Pathogenicity Analysis of Thai Rice Blast Isolates Toward Rice Containing Resistance Gene Pik or Pi9 and Study on Its Defense Mechanism. MS Thesis, Kasetsart University, Bangkok. (in Thai)
Korra, T., S. Navathe, S. Biradar and R. Chand. 2023. Pathogenicity and infection behaviour of Exserohilum rostratum on wheat and associated collateral hosts. J. Plant Pathol. 105(3): 695–709. https://doi.org/10.1007/s42161-023-01358-5.
Kumar, J., B. Kumar, M.K. Prajapati, C. Bihari and A. Rai. 2021. Seed discoloration in rice: Causes and their effect on seed quality. J. Pharmacogn. Phytochem. 10(1): 2644–2649.
Kusai, N.A., M.M. Azmi, N.A. Zainudin, M.T. Yusof and A.A. Razak. 2016. Morphological and molecular characterization, sexual reproduction, and pathogenicity of Setosphaeria rostrata isolates from rice leaf spot. Mycologia. 108(5): 905–914. https://doi.org/10.3852/15-175.
Mahmad-Toher, A.S., N. Govender, D. Dorairaj and M.Y. Wong. 2022. Effects of silica soil amendment against Exserohilum rostratum, the fungal pathogen of rice brown spot disease in Peninsular Malaysia. Sci. Rep. 12(1): 15690. https://doi.org/10.1038/s41598-022-19308-z.
Majeed, R.A., A.A. Shahid, G.A. Liaqat, K. Saleem, M. Asif, M. Shafiq, M.S. Haider and M. Noreen. 2016. First report of Setosphaeria rostrata causing brown leaf spot of rice in Pakistan. Plant Dis. 100(10): 2162. https://doi.org/10.1094/PDIS-02-16-0220-PDN.
Oechsler, R.A., M.R. Feilmeier, D.R. Ledee, D. Miller, M.R. Diaz, M.E. Fini, J.W. Fell and E.C. Alfonso. 2009. Utility of molecular sequence analysis of the ITS rRNA region for identification of Fusarium spp. from ocular sources. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 50(5): 2230–2236. https://doi.org/10.1167/iovs.08-2757.
Office of Agricultural Economics. 2024. Thailand foreign agricultural trade statistics. Available Source: https://impexpth.oae.go.th/export, May 1, 2024. (in Thai)
Raghu, S., M.S. Baite, N.B. Patil, P. Sanghamitra, M.K. Yadav, S.R. Prabhukarthikeyan, U. Keerthana, G. Gurupirasanna-Pandi, S. Aravindan and P.C. Rath. 2020. Grain discoloration in popular rice varieties (Oryza sativa L) in eastern India, associated mycoflora, quality losses and management using selected biocontrol agents. J. Stored Prod. Res. 88: 101682. https://doi.org/10.1016/j.jspr.2020.101682.
Schoch, C.L., K.A. Seifert, S. Huhndorf, V. Robert, J.L. Spouge, C.A. Levesque, W. Chen and Fungal Barcoding Consortium. 2012. Nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region as a universal DNA barcode marker for fungi. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109(16): 6241–6246. https://doi.org/10.1073/pnas.1117018109.
Silodia, K., M.S. Bhale and G.K. Koutu. 2019. Prevalence of dirty panicle disease of rice (Oryza sativa L.) in Madhya Pradesh. Int. J. Chem. Stud. 7(4): 767–772.
Silva, F.J.A., S.L.P. Maich, P.R. Meneses, C. Bellé, D.R. de Barros and C.R.J. Farias. 2016. First report on Exserohilum rostratum pathogenicity causing brown spot to rice in Brazil. Plant Dis. 100(12): 2531. https://doi.org/10.1094/PDIS-05-16-0709-PDN.
Sombunjitt, S., T. Sriwongchai, C. Kuleung and V. Hongtraku. 2017. Searching for and analysis of bacterial blight resistance genes from Thailand rice germplasm. Agric. Nat. Resour. 51(5): 365–375. https://doi.org/10.1016/j.anres.2017.11.001.
Su-Han, N.H., P. Songkumarn, S. Nuankaew, N. Boonyuen and O. Piasai. 2019. Diversity of sporulating rice endophytic fungi associated with Thai rice cultivars (Oryza sativa L.) cultivated in Suphanburi and Chainat provinces, Thailand. Curr. Res. Environ. Appl. Mycol. (J. Fungal Biol.) 9(1): 1–14. https://doi.org/10.5943/cream/9/1/1.
Suddhiyam, P. 2016. Climate Change Impact to the Field and Energy Renewable Crop Production. Available Source: https://www.doa.go.th/research/attachment.php?aid=2888, May 1, 2024. (in Thai)
White, T.J., T. Bruns, S. Lee and J. Taylor. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics, pp. 315–322. In M.A. Innis, D.H. Gelfand, J.J. Sninsk and T.J. White, eds. PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications. Academic Press, San Diego, USA.
Zayan, S.A. 2019. Impact of climate change on plant diseases and IPM strategies, pp. 1–12. In S. Topolovec-Pintarić, ed. Plant Diseases: Current Threats and Management Trends. IntechOpen, London, UK.
