การคัดเลือกและศึกษาลักษณะของแบคทีเรียปฏิปักษ์ที่มีศักยภาพในการควบคุม Xanthomonas oryzae pv. oryzae สาเหตุโรคขอบใบแห้งของข้าวก่ำ Bacillus siamensis ควบคุมเชื้อ Xanthomonas oryzae pv. oryzae
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
โรคขอบใบแห้ง (bacterial leaf blight disease) เป็นโรคที่สำคัญของข้าว มีสาเหตุมาจากเชื้อแบคทีเรีย Xanthomonas oryzae pv. oryzae ซึ่งข้าวก่ำเป็นข้าวอีกชนิดหนึ่งที่พบการเข้าทำลายของแบคทีเรียภายในสภาพแปลงปลูก การคัดเลือกแบคทีเรียปฏิปักษ์ที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมเชื้อสาเหตุโรคจึงมีความสำคัญในการนำไปใช้ควบคุมโรคเพื่อลด การระบาด และความเสียหายของผลผลิต โดยคัดเลือกแบคทีเรียปฏิปักษ์ที่แยกจากดินบริเวณรอบรากข้าว ซึ่งสามารถแยกได้ทั้งหมดจำนวน 48 ไอโซเลท และคัดเลือกด้วยวิธี dual culture พบว่า ไอโซเลท KY16 และ KY17 มีประสิทธิภาพมากที่สุด ในการควบคุมเชื้อแบคทีเรีย X. oryzae pv. oryzae โดยมีรัศมีรอบวงบริเวณที่แสดงการยับยั้งของแบคทีเรีย (inhibition growth zone) เท่ากับ 12.70 mm และ 11.95 mm ตามลำดับ เมื่อศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาและคุณสมบัติทางชีวเคมีบางประการพบว่าเป็นแบคทีเรียแกรมบวก และจัดอยู่ในกลุ่ม Bacillus sp. เมื่อจัดจำแนกและระบุชนิดของแบคทีเรียปฏิปักษ์โดยเปรียบเทียบลำดับนิวคลีโอไทด์ และวิเคราะห์ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมจากยีนทั้งหมด 3 ตำแหน่ง ได้แก่ 16S rRNA gyrA และ rpoB พบว่าจัดจำแนกเป็น Bacillus siamensis และจากการศึกษายีนที่เกี่ยวข้องในการผลิตสารต้านจุลินทรีย์พบว่าแบคทีเรียทั้งสองไอโซเลทมียีนที่ผลิตสารต้านจุลินทรีย์ในกลุ่ม iturin A และ surfactin ซึ่งผลการศึกษานี้สามารถนำแบคทีเรียปฏิปักษ์ที่คัดเลือกได้ไปประยุกต์ใช้ในการควบคุมโรคขอบใบแห้งของข้าวก่ำในระดับแปลงปลูกต่อไป
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
วารสารเกษตรพระจอมเกล้า
References
Azizi, P. Rafil, M. Y. Abdullah, S. N. A., Nejat, N., Maziah, M., Hanafi, M. M., Latif, M. A., & Sahebi, M. (2016). Toward understanding of rice innate immunity against Magnaporthe oryzae. Critical Reviews in Biotechnology. 36(1), 165-174. https://doi.org/10.3109/07388551.2014.946883
Barrow, G., & Feltham, R. (1993). Cowan and Steel's Manual for the Identification of Medical Bacteria.3rd ed. Cambridge: Cambridge University Press.
Cheng, H. R., & Jiang, N. (2006). Extremely rapid extraction of DNA from bacteria and yeasts. Biotechnology Letters. 28(1), 55-59. https://doi.org/10.1007/s10529-005-4688-z
Chun, J., & Bae, K. S. (2000). Phylogenetic analysis of Bacillus subtilis and related taxa based on partial gyrA gene sequences. Antonie van Leeuwenhoek. 78(2), 123-127. https://doi.org/10.1023/A:1026555830014
Feng, X., Xu, R., Zhao, N., Wang, D., Cun, M., & Yang B. (2022). Isolation, identification, and characterization of endophytic Bacillus from walnut (Juglans sigillata) root and its biocontrol effects on walnut anthracnose. Agriculture. 12(12), 1-18. https://doi.org/10.3390/agriculture12122102
Fongfon, S., Pusadee, T., Prom-u-thai, C., & Rerkasem, B. (2021). Diversity of purple rice (Oryza sativa L.) landraces in Northern Thailand. Agronomy. 11(10), 1-14. https://doi.org/10.3390/agronomy11102029
Gorai, P. S., Ghosh, R., Mandal, S., Ghosh, S., Chatterjee, S., Gond, S. K., & Mandal, N. C. (2021). Bacillus siamensis CNE6- a multifaceted plant growth promoting endophyte of Cicer arietinum L. having broad spectrum antifungal activities and host colonizing potential. Microbiological Research. 252, 1-12. https://doi.org/10.1016/j.micres.2021.126859
Hussain, T., & Khan, A. A. (2022). Biocontrol prospective of Bacillus siamensis-AMU03 against soil-borne fungal pathogens of potato tubers. Indian Phytopathology. 75(1), 179-189. https://doi.org/10.1007/s42360-021-00447-8
Huynh, T., Voros, M., Kedves, O., Turbat, A., Sipos, G., Leitgeb, B., Kredics, L., Vagvolgyi, C., & Szekeres A. (2022). Discrimination between the two closely related species of the operational group B. amyloliquefaciens based on whole-cell fatty acid profiling. Microorganisms. 10(2), 1-13. https://doi.org/10.3390/microorganisms10020418
Jin, P., Wang, Y., Tan, Z., Liu, W., & Miao, W. (2020). Antibacterial activity and rice-induced resistance, mediated by C15surfactin A, in controlling rice disease caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Pesticide Biochemistry and Physiology. 169, 1-9. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2020.104669
Joshi, R., & McSpadden Gardener, B. B. (2006). Identification and characterization of novel genetic markers associated with biological control activities in Bacillus subtilis. Phytopathology. 96(2), 145-154. https://doi.org/10.1094/PHYTO-96-0145
Kovacs, N. (1956). Identification of Pseudomonas pyocyanea by the oxidase reaction. Nature. 178, 703. https://doi.org/10.1038/178703a0
Kumvinit, A., & Akarapisan, A. (2019). Characterization of blackleg and soft rot from potato in northern Thailand. Journal of Phytopathology. 167(11-12), 655-666. https://doi.org/10.1111/jph.12859
Narendra Kumar, P., Swapna, T. H., Khan, M. Y., Reddy. G., & Hameeda B. (2017). Statistical optimization of antifungal iturin A production from Bacillus amyloliquefaciens RHNK22 using agro-industrial wastes. Saudi Journal Biological Sciences. 24(7), 1722-1740. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2015.09.014
Ngalimat, M. S., Mohd Hata, E., Zulperi, D., Ismail, S. I., Ismail, M. R., Mohd Zainudin, N. A. I., Saidi, N. B., & Yusof, M. T. (2021). Plant growth-promoting bacteria as an emerging tool to manage bacterial rice pathogens. Microorganisms. 9(4), 1-23. https://doi.org/10.3390/microorganisms9040682
Nino-Liu, D. O., Ronald, P. C., & Bogdanove, A. J. (2006). Xanthomonas oryzae pathovars: model pathogens of a model crop. Molecular Plant Pathology. 7(5), 303–324. https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2006.00344.x
Pusadee, T., Wongtamee, A., Rerkasem, B., Olsen, K. M., & Jamjod, S. (2019). Farmers drive genetic diversity of Thai purple rice (Oryza sativa L.) landraces. Economic Botany. 73(1), 76-85. https://doi.org/10.3390/agronomy11102029
Raymaekers, K., Ponet, L., Holtappels, D. Berckmans, B., & Cammue, B. P. A. (2020). Screening for novel biocontrol agents applicable in plant disease management – A review. Biological Control. 144, 1-18. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2020.104240
Senakun, C., Chunta, S., Somboonwattanakul, I., Yodsiri, S., Kurukodt, J., & Senakun, A. (2018). Diversity, utilization and cultural significance of purple rice in northeastern Thailand. International Journal of Agricultural Technology. 14(7), 1893-1904.
Shen, N., Li, S., Li, S. Y., Zhang, H., & Jiang, M. (2022). The siderophore-producing bacterium, Bacillus siamensis Gxun-6, has an antifungal activity against Fusarium oxysporum and promotes the growth of banana. Egyptian Journal of Biological Pest Control. 32(1), 1-9. https://doi.org/10.1186/s41938-022-00533-7
Simmons, J. S. (1926). A culture medium for differentiating organisms of typhoid-colon aerogenes groups and for isolation of certain fungi: with colored plate. The Journal of Infectious Diseases. 39(3), 209-214. https://doi.org/10.1093/infdis/39.3.209
Sombunjitt, S., Sriwongchai, T., Kuleung, C., & Hongtrakul, V. (2017). Searching for and analysis of bacterial blight resistance genes from Thailand rice germplasm. Agriculture and Natural Resources. 51(5), 365-375. https://doi.org/10.1016/j.anres.2017.11.001
Song, Z., Liu, K., Lu, C., Yu, J., Ju, R., & Liu, X. (2011). Isolation and characterization of a potential biocontrol Brevibacillus laterosporus. African Journal of Microbiology Research. 5(18), 2675-2681. https://doi.org/10.5897/AJMR11.335
Syed Ab Rahman, S. F., Singh, E., Pieterse, C. M. J., & Schenk, P. M. (2018). Emerging microbial biocontrol strategies for plant pathogens. Plant Science. 267, 102-111. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2017.11.012
Talbot, N. J. (2003). On the trial of a cereal killer: exploring the biology of Magnaprothe grisea. Annual Review of Microbiology. 57, 177-202. https://doi.org/10.1146/annurev.micro.57.030502.090957
Velho, A. C., Mondino, P., & Stadnik, M. J. (2018). Extracellular enzymes of Colletotrichum fructicola isolates associated to apple bitter rot and Glomerella leaf spot. Mycology. 9(2), 145-154. https://doi.org/10.1080/21501203.2018.1464525
Xie, S., Zang H., Wu, H., Uddin Rajer, F., & Gao, X. (2018). Antibacterial effects of volatiles produced by Bacillus strain D13 against Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Molecular Plant Pathology. 19(1), 49-58. https://doi.org/10.1111/mpp.12494
Xie, Z., Li, M., Wang, D., Wang, F., Shen, H., Sun, G., Feng, C., Wang X., Chen, D., & Sun X. (2021). Biocontrol efficacy of Bacillus siamensis LZ8 against brown spot disease of tobacco caused by Alternaria alternata. Biological Control. 154, 1-8. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2020.104508
Xu, B. H., Lu, Y. Q., Ye, Z. W., Zheng, Q. W., Wei, T., Lin, J. F., & Guo, L. Q. (2018a). Genomics-guided diskovery and structure identification of cyclic lipopeptides from the Bacillus siamensis JFL15. Plos One. 13(8), 1-18. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202893
Xu, B. H., Ye, Z. W., Zheng, Q. W., Wei, T., Lin, J. F., & Guo, L. Q. (2018b). Isolation and characterization of cyclic lipopeptides with broad-spectrum antimicrobial activity from Bacillus siamensis JFL15. 3 Biotech. 8(444), 1-10. https://doi.org/10.1007/s13205-018-1443-4