قارچ بلاست برنج ،کشفی جدید در مبارزه با این آفت به روش طبیعی

در دنیای کشاورزی، برنج به‌عنوان غذای اصلی برای بیش از نیمی از جمعیت جهان، اهمیت زیادی دارد و حفظ امنیت غذایی را تضمین می‌کند. اما قارچ  Pyricularia oryzae یا Magnaporthe oryzae  که به “قارچ بلاست برنج” معروف است، تهدیدی جدی برای این محصول حیاتی به‌شمار می‌آید. این قارچ خسارات شدیدی به مزارع برنج وارد کرده و باعث کاهش شدید عملکرد این محصول می‌شود.

روش‌های سنتی برای کنترل این قارچ معمولاً شامل استفاده از قارچ‌کش‌های شیمیایی است که اثرات منفی زیست‌محیطی داشته و موجب توسعه گونه‌های مقاوم به این قارچ‌کش‌ها می‌شوند. از این رو، محققان به طور فزاینده‌ای به‌دنبال راه‌کارهای جایگزین هستند که از تعاملات میکروبی طبیعی برای تقویت سلامت گیاه و مدیریت بیماری‌ها به روشی پایدار بهره ببرند.

کشف تعاملات قارچ بلاست برنج و باکتری‌های مفید خاک

در مطالعه‌ای که توسط دکتر یوكی فورویا^[۱] از دانشگاه علوم توكیو انجام شده است، گروهی از محققان به بررسی ارتباط بین قارچ بلاست برنج  و باکتری خاکی مفید  Streptomyces griseus پرداختند. این گروه شامل خانم ریزا سوگیورا^[۲]، پروفسور كوجی كوراموچی^[۳]، پروفسور تاکاشی كاماكورا^[۴] و دكتر تاکایوکی آرازو^[۵] از دانشگاه علوم توكیو و همچنین دكتر تاکایوکی موتویاما^[۶] از مؤسسه تحقیقات فیزیکی و شیمیایی و دكتر هیرویكی اوسادا از مؤسسه شیمی میکروبی بودند. نتایج این تحقیق در تاریخ ۲۳ سپتامبر ۲۰۲۴ در مجله Environmental Microbiology Reports  منتشر شده است.

در مقاله به دو میکروارگانیسم مهم اشاره شده است: قارچ Pyricularia oryzae  و باکتری Streptomyces griseus.  در ادامه توضیحات بیشتری درباره هر یک آورده شده است:

قارچ بلاست برنج

Pyricularia oryzae، که با نام علمی Magnaporthe oryzae  نیز شناخته می‌شود، یکی از مهم‌ترین عوامل بیماری‌زا در گیاه برنج است و به «قارچ بلاست برنج» معروف است. این قارچ عامل بیماری بلاست برنج است که به‌طور گسترده‌ای در مزارع برنج سراسر جهان شیوع دارد. این بیماری به برگ، ساقه، و حتی دانه‌های برنج حمله کرده و باعث ایجاد لکه‌ها و نقاط قهوه‌ای و خاکستری می‌شود که در نهایت به ضعف و کاهش عملکرد گیاه منجر می‌گردد.

قارچ بلاست برنج از طریق هاگ‌های خود به‌راحتی در هوا منتشر شده و با شرایط مرطوب و گرم سازگار است که باعث می‌شود در بسیاری از مناطق کشت برنج به‌ویژه در فصل‌های بارانی شیوع بیشتری داشته باشد. کنترل این قارچ معمولاً با استفاده از قارچ‌کش‌های شیمیایی صورت می‌گیرد، اما این روش‌ها ممکن است تأثیرات منفی بر محیط‌زیست داشته و مقاومت قارچ در برابر این مواد را نیز افزایش دهند. از این رو، رویکردهای زیستی و تعاملات میکروبی برای کنترل این بیماری مورد توجه قرار گرفته‌اند.

باکتری Streptomyces griseus

Streptomyces griseus  نوعی باکتری خاکی از جنسStreptomyces  است که به‌خاطر تولید آنتی‌بیوتیک‌ها، از جمله استرپتومایسین، بسیار شناخته شده است. این باکتری در خاک زندگی کرده و از مواد آلی تغذیه می‌کند. است ترکیبات آنتی‌بیوتیکی تولید کند که می‌توانند در برابر میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، از جمله برخی قارچ‌های مضر گیاهی، مؤثر باشند.

افزایش pH توسط قارچ بلاست برنج

طبق توضیحات دکتر فورویا، در حالی که تحقیقات گسترده‌ای در زمینه نحوه آلودگی قارچ بلاست به گیاه برنج انجام شده، بسیاری از جنبه‌های چرخه زندگی آن هنوز به‌خوبی شناخته نشده است. این مطالعه به بررسی تعاملات بین قارچ بلاست و سایر میکروارگانیسم‌های خاک، با تمرکز بر بخشی از چرخه زندگی آن‌ها خارج از فرآیند عفونت می‌پردازد.

این گروه از پژوهشگران با کشت همزمان قارچ  P. oryzae  و S. griseus  و اندازه‌گیری تغییرات  pH محیط، تأثیر حضور  P. oryzae بر رشد S. griseus  را در شرایط مختلف آزمایش کردند. نتایج نشان داد که حضور قارچ بلاست برنج باعث افزایش pH محیط شده که این امر به رشد S. griseus  کمک کرده است. جالب توجه است که این افزایش رشد بدون تماس مستقیم بین دو میکروارگانیسم صورت گرفته، که نشان‌دهنده تولید ترکیبات قلیایی غیر فرّار توسط P. oryzae  است.

تعامل خاص قارچ P. oryzae با باکتری S. griseus

این مطالعه نشان داد که سایر قارچ‌های بیماری‌زا مانند Fusarium oxysporum  و Cordyceps tenuipes  تأثیری مشابه بر رشد S. griseus ندارند که نشان‌دهنده منحصر‌به‌فرد بودن این تعامل میان  P. oryzae  و S. griseus  است. همچنین، محققان نشان دادند که آمونیاک عامل افزایش pH  نیست و پیشنهاد دادند که احتمالاً پلی‌آمین تولید شده توسط قارچ بلاست برنج نقش عامل مؤثر در این رشد را دارد.

گامی به‌سوی کشاورزی پایدارتر

کشف این تعامل میکروبی خاص، تأثیرات زیادی برای توسعه روش‌های کشاورزی پایدارتر دارد. S. griseus  به دلیل توانایی در تولید آنتی‌بیوتیک‌های مؤثر در سرکوب رشد میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا شناخته شده است. از این رو، قارچ بلاست برنج با تقویت رشد S. griseus ممکن است به‌طور غیرمستقیم شرایطی را ایجاد کند که بتوان از آن برای کنترل گسترش خود قارچ استفاده کرد.

دکتر فورویا در این رابطه می‌گوید: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که S. griseus  می‌تواند به‌عنوان یک عامل زیست‌کنترل در مزارع برنج به‌کار رود و جایگزینی برای قارچ‌کش‌های شیمیایی باشد. اگر بتوانیم رشد S. griseus  را در مزارع برنج تقویت کنیم، شاید بتوانیم اثرات بیماری قارچ بلاست برنج را به روشی سازگار با محیط زیست کاهش دهیم.»

این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که قارچ بلاست برنج می‌تواند با تغییرات pH محیط به‌صورت غیرمستقیم بر ترکیب و دینامیک جوامع میکروبی در خاک تأثیر بگذارد. محققان پیشنهاد می‌کنند که یافته‌های آن‌ها می‌تواند به‌درک بهتر چگونگی اثرات تنظیم pH بر تعاملات میکروبی کمک کند و راهکارهای نوآورانه‌ای برای مدیریت سایر بیماری‌های گیاهی فراهم آورد.

جمع‌بندی

در مقاله به این اشاره شده که S. griseus  می‌تواند با قارچ بلاست برنج وارد تعامل شود و در حضور این قارچ، رشد بهتری داشته باشد. این خاصیت باعث می‌شود S. griseus به‌عنوان یک عامل زیست‌کنترل بالقوه برای کنترل بیماری بلاست برنج مطرح شود. در این صورت، این باکتری می‌تواند به‌عنوان جایگزینی برای قارچ‌کش‌های شیمیایی به کار گرفته شود و از مزایای کاهش تأثیرات زیست‌محیطی و مدیریت پایدارتر بیماری‌ها برخوردار باشد.

کشف این تعامل میکروبی گامی بزرگ در مسیر کشاورزی پایدار است. پتانسیل استفاده از تعاملات میکروبی برای مقابله با قارچ بلاست برنج می‌تواند شیوه مدیریت بیماری در این محصول مهم را تغییر داده و امیدی به آینده‌ای با وابستگی کمتر به مواد شیمیایی مضر ارائه دهد. این یافته‌ها می‌تواند به حفظ سلامت محیط زیست و کاهش اثرات مخرب بیماری‌های گیاهی کمک کند.