การควบคุมโรคกล้าแห้งของต้นอ่อนข้าวหอมมะลิ 105 โดยชีววิธี
Main Article Content
Abstract
Jaran Prajanban, Sathit Panvilai and Wantanee Sawangarom
รับบทความ: 23 มีนาคม 2559; ยอมรับตีพิมพ์: 27 พฤษภาคม 2559
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อคัดแยกและคัดเลือกแบคทีเรียปฏิปักษ์ที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเข้าทำลายของ Sclerotium rolfsii Sacc. สาเหตุโรคกล้าแห้งของต้นอ่อนข้าวหอมมะลิ 105 จากตัวอย่างดินในแปลงนาข้าวจำนวน 70 ตัวอย่าง ในพื้นที่ 8 จังหวัด ประกอบด้วยจังหวัดสุรินทร์ ศรี-สะเกษ ยโสธร ร้อยเอ็ด มหาสารคาม บุรีรัมย์ นครราชสีมา และชัยภูมิ สามารถคัดแยกแบคทีเรียที่มีลักษณะโคโลนีแตกต่างกันได้ทั้งหมด 127 ไอโซเลต เมื่อนำแบคทีเรียทั้งหมดมาทดสอบประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญของเส้นใยราในห้องปฏิบัติการ พบว่า มีแบคทีเรียทั้งหมด 20 ไอโซเลต สามารถยับยั้งการเจริญของราอยู่ในช่วงร้อยละ 30.30±4.29 ถึง 72.73±0.00 ซึ่งแบคทีเรียปฏิปักษ์ ไอโซเลต BR60.7 มีประสิทธิภาพในการยับยั้งสูงสุดร้อยละ 72.73±0.00 รองลงมาคือแบคทีเรียปฏิปักษ์ไอโซเลต SK12.3, YS22.1, CP68.3 และ NM69.6 โดยมีประสิทธิภาพยับยั้งร้อยละ 71.22±2.14, 71.22±6.43, 68.19±6.43 และ 66.67±4.29 ตามลำดับ และเมื่อนำแบคทีเรียปฏิปักษ์มาจัดจำแนกด้วยการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณ 16S rDNA พบว่า แบคทีเรียไอโซเลต BR3.2, BR3.4, BR3.5, SK18.6, YS22.1, YS22.5, SK26.4, RE28.5, BR60.7, NM62.1,NM62.2, NM65.2 และ CP68.3 มีความเหมือน Bacillus subtilis ส่วนไอโซเลต SR8.9, SK12.7 และ SR53.6 มีความเหมือน B. amyloliquefaciens ในขณะที่ไอโซเลต SR8.4, SK12.3 และ NM69.9 มีความเหมือน B. vallismortis และไอโซเลต NM69.6 มีความเหมือน B. aryabhattai เมื่อนำแบคทีเรียปฏิปักษ์ที่แยกได้มาทดสอบการควบคุมโรคกล้าแห้งด้วยการปลูกในดินที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อ พบว่า แบคทีเรียปฏิปักษ์มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญของราได้ดี โดยช่วยเพิ่มอัตราการรอดตายร้อยละ 57.45 เมื่อเทียบกับชุดการทดลองควบคุม ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นถึงความสามารถของแบคทีเรียที่คัดแยกได้จากดินในการยับยั้งการเจริญของราก่อโรคในต้นกล้า ซึ่งอาจนำไปสู่การพัฒนาไปเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ควบคุมโรคกล้าแห้งได้
คำสำคัญ: การควบคุมโดยชีววิธี โรคกล้าแห้งข้าว ข้าวหอมมะลิ 105
Abstract
This research aimed to isolate and screen an antagonistic bacterium that possess the growing inhibition of S. rolfsii Sacc., caused seeding blight disease in jasmine rice 105. The 70 soil samples were collected from the northeastern Thailand, including Surin, Si Sa Ket, Yasothon, Roi-Et, Mahasarakham, Buri Ram, Nakhon Ratchasima, and Chaiyaphum. The bacterial isolates were discriminated into 127 isolates relied on the colony morphology. When investigating the inhibitory efficacy of mycelial growth of S. rolfsii Sacc. in the laboratory scale, there were only 20 isolates displayed antagonistic activity to this fungus with inhibition percentage averaged from 30.30±4.29% to 72.73±0.00%. The isolate BR60.7 showed the highest inhibitory percentage at 72.73±0.00%, following isolates SK12.3, YS22.1, CP68.3 and NM69.6 that showed the inhibition percentages at 71.22±2.14%, 71.22±6.43%, 68.19±6.43%, and 66.67±4.29%, respectively. The antagonistic bacterial isolates were identified using 16S rDNA sequencing technique. The results indicated that isolates were distinguished into 4 species: 1) isolates BR3.2, BR3.4, BR3.5, SK18.6, YS22.1, YS22.5, SK26.4, RE28.5, BR60.7, NM62.1, NM62.2, NM65.2 and CP68.3 were closely related to B. subtilis; 2) isolates SR8.9, SK12.7, and SR53.6 were closely related to B. amyloliquefaciens, 3) isolates SR8.4, SK12.3, and NM69.9 were closely related to B. vallismortis, and 4) NM69.6 isolate was similar to B. aryabhattai. In addition, the antagonistic bacteria were examined to inhibit S. rolfsii Sacc. in rice cultivated in non-sterile soil. The mycelial growth was efficiently inhibited by these bacteria that raised the survival rate of rice at 57.45%, indicating that the soil antagonistic bacteria were able to control the seeding blight disease in jasmine rice 105. The result implies that these bacteria may be useful to the development of biological control of rice disease as a commercial product.
Keywords: Biological control, Rice seedling blight, Jasmine rice 105
Downloads
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
References
Ahemad, M., and Kibret, M. (2014). Mechanisms and applications of plant growth promoting rhizobacteria: current perspective. Journal of King Saud University – Science 26: 1–20.
Ajilogba, C. F., Babalola, O. O., and Ahmad, F. (2013). Antagonistic effects of Bacillus species in biocontrol of tomato Fusarium wilt. Ethno-Medicine 7(3): 205–216.
Amein, T., Omer, Z., and Welch, C. (2008). Application and evaluation of Pseudomonas strains for biocontrol of wheat seedling blight. Crop Protection 27: 532–536.
Chaisattapagon, C., Nakwattananukul, S., Opanukul, W., and Mongkoltanatus, J. (2007). Testing on Rice Seeder and Rice Broadcaster. Bangkok: Agricultural Engineering Research Institute, Department of Agriculture. (in Thai)
Chantarasa-ard, S. (2010). Rice diseases and farmer manipulation. Ladda Newsletter 9(34): 2–4. (in Thai)
Chanutsa, N., Phonkerd, N., and Bunyatratchata, W. (2014). Potential of Pseudomonas aeruginosa to control Sclerotium rolfsii causing stem rot and collar rot disease of tomato. Journal of Advanced Agricultural Technologies 1(2): 132–135.
Fiddaman, P. J., and Rossall, S. (1994). Effect of substrate on the production of antifungal volatiles from Bacillus subtilis. Journal of Applied Bacteriology 76(4): 395–405.
Jia, C., Zhang, L., Liu, L., Wang, J., Li, C., and Wang, Q. (2012). Multiple phytohormone signaling pathways modulate susceptibility of tomato plants to Alternaria alternata f.sp. lycopersici. Journal of Experimental Botany 64(2): 637–50.
Kunasakdakul, K., and Suwitchayanon, P. (2012). Antimicrobial activities of chili and black pepper extracts on pathogens of Chinese kale. Chiang Mai University Journal of Natural Sciences 11(2): 135–141.
Lee, S., Ka, J. O., and Song, H. G. (2012). Growth promotion of Xanthium italicum by application of rhizobacterial isolates of Bacillus aryabhattai in microcosm soil. Journal of Microbiology 50(1): 45–49 .
Ponzio, C., Gols, R., Pieterse, C. M. J., and Dicke, M. (2013). Ecological and phytohormonal aspects of plant volatile emission in response to single and dual infestations with herbivores and phytopathogens. Functional Ecology 27: 587–598.
Prusky, D., Gold, S., and Keen, N. T. (1989). Purification and characterization of an endo-polygalacturonase produced by Colletotrichum gloeosporioides. Physiological and Molecular Plant Pathology 35: 121–133.
Rasu, T., Sevugapperumal, N., Thiruvengadam, R. and Ramasamy, S. (2013). Biological control of sugarbeet root rot caused by Sclerotium rolfsii. International Journal of Biological 2: 2277–4394.
Rice Department. (2015). Current situation of world rice production 2015/2016. Retrieved from web site: http://www.rice thailand.o.th/home/images/november58.pdf, April 4, 2016.
Sarma, B. K., Singh, U. P., and Singh, K. P. (2002). Variability in Indian isolates of Sclerotium rolfsii. Mycologia 94(6): 1051–1058.
Sawatdikarn, S., and Samithiarporn, S. (2011). Effects of antagonistic microorganisms on growth of pathogenic fungus of dirty panicle disease in rice. Agricultural Science Journal 42(2): 169–172. (in Thai)
Shalaby, E., Ghoniem, E., and El-Diehi, A. (2013). Biological and fungicidal antagonism of Sclerotium cepivorum for controlling onion white rot disease. Annals of Microbiology 63(4): 1579–1589.
Thasana, N., Prapagdee, B., Rangkadilok, N., Sallabhan, R., Ruchirawat, S., and Lo-prasert, S. (2010). Bacillus subtilis SSE4 produces subtuleneA, a new lipopeptide antibiotic possessing an unusual C15 unsaturated β-amino acid. FEBS Letters 584(14): 3209–3214.
Weerapat, P. (1965). Reactions of rice varieties to seedling blight caused by Sclerotium rolfsii Sacc. Proceeding of the 4th national conference on Agriculture and Biology Plant and Biological Science, and Animal Science section (pp. 294– 302). Bangkok: Kasetsart University. (in Thai)
Wisessang, O. (2009). Manual of pesticide usage. Bangkok: Plant Protection Re-search and Development Office. (in Thai)
Wuyts, J., Van de Peer, Y., Winkelmans, T. and De Wachter, R. (2002). The European database on small subunit ribosomal RNA. Nucleic Acids Research 30(1): 183–185.
Youssef, N., Sheik, C. S., Krumholz, L. R., Najar, F. Z., Roe, B. A., and Elshahed, M. S. (2009). Comparison of species richness estimates obtained using nearly complete fragments and simulated pyrosequencing-generated fragments in 16S rRNA gene-based environmental surveys. Applied and Environmental Microbiology 75(16): 5227–5236.
Yuan, J., Raza, W., Shen, Q., and Huang, Q. (2012). Antifungal activity of Bacillus amyloliquefaciens NJN-6 volatile compounds against Fusarium oxysporum f. sp. cubense. Applied and Environmental Microbiology 78(16): 5942–5944.
Zhao, Y., Selvaraj, J. N., Xing, F., Zhou, L., Wang, Y., Song, H., Sun, L., Sangare, L., Folly, Y. M., and Liu, Y. (2014). Antagonistic action of Bacillus subtilis strain SG6 on Fusarium graminearum. PLoS ONE 9(3): e92486.
Zhao, Z., Wang, Q., Wang, K., Brian, K., Liu, C. and Gu, Y. (2010). Study of the antifungal activity of Bacillus vallismortis ZZ185 in vitro and identification of its anti-fungal components. Bioresource Technology 101(1): 292-7.