Biological control of rice blast caused by magnaporthe oryzae

การควบคุมโดยชีววิธีของข้าวใบไหม้ที่มีสาเหตุจากเชื้อรา Magnaporthe oryzae

Name: Jiaojiao Song

LCSH: Fungi -- Control

LCSH: Rice -- Diseases and pests -- Control

ThaSH: เชื้อรา -- การควบคุม

ThaSH: ข้าว -- โรคและศัตรูพืช -- การควบคุม

Abstract: The isolates of Magnaporthe oryzae ( = Pyricularia oryzae) were isolated from rice seeds and diseased leaves. It was proved to be vilurence isolates to cause rice blast in rice var. RD 57 and PSL 2 by pathogenicity test. Chaetomium elatum, Chaetomium lucknowense, Chaetomium brasiliense and Chaetomium cochliodes were antagonized to M. oryzae. All isolates of Magnaporthe oryzae and antagonistic Chaetomium spp. were confirmed identification by morphology characterization and molecular phylogeny. Biculture tests demonstrated that all the antagonistic C. elatum, C. lucknowense and c. brasiliense and c. cochliodes could suppress the growth of M oryzae. Then, the crude extract metabolites from c. elatum, c. lucknowense and c. brasiliense and c. cochliodes were effectively inhibited M. oryzae. Hexane extract of c. brasiliense gave the highest spore inhibition with ED50 of 35 ppm. EtOAC extract of c. lucknowense inhibited spore production at 57 ppm and EtOAC extract of c. elatum inhibited spore production at 106 ppm. The crude metabolites of c. cochliodes (CCoH, CCoE and CCoM) expressed antifungal activity against the M oryzae, resulting in inhibited spore production in 12 days with effective dose (ED50) values of 85, 144 and 374 ppm, respectively. The isolates of Magnaporthe oryzae ( = Pyricularia oryzae) were isolated from rice seeds and diseased leaves. It was proved to be vilurence isolates to cause rice blast in rice var. RD 57 and PSL 2 by pathogenicity test. Chaetomium elatum, Chaetomium lucknowense, Chaetomium brasiliense and Chaetomium cochliodes were antagonized to M. oryzae. All isolates of Magnaporthe oryzae and antagonistic Chaetomium spp. were confirmed identification by morphology characterization and molecular phylogeny. Biculture tests demonstrated that all the antagonistic C. elatum, C. lucknowense and C. brasiliense and C. cochliodes could suppress the growth of M oryzae. Then, the crude extract metabolites from C. elatum, C. lucknowense and C. brasiliense and C. cochliodes were effectively inhibited M. oryzae. Hexane extract of C. brasiliense gave the highest spore inhibition with ED₅₀ of 35 ppm. EtOAC extract of C. lucknowense inhibited spore production at 57 ppm and EtOAC extract of C. elatum inhibited spore production at 106 ppm. The crude metabolites of C. cochliodes (CCoH, CCoE and CCoM) expressed antifungal activity against the M oryzae, resulting in inhibited spore production in 12 days with effective dose (ED₅₀) values of 85, 144 and 374 ppm, respectively. Nanoparticles containing active compounds derived from c. cochliodes (CTh05) was proved to control rice blast disease caused by M. oryzae isolate POl. In vivo experiments revealed a reduction of 38 % in blast disease after application of nanoparticles constructed from crude extract mixtures from c. cochliodes at 10 ppm for 30 days. Meanwhile, the chemical fungicide Tricyclazole resulted in reduction of blast disease by 29 %. Rice blast disease was decreased in 30 days after applying nano-CCoM at the concentration of 7 ppm which resulted 60 % disease reduction, and followed by nanoCCoE and nanoCCoH which disease reduction of 58 and 50 % respectively, and tricyclazole resulted in a 56 % reduction in rice blast. Moreover, the rice leaves treated with nano-CBH from C. brasiliense produced Sakuranertin and Oryzalexin B as seen on the thin layer chromatography where the Rf value was 0.08 assuming to be Sakuranertin, and Rf values of 0.28 supposing to be Oryzalexin B. It is firstly found that these nanoparticles act as elicitors to induce immunity in rice plants through the production of phytoalexin. The research findings are found to be a new discovery of nanoparticles construced from natural product fungal metabolites from Chaetomium spp. that used to control rice blast disease and induced phytoalexin production against blast disease.

Abstract: แยกเชื้อรา Magnaporthe oryzae ( = Pyricularia oryzae) ได้หลายไอโซเลท (isolated) จากเมล็ดข้าวหลายสายพันธุ์ และจากใบไหม้ข้าวที่เป็นโรค และพบไอโซเลทที่มีความสามารถทำให้เกิดโรคไหม้รุนแรง ในข้าวสายพันธุ์ กข 57 และพันธุ์พิษณุโบก 2 จากการทดลองพบว่าเชื้อรา Chaetomium elatum, Chaetomium lucknowense and Chaetomium Brasiliense และ Chaetomium cochliodes เป็นจุลินทรีย์ต่อต้านเชื้อรา M. oryzae เชื้อรา Magnaporthe oryzae และ Chaetomium spp. ทุกไอโซเลท ยืนยันการจัดจำแนกทางสัณฐานวิทยาและชีววิทยาระดับโมเลกุลจากการเลี้ยวเชื้อร่วม พบว่า C. elatum, C. Lucknowense, C. brasiliense และ C. cochliodes สามารถควบคุมการเจริญเติบโตของเชื้อรา M. oryzae. สารสกัดหยาบจากเชื้อรา C. elatum, C. Lucknowense, C. brasiliense และ C. cochliodes มีประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อรา M. oryzae สารสกัดหยาบด้วยเฮกเซน จาก C. brasiliense ยับยั้งสปอร์ได้สูงสุด มีค่า ED50 35 ppm สารสกัดหยาบด้วยเอทธิลอะซิเตรท C. Lucknowense ยับยั้งการสร้างสปอร์เชื้อสาเหตุโรค มีค่า ED50 57 ppm และสารสกัดหยาบด้วยเอทธิลอะซิเตร จาก C. elatum ยับยั้งการสร้างสปอร์เชื้อสาเหตุโรค มีค่า ED50 106 ppm สารสกัดหยาบจาก C. cochliodes (CCoH, CCoE and CCoM) ยับยั้งการสร้างสปอร์ M. oryzae ที่ 12 วัน มีค่า ED50 85, 144 และ 374 ppm ตามลำดับ นอกจากนี้ อนุภาคนาโนที่ผลิตจากสารออกฤทธิ์ ของ C. elatum, C. Lucknowense, C. brasiliense และ C. cochliodes สามารถยับยั้งเชื้อรา M. oryzae สาเหตุโรคใบไหม้ข้าว นอกจากนี้ อนุภาคนาโน Nano-CLM (C. Lucknowense) ยับยั้งการสร้างสปอร์ มีค่า ED50 5.24 ppm อนุภาคนาโน Nano-CBH (C. brasiliense) ยับยั้งการสร้างสปอร์ มีค่า ED50 6.86 ppm อนุภาคนาโน Nano-CEE (C. elatum) ยับยั้งการสร้างสปอร์ มีค่า ED50 7.89 ppm ขนาดอนุภาคนาโน ของ Nano-CCoH, nano-CCoE และ Nano-CCoM จาก SEM วัดค่านาไฟเบอร์ ได้เฉลี่ย 567-611, 422-566 และ 415-472 nm ตามลำดับ อนุภาคนาโน จาก C. cochliodes (nano-CCoH, nano-CCoE and nano-CCoM) ที่ความเข้มข้น 3-15 ppm ยับยั้งการสร้างสปอร์เชื้อสาเหตุโรค M. oryzae ที่ 12 วัน มีค่า ED50 เท่ากับ 9, 16 และ 33 ppm ตามลำดับ อนุภาคนาโนที่ผลิตจากสารออกฤทธิ์ C. cochliodes (CTh05) สามารถควบคุมโรคใบไหม้ข้าว ที่มีสาเหตุจาก M. oryzae isolate PO1 จากการทดลองพบว่าสามารถลดการเกิดโรคไหม้ได้ 38% หลังจากฉีดพ่นอนุภาคนาโนที่ผลิตจากสารออกฤทธิ์รวม C. cochliodes (CTh05) ที่อัตรา 10 ppm ในเวลา 30 วัน ในขณะที่การใช้สารเคมี Tricyclazole ลดการเกิดโรคได้ 29% อย่างไรก็ตาม โรคไหม้ข้าวลดลง ถึง 60% ใน 30 วัน หลังฉีดพ่นอนุภาคนาโน nano-CCoM ที่ 7 ppm รองลงมาคืออนุภาคนาโน nanoCCoE นอกจากนี้ จากการฉีดพ่นใบข้าวด้วย อนุภาคนาโน nano-CBH ที่ผลิตจาก C. Brasiliense พบว่าต้นข้าวสามารถผลิตสารต่อต้านการเกิดโรคไหม้ในข้าว คือ Sakuranertin และ Oryzalexin มีค่า Rf 0.08 และ 0.28 ตามลำดับ ซึ่งเป็นการวิจัยค้นพบครั้งแรกในการใช้อนุภาคนาโนที่ผลิตจากสารออกฤทธิ์จุลินทรีย์ เป็น elicitors ชักนำให้ข้าวสร้างภูมิคุ้มกันโรค โดยผลิตสารต่อต้านการเกิดโรค (phytoalexin) จึงนับว่าเป็นงานวิจัยค้นพบใหม่ในการใช้อนุภาคนาโนที่ผลิตจากสารออกฤทธิ์จุลินทรีย์ Chaetomium spp ชักนำให้ข้าวสร้างภูมิคุ้มกันโรคไหม้

King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang. Central Library

Address: BANGKOK

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: Kasem Soytong

Role: Thesis Advisor

Created: 2020

Modified: 2564-07-29

Issued: 2021-07-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Agriculture

Grantor: King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang

©copyrights King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Jiaojiao Song.pdf	5.16 MB	1	2021-07-29 12:26:59

ใช้เวลา

0.037334 วินาที