Efficacy of Wild Rice Extracts, Oryza officinalis Wall and O. punctata Kotschy for Controlling Brown Planthopper, Nilaparvata lugens (Stål)

Main Article Content

Rattigan Intama
Rattanawan Jansasithorn
Pakamas Wongtay
Supaporn Meeprasert
Kamonwan Yamboontab
Panadda MaPhao
Peerapon Moung-ngam
Kanok-on Wuttiwong
Kulchana Darwell

Abstract

The National Rice Seed Storage Laboratory for Genetic Resources, Rice Department has collected wild rice varieties in Thailand, as a database collection for increasing productivity and utilization. The wild rice leaves contain bioactive compounds that can affect brown planthopper (BPH), an important rice insect pest in paddy fields. This research aimed to analyze of wild rice extract bioactive compound and to test the efficacy of wild rice extract for preventing and eliminating BPH i.e., repellent efficacy test, effects on inhibiting food intake, effects on the number of BPH nymph. In addition, the study of appropriate timing and concentration rate of wild rice extract were also observed. The results showed that some chemicals have been reported as larvicidal activity such as acetic neophytadiene, phytol, stigmasterol and dibutyl phthalate. Testing the efficacy of wild rice extract of Oryza officinalis had the highest repellent efficiency at 72.50 and 68.75% after 24 and 48 hours of spraying treatment respectively. The wild rice extract of O. punctata was able to inhibit BPH feeding and the amount of honeydew was 9.67 mg. Spraying both varieties of wild rice extracts on different rice varieties had different effects on the increasing of BPH nymph compared with distilled water treatment, especially when spraying wild rice extracts on PTB33 and Pathum Thani 1 (PTT1) which found lower number of BPH nymphs when compared to spraying on Taichung Native 1 and RD43. The optimum spraying period was every 15 days with 10% concentration rate. This study can be concluded that wild rice extract can be used as an alternative safe method for preventing and eliminating BPH, reducing the use of chemicals, and increasing value addition on wild rice varieties found in Thailand.

Article Details

Section
Articles

References

เฉลิมขวัญ ฉิมวัย, พีระพล ม่วงงาม, ขวัญชนก ปฏิสนธิ์ และประจักษ์ เหล็งบำรุง. 2562. ความสัมพันธ์ระหว่างกลไกความต้านทานและสารสกัดที่ได้จากใบข้าวป่าต่อการป้องกันกำจัดเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวในเขตภาคเหนือตอนบน. รายงานฉบับสมบูรณ์. กองวิจัยและพัฒนาข้าว กรมการข้าว. 81 หน้า.

ฐานัฎ ณ พัทลุง และวิภา ตังคนานนท์. 2560. พฤติกรรมการทำลายข้าวของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในพื้นที่นาชลประทานภาคกลางของประเทศไทย. Thai Journal of Science and Technology. 6(4) ฉบับเสริม: 369-391.

วันทนา ศรีรัตนศักดิ์, จินตนา ไชยวงศ์, กัลยา บุญสง่า, พลอยไพลิน ธนิกกุล, พยอม โคเบลลี่, ศุภลักษณา หล่าจันทึก, วันพร เข็มมุก, สุกัญญา อรัญมิตร และอริษา จิตรติกรกุล. 2562. ศัตรูข้าวและการป้องกันกำจัด. กองวิจัยและพัฒนาข้าว, กรมการข้าว. กรุงเทพมหานคร. 220 หน้า.

สงกรานต์ จิตรากร. 2537. ข้าว: ทรัพยากรพันธุกรรม. ศูนย์วิจัยข้าวปทุมธานี, สถาบันวิจัยข้าว, กรมวิชาการเกษตร. พิมพ์ลักษณ์, กรุงเทพมหานคร. 74 หน้า.

สงกรานต์ จิตรากร. 2543. ความหลากหลายทางชีวภาพของข้าวป่าในประเทศไทย. เอกสารประกอบการประชุมสัมมนาทางวิชาการข้าวแห่งชาติ: การวิจัยและพัฒนาพันธุข้าวด้วยเทคโนโลยีชีวภาพ. 31 สิงหาคม-1 กันยายน 2543. โรงแรมสีดารีสอร์ท, จ.นครนายก. 10 หน้า.

Azad, M.A.K. 2012. Effect of botanical extract on pest control in Brinjal field. Journal of Environmental Sciences & Natural Resources 5(2): 173-176.

Fabrick, J.A., A.J. Yool and D.W. Spurgeon. 2020. Insecticidal activity of marigold Tagetes patula plants and foliar extracts against the hemipteran pests, Lygus hesperus and Bemisia tabaci. PLoS ONE 15(5): e0233511.

Cheng, J., D.D. Duan, Y.N. Wang, L.Q. Ma, Y.B. Liu and G.I. Shi. 2012. Acaricidal Activity of Stigmasterol from Inula Britannica against Tetranychus cinnabarinus. In: Zhu, E., S. Sambath, (eds) Information Technology and Agricultural Engineering. Advances in Intelligent and Soft Computing, vol 134. Springer, Berlin, Heidelberg.

Gade, S., M. Rajamanikyam, V. Vadlapudi, K. Nukala, R. Aluvala, C. Giddigari, N. Karanam, N. Barua, R. Pandey, V. Upadhyayula, S. Prabhakar, R. Amanchy and S. Upadhyayula. 2016. Acetylcholinesterase inhibitory activity of stigmasterol & hexacosanol is responsible for larvicidal and repellent properties of Chromolaena odorata. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects. 1861.

Jannoey, P., D. Channei, J. Kotcharerk, W. Pongprasert and T. Sutt. 2016. Identification of some volatile compounds in rice infestation with brown planthopper (BPH). NU. International Journal of Science 13(2): 49-61.

Khan, Z.R. and R.C. Saxena. 1986. Effect of steam distillate extracts of resistant and susceptible rice cultivars on behavior of Sogatella furcifura (Homoptera: Delphacidae). Journal of Economic Entomology 79: 928-935.

Majeed, M.Z., M.I. Nawaz, R.R. Khan, U. Frooq and C.S. Ma. 2018. Insecticidal effects of acetone, ethanol and aqueous extracts of Azadirachta indica (A. Juss), Citrus aurantium (L.), Citrus sinensis (L.) and Eucalyptus camaldulensis (Dehnh.) against mealybugs (Hemiptera: Pseudococcidae). Tropical and Subtropical Agroecosystems 21: 421-430.

McDonald, L.L., R.H. Guy and R.D. Speirs. 1970. Preliminary evaluation of new candidate materials as toxicants, repellents, and attractants against stored-product insects. 1. USDA Marketing Res. Report 882. Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture, Washington, DC.

Nanthakumar, M., V.J. Lakshmi, V.B. Shashi, S.M. Balachandran and M. Mohan. 2012. Decrease of rice plant resistance and induction of hormesis and carboxylesterase titre in brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stål) by xenobiotics. Pesticide Biochemistry and Physiology 102: 146-152.

Nathan, S.S., K. Kandaswamy, M.Y. Choi and C.H. Paik. 2009. Effect of jasmonic acid-induced resistance in rice on the plant brownhopper Nilaparvata lugens (Stål) (Homoptera: Delphacidae). Pesticide biochemistry and Physiology 95: 77-84.

Oyetunji, O.E., F. Nwilene, A. Togola and K.A. Adebayo. 2014. Antixenotic and Antibiotic Mechanisms of Resistance to African Rice Gall Midge in Nigeria. Trends in Applied Sciences Research 9: 174-186.

Velusamy, R., B. Thayumanavan and S. Sadasivam. 1990. Effect of steam distillate extracts of resistant wild rice Oryza officinalis on behavior of brown planthopper Nilaparvata lugens (Stal) (Homoptera: Delphacidae). Journal of Chemical Ecology 16(3): 809-817.

Venkata, R.B., L.A. Samuel, S.M. Pardha, R.B. Narashimha, V.K. Naga, M. Sudhakar and T.M. Radhakrishnan. 2012. Antibacterial, antioxidant activity and GC-MS analysis of Eupatorium odoratum. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research 5(2): 99-106.

Wan, S.Q., G.Z. Feng, D.J. Pan, L. Qing and J.C. Deng. 2004. Anti-Feedant Activity of the Extracts from Six Species of Wild Rice Against Spodoptera litura. Rice Science 11(5-6): 313-316.

Wan, S.Q., X.F. Liu, G.Z. Feng and D.J. Pan. 2006. Repellent activity of Extracts of wild rice species against Panonychus citri and Aphis citricola in Associated with esterase isoenzyme in insects. Rice Science 13(2): 146-148.

Yoshihara, T., K. Sogawa, M.D. Pathak, B.O. Juliano and S. Sakamura. 1980. Oxalic acid as a sucking inhibitor of the brown planthopper in rice. (Delphacidae: Homoptera). Entomologia Experimentalis Applicata 27: 149-155.