การสำรวจและตรวจเชื้อ Burkholderia glumae และ Burkholderia gladioli สาเหตุโรครวงไหม้ของข้าวในประเทศไทย ด้วยวิธีทางชีวโมเลกุล
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
โรครวงไหม้ของข้าวเกิดจากเชื้อแบคทีเรีย Burkholderia glumae และ B. gladioli ในพื้นที่ที่พบการระบาดรุนแรง เชื้อ B. glumae ทำให้ผลผลิตข้าวลดลงร้อยละ 75 งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจการแพร่ระบาดของโรครวงไหม้ของข้าวในประเทศไทย และจำแนกชนิดเชื้อแบคทีเรียสาเหตุโรค โดยสำรวจโรครวงไหม้ในแปลงนาข้าว ระหว่างปี พ.ศ. 2562-2566 รวม 225 แปลง ใน 38 จังหวัด เก็บตัวอย่างเมล็ด กาบใบ และใบข้าวที่แสดงอาการโรครวงไหม้มาแยกเชื้อแบคทีเรียบนอาหาร NA เมื่อตรวจสอบด้วยปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (พีซีอาร์) โดยใช้ไพรเมอร์ที่จำเพาะต่อบริเวณ 16S-23S rDNA ITS ของเชื้อ B. glumae และ B. gladioli พบเชื้อแบคทีเรีย จำนวน 118 ไอโซเลท จาก 38 แปลงใน 16 จังหวัด (ภาคกลาง ตะวันออกเฉียงเหนือ และใต้) รวมทั้ง ในแปลงศึกษาพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนระหว่างประเทศที่ศูนย์วิจัยข้าวอุบลราชธานี สกลนคร และหนองคาย ให้ผลบวกต่อเชื้อ B. glumae ซึ่ง สอดคล้องกับผลวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณ 16S-23S rDNA ITS ผลการทดสอบคุณสมบัติทางชีวเคมี และผลการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ทั้งจีโนมของแบคทีเรียไอโซเลท BG19NPT-03, BG22PNA-49 และ BG23SSK04-20 จำแนกเป็นเชื้อ B. glumae มีค่ามาตรฐานที่ใช้จำแนกชนิด (species) แบคทีเรีย (ANI) ร้อยละ 99.80 99.94 และ 99.66 ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบเชื้อแบคทีเรีย 3 ไอโซเลท จาก 3 แปลง ในสองจังหวัด ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ให้ผลบวกต่อเชื้อ B. gladioli เมื่อตรวจด้วยวิธีพีซีอาร์และคุณสมบัติทางชีวเคมี การพิสูจน์เชื้อสาเหตุโรคบนข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 พบว่า เชื้อแบคทีเรียทำให้ต้นข้าวแสดงอาการกาบใบและใบเน่าเป็นสีน้ำตาลหรือสีเทา ขอบแผลสีน้ำตาลเข้ม หรือสีน้ำตาลแดง เมล็ดลีบเปลี่ยนเป็นสีฟางข้าว โดยกลีบดอกเน่าเป็นสีน้ำตาลตามแนวขวาง เหมือนกับอาการของโรครวงไหม้ที่พบในสภาพธรรมชาติ เพื่อดำเนินมาตรการฉุกเฉินในการป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อ B. glumae สายพันธุ์จากต่างประเทศ ตามมาตรฐานสุขอนามัยและสุขอนามัยพืชระหว่างประเทศได้รายงานผลการตรวจวินิจฉัยไปยังศูนย์วิจัยข้าวทั้ง 3 แห่ง และกรมวิชาการเกษตร และได้ดำเนินการกำจัดข้าวทั้ง หมดในแปลงศึกษาพันธุ์ข้าวต่างประเทศทั้ง 3 แห่งแล้ว
Article Details
References
ณัฐพร อุทัยมงคล, วาสนา ฤทธิ์ไธสง, วารีรัตน์ สมประทุม และณัฏฐิมา โฆษิตเจริญกุล. 2559. การกำหนดมาตรการสุขอนามัยพืชสำหรับการนำเข้าเมล็ดพันธุ์ข้าวลูกผสมกรณีศึกษา: จากสาธารณรัฐฟิลิปปินส์. วารสารวิชาการเกษตร 34(3): 299-320.
ณัฏฐพร อุทัยมงคล, สุคนธ์ทิพย์ สมบัติ, วาสนา ฤทธิ์ไธสง, อลงกต โพธิ์ดี, วารีรัตน์ สมประทุม และณัฏฐิมา โฆษิตเจริญกุล. 2557. ศึกษาการกำหนดมาตรการสุขอนามัยพืชสำหรับการนำเข้าเมล็ดพันธุ์ข้าวลูกผสมจากสาธารณรัฐฟิลิปปินส์. หน้า 2251-2426. ใน: รายงานผลงานวิจัยประจำปี 2557 สำนักวิจัยพัฒนาการอารักขาพืช, กรมวิชาการเกษตร.
บุณยาพร ภาคภูมิ และศิริพร ดอนเหนือ. 2562. การศึกษาเชื้อ Burkholderia glumae และ B. gladioli สาเหตุโรคของข้าวในประเทศไทย. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตรและการจัดการ 2(2): 48-58.
วันวิสาข์ เพ็ชรอำไพ, จุฑาเทพ วัชระไชยคุปต์, สุจินต์ ภัทรภูวดล และวิชัย โฆสิตรัตน. 2560. การจำแนกเชื้อแบคทีเรียสาเหตุโรครวงไหม้ และเมล็ดด่างของข้าวโดยการวิเคราะห์ลำดับเบสของกลุ่มยีน. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร 48(2): 297-311.
วิชัย โฆสิตรัตน. 2549. บทปฏิบัติการโรคพืชที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย. พิมพ์ครั้งที่ 2. ภาควิชาโรคพืช คณะเกษตรกำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน, นครปฐม.
ศิริพร ดอนเหนือ. 2559. รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ โครงการ “เฝ้าระวังการแพร่ระบาดของโรครวงไหม้ที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรียของข้าวในประเทศไทย” สนับสนุนงบประมาณโดยสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย. 54 หน้า.
อริษา จิตรติกรกุล, จุฑาเทพ วัชระไชยคุปต์, สุจินต์ ภัทรภูวดล และวิชัย โฆสิตรัตน. 2560. การจำแนกเชื้อแบคทีเรียสาเหตุโรคลำต้นเน่าของข้าวโพดด้วยการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ของกลุ่มยีน. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร 48(3): 358-375.
Cha, K.H., Y.H. Lee, S.J. Ko, S.K. Park and I.J. Park. 2001. Influence of Weather Condition at heading Period on the Development of Rice Bacterial Grain Rot Caused by Burkholderia glumae. Research in Plant Disease 7: 150-154.
Chen, R., I.K. Barphagha, H.S. Karki and J.H. Ham. 2012. Dissection of quorum-sensing genes in Burkholderia glumae reveals non-canonical regulation and the new regulatory gene tofM for toxoflavin production. PLoS ONE. 7:e52150. doi:10.1371/journal.pone.0052150.
Chuenchitt, S., W. Dhirabhava, S. Karnjanarat, D. Buangsuwon and T. Uematsu. 1983. A new bacterial disease on orchids Dendrobium sp. caused by Pseudomonas gladioli. Kasetsart J. 17: 26-36.
Echeverri-Rico, J., E. Petro, P.A. Fory, G.M. Mosquera, J.M. Lang, J.E. Leach, J.D. Lobaton, G. Garcés, R. Perafán, N. Amezquita, S. Toro, B. Mora, J.B. Cuasquer, J.R. Villegas, M.C. Rebolledo and E.A. Torres. 2021. Understanding the complexity of disease-climate interactions for rice bacterial panicle blight under tropical conditions. PLoS ONE 16(5): e0252061.
Fory, P.A., L. Triplett, C. Ballen, J.F. Abello, J. Duitama, M.G. Aricapa, G.A. Prado, F. Correa, J. Hamilton, J.E. Leach, J. Tohme and G.M. Mosquera. 2014. Comparative analysis of two emerging rice seed bacterial pathogens. Phytopathology 104: 436-444.
Furuya, N., H. Ura, K. Iiyama, M. Matsumoto, M. Takeshita and Y. Takanami. 2002. Specific oligonucleotide primers based on sequences of the 16S-23S rDNA spacer region for the detection of Burkholderia gladioli by PCR. Journal of General Plant Pathology 68: 220-224.
Glandorf, D.C.M., I. Brand, P.A.H.M. Bakker and B. Schippers. 1992. Stability of rifampicin resistance as a marker for root colonization studies of Pseudomonas putida in the field. Plant and Soil 147: 135-142.
Goto, K. and K. Ohata. 1956. New bacterial diseases of rice (brown stripe and grain rot) (in Japanese, English abstr.). Annals of the Phytopathological Society of Japan 21: 46.
Groth, D.E., M.C. Rush and C.A. Hollier. 1991. Rice diseases and disorders in Louisiana. Bull. 828. Louisiana State University Agricultural Center, Baton Rouge.
Ham, J.H., R.A. Melanson and M.C. Rush. 2011. Burkholderia glumae: next major pathogen of rice? Molecular Plant Pathology. 12: 329-339.
Hikichi, Y. 1993. Relationship between population dynamics of Pseudomonas glumae on rice plants and disease severity of bacterial grain rot of rice. Journal of Pesticide Science 18: 319-324.
Iiyama, K., N. Furuya, Y. Takanami and N. Matsuyama. 1995. A role of phytotoxin in virulence of Pseudomonas glumae. Annals of the Phytopathological Society of Japan 61: 470-476.
Jeong, Y., J. Kim, S. Kim, Y. Kang, T. Nagamatsu and I. Hwang. 2003. Toxoflavin produced by Burkholderia glumae causing rice grain rot is responsible for inducing bacterial wilt in many field crops. Plant Disease 87: 890-895.
Jungkhun, N., A.R.G. de Farias, J. Watcharachaiyakup, N. Kositcharoenkul, J.H. Ham and S. Patarapuwadol. 2022. Phylogenetic Characterization and Genome Sequence Analysis of Burkholderia glumae Strains Isolated in Thailand as the Causal Agent of Rice Bacterial Panicle Blight. Pathogens 2022(11): 676.
Karki, H.S. 2010. Physiological, biochemical and molecular characteristics associated with virulence of Burkhoderia glumae: the major causative agent of bacterial panicle blight of rice. Master’s Thesis, Louisiana State University, USA.
Karki, H.S., K.B.K. Shrestha, J.W. Han, D.E. Groth, I.K. Barphagha, M.C. Rush, R.A. Melanson, B.S. Kim and J.H. Ham. 2012. Diversities in virulence, antifungal activity, pigmentation and DNA fingerprint among strains of Burkholderia glumae. PLoS One 7: p. e45376.
Kim, S.Y., Park J.W., Lee J.Y., Shin D.J., Park D.S., Lim J.S., Choi I.Y. and Seo Y.S. 2014. Understanding pathogenic Burkholderia glumae metabolic and signaling pathways within rice tissues through in vivo transcriptome analyses. Gene 547(1): 77-85.
Lee, Y.H. 2016. A forecast model for bacterial grain rot of rice and its implementation in the national crop pest management system. Doctor of Philosophy Thesis. Seoul National University. 92 p.
Morita, H. and M.P. Dhanapala. 1990. “So-called” grain sterility of rice in Sri Lanka in 1985 Yala and 1985-86 Maha cropping seasons. Journal of Tropical Agriculture 34(1): 20-26.
Mulaw, T., Y. Wamishe and Y. Jia. 2018. Characterization and in Plant Detection of Bacteria That Cause Bacterial Panicle Blight of Rice. American Journal of Plant Sciences 9: 667-684.
Nandakumar, R., A.K.M. Shahjahan, X.L. Yuan, E.R. Dickstein, D.E. Groth, C.A. Clark, R.D. Cartwright and M.C. Rush. 2009. Burkholderia glumae and B. gladioli cause bacterial panicle blight in rice in the southern United States. Plant Disease 93: 896-905.
Ramachandran, K., S.I. Vijaya, F.N. Ahmad, B. Amzah and L. Zakaria. 2021. Characterization and identification of Burkholderia glumae as the causal pathogen of bacterial panicle blight of rice (Oryza sativa L.) in Malaysian rice granaries. Journal of General Plant Pathology 87: 164-169.
Shew, A.M., A. Durand-Morat, L.L. Nalley, X.G. Zhou, C. Rojas and G. Thoma. 2019. Warming increases Bacterial Panicle Blight (Burkholderia glumae) occurrences and impacts on USA rice production. PLoS One. 2019; 14(7): e0219199.
Syahri, R., U. Somantri and P. Sasmita. 2019. Detection and control bacteria cause grain rot Burkholderia glumae on rice. Jurnal Perlindungan Tanaman Indonesia 23(2): 163-170.
Takeuchi, T., H. Sawada, F. Suzuki and I. Matsuda. 1997. Specific detection of Burkholderia plantarii and B. glumae by PCR using primers selected from the 16S-23S rDNA spacer region. Nippon Shokubutsu Byori Gakkaiho. 63: 455-462.
Tsushima, S. 1996. Epidemiology of bacterial grain rot of rice caused by Pseudomonas glumae. Japan Agricultural Research Quarterly 30: 85-89.
Uyematsu, T., D. Yoshimura, K. Nishiyama, T. Ibaraki and H. Fuji. 1976. Occurrence of bacterial seedling rot in nursery flat caused by grain rot bacterium Pseudomonas glumae (in Japanese, English abstract.). Annals of the Phytopathological Society of Japan 42: 310-312.
Wamishe, Y.A., C. Kelsey, S. Belmar, T. Gebremariam and D. McCarty. 2015. Bacterial Panicle Blight of Rice in Arkansas. Agriculture and Natural Resources, University of Arkansas.
Yuan, X. 2004. Identification of Bacterial Pathogens Causing Panicle Blight of Rice in Louisiana. Master’s Thesis, Louisiana State University, USA.
Zhou, X.G. 2019. Sustainable Strategies for Managing Bacterial Panicle Blight in Rice. pp. 67-80. In: Protecting Rice Grains in The Post-Genomic Era, Y. Jia (ed.). London, UK.