การตอบสนองของข้าวบางพันธุ์ต่อเชื้อรา Exserohilum rostratum สาเหตุโรคใบจุดในข้าวและการแสดงออกของยีนที่ตอบสนองต่อฮอร์โมนพืชระหว่างข้าวถูกทำลาย
DOI:
https://doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2024.21คำสำคัญ:
ใบจุดข้าว, เชื้อราก่อโรคใบจุดข้าว, ยีนที่ตอบสนองต่อฮอร์โมนพืช, ยีนป้องกันตนเองของพืช, ความต้านทานโรคพืชบทคัดย่อ
Exserohilum rostratum เป็นเชื้อราในกลุ่ม ascomycete ที่ก่อให้เกิดอาการใบจุดและเมล็ดด่างในข้าวในพื้นที่ปลูกข้าวหลายประเทศ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินการตอบสนองของพันธุ์ข้าวบางชนิดต่อการเข้าทำลายของ E. rostratum และวิเคราะห์การแสดงออกของยีนในข้าวที่ตอบสนองต่อฮอร์โมนพืชระหว่างการเข้าทำลายของเชื้อรา E. rostratum โดยทำการปลูกเชื้อราแต่ละไอโซเลต (n=10) ในข้าว 5 พันธุ์ ได้แก่ ขาวดอกมะลิ 105 กข31 กข41 ปทุมธานี 1 และเจ้าหอมนิล พบว่า ข้าวพันธุ์เจ้าหอมนิลแสดงระดับอาการโรคต่ำสุด ในขณะที่ข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 แสดงระดับอาการโรคสูงสุด ดังนั้น ข้าวทั้งสองพันธุ์จึงนำมาใช้ในการศึกษากลไกการป้องกันตนเองของพืชจากการเข้าทำลายโดย E. rostratum โดยยีนที่ตอบสนองต่อฮอร์โมนพืช ได้แก่ OsPR1b และ OsPBZ1 (ยีนป้องกันตนเองในข้าวที่ตอบสนองต่อกรดซาลิไซลิก) JiOsPR10 (ยีนป้องกันตนเองในข้าวที่ตอบสนองต่อกรดจัสโมนิก) และ OsEBP89 (ยีนที่ตอบสนองต่อฮอร์โมนเอทิลีน) ตรวจสอบการแสดงออกของยีนในข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 และเจ้าหอมนิล ด้วยวิธี quantitative real-time RT-PCR ที่เวลา 24 48 และ 72 ชม. ภายหลังการปลูกเชื้อรา ผลการทดลองพบว่า ยีนทุกชนิดที่ดำเนินการตรวจสอบในงานวิจัยนี้มีการยกระดับการแสดงออกของยีน และยีนส่วนใหญ่พบการแสดงออกในระดับสูงที่เวลา 24-48 ชม. ภายหลังการปลูกเชื้อในพันธุ์ข้าวทั้งสองพันธุ์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า ยีนดังกล่าวมีบทบาทเกี่ยวข้องในการตอบสนองของข้าว ระหว่างการเข้าทำลายของ E. rostratum ทั้งนี้กลไกการต้านทานต่อเชื้อรา E. rostratum ในข้าวอาจไม่ได้ถูกควบคุมผ่านวิถีสัญญาณกรดจัสโมนิกและฮอร์โมนเอทิลีน งานวิจัยนี้ได้นำเสนอข้อมูลชนิดพันธุ์ข้าวที่มีศักยภาพในการต้านทานต่อโรคใบจุดข้าวและข้อมูลพื้นฐาน เพื่อสร้างความเข้าใจในเรื่องกลไกการป้องกันตนเองของข้าวต่อเชื้อรา E. rostratum
References
กัญญา เจริญไทย. 2545. เชื้อรา Dematiaceous Hyphomycetes บนข้าว ข้าวโพด วัชพืชใบแคบ และดินบริเวณราก. วิทยานิพนธ์ปริญญาโท. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ. 163 หน้า.
ดารา เจตนะจิตร นงรัตน์ นิลพานิชย์ พากเพียร อรัญนารถ วิชิต ศิริสันธนะ วิชชุดา รัตนากาญจน์ และรัศมี ฐิติเกียรติพงศ์. 2550. โรคข้าวและการป้องกันกำจัด. สำนักวิจัยและพัฒนาช้าว กรมการข้าว, กรุงเทพฯ. 68 หน้า.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2566. สถิติการเกษตรของประเทศไทย ปี 2566. Available at: https://www.oae.go.th/assets/portals/1/files/jounal/2567/statistic2566.pdf. Accessed: April 29, 2024.
Agrawal, G.K, R. Rakwal and N.S. Jwa. 2000. Rice (Oryza sativa L.) OsPR1b gene is phytohormonally regulated in close interaction with light signals. Biochemical and Biophysical Research Communications. 278(2): 290-298.
Ahmadpour, A., S. Karami, Z. Heidarian and M. Javan-Nikkhah. 2013. Exserohilum rostratum causing sugarcane leaf spot in Iran. Australasian Plant Disease Notes. 8: 97–99.
Alazem, M. and N.S. Lin. 2015. Roles of plant hormones in the regulation of host-virus interactions. Molecular Plant Pathology. 16: 529–540.
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. European Journal of Plant Pathology.170: 549–566.
De Vleesschauwer, D., Y. Yang, C. Vera Cruz and M. Höfte. 2010. Abscisic acid-induced resistance against the brown spot pathogen Cochliobolus miyabeanus in rice involves MAP kinase-mediated repression of ethylene signaling. Plant Physiology. 152(4): 2036-2052.
Ding, L.N., Y.T. Li, Y.Z. Wu, T. LI, R. Geng, J. Cao, W. Zhang and X.L. Tan. 2022. Plant disease resistance-related signaling pathways: Recent progress and future prospects. International Journal of Molecular Sciences. 23(24): 16200.
Duan, C., J. Yu, J. Bai, Z. Zhu and X. Wang. 2014. Induced defense responses in rice plants against small brown planthopper infestation. The Crop Journal. 2(1): 55–62.
Farag, M.F. and F.M. Attia. 2020. A First record of Exserohilum rostratum as a new pathogen causing blight in Egypt. Journal of Plant Pathology & Microbiology. 11: 496.
Gomes, T.C., R. Conrado, R.C. Oliveira, P. Selari, I.S. Melo, W.L. Araújo, D.A. Maria and A.O. De Souza. 2023. Effect of monocerin, a fungal secondary metabolite, on endothelial cells. Toxins (Basel). 15(5): 344.
Jones, J.D.G. and J.L. Dangl. 2006. The plant immune system. Nature. 444: 323-329.
Jwa, N.S., G.K. Agrawal, R. Rakwal, C.H. Park and V.P. Agrawal. 2001. Molecular cloning and characterization of a novel jasmonate inducible pathogenesis-related class 10 protein gene, JIOsPR10, from rice (Oryza sativa L.) seedling leaves. Biochemical and Biophysical Research Communications. 286: 973–83.
Kouzai, Y., M. Kimura, M. Watanabe, K. Kusunoki, D. Osaka, T. Suzuki, H. Matsui, M. Yamamoto, Y. Ichinose, K. Toyoda, T. Matsuura, I.C. Mori, T. Hirayama, E. Minami, Y. Nishizawa, K. Inoue, Y. Onda, K. Mochida and Y. Noutoshi. 2018. Salicylic acid-dependent immunity contributes to resistance against Rhizoctonia solani, a necrotrophic fungal agent of sheath blight, in rice and Brachypodium distachyon. New Phytologist. 217: 771–783.
Kusai, N.A., M.M.Z. Azmi, N.A.I.M. 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: 905–914.
Lin, S.H., S.L. Huang, Q.Q. Li, C.J. Hu, G. Fu, L.P. Qin, Y.F. Ma, L. Xie, Z.L. Cen and W.H. Yan. 2011. Characterization of Exserohilum rostratum, a new causal agent of banana leaf spot disease in China. Australasian Plant Pathology. 40: 246.
Livak, K.J. and T.D. Schmittgen. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method. Methods. 25: 402–408.
Liu, J., C.H. Park, F. He, M. Nagano, M. Wang, M. Bellizzi, K. Zhang, X. Zeng, W. Liu, Y. Ning, Y. Kawano and G.L. Wang. 2015. The RhoGAP SPIN6 associates with SPL11 and OsRac1 and negatively regulates programmed cell death and innate immunity in rice. PLOS Pathogens. 11: e1004629.
Pilet-Nayel, M.L., B. Moury, V. Caffier, J. Montarry, M.C. Kerlan, S. Fournet, C.E. Durel and R. Delourme. 2017. Quantitative resistance to plant pathogens in pyramiding strategies for durable crop protection. Frontiers in Plant Science. 8: 1838.
Poveda, J. 2020. Use of plant-defense hormones against pathogen-diseases of postharvest fresh produce. Physiological and Molecular Plant Pathology. 111: 101521.
Ramalingam, J., C. Raveendra, P. Savitha, V. Vidya, T.L. Chaithra, S. Velprabakaran, R. Saraswathi, A. Ramanathan, M.P.A. Pillai, S. Arumugachamy and C. Vanniarajan. 2020. Gene pyramiding for achieving enhanced resistance to bacterial blight, blast, and sheath blight diseases in Rice. Frontiers in Plant Science. 11: 591457.
Shimono, M., S. Sugano, A. Nakayama, C.J. Jiang, K. Ono, S. Toki and H. Takatsuji, 2007. Rice WRKY45 plays a crucial role in Benzothiadiazole-inducible blast resistance. The Plant Cell. 19: 2064–2076.
Songkumarn, P., P. Chaijuckam, V. TongSri and J.J.G. Guerrero. 2019. Expression analysis of defense related genes in rice response to Bipolaris oryzae, the causal agent of rice brown spot. Applied Science and Engineering Progress. 12(2): 104–115.
Tamaoki, D., S. Seo, S. Yamada, A. Kano, A. Miyamoto, H. Shishido, S. Miyoshi, S. Taniguchi, K. Akimitsu and K. Gomi, 2013. Jasmonic acid and salicylic acid activate a common defense system in rice. Plant Signaling & Behavior. 8: e24260.
Wang, D., Y. Qin, J. Han, L. Zhang, X. Xu, X. Liu, C. Wang and X. Liu. 2014. Expression analysis of innate immunity related genes in the true/field blast resistance gene-mediated defence response. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 28: 999–1007.
Wu, D. and B.G. Turgeon. 2013. Setosphaeria rostrata: Insights from the sequenced genome of Setosphaeria turcica. Fungal Genetics and Biology. 61:158–163.
Yang, C. and W.G.D. Fernando. 2021. Hormonal responses to susceptible, intermediate, and resistant interactions in the Brassica napus-Leptosphaeria maculans pathosystem. International Journal of Molecular Sciences. 22(9): 4714.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 วารสารวิชาการเกษตร

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
วารสารวิชาการเกษตร