Application of Endophytic Actinobacteria isolated from Jasmine rice (Oryza sativa L.) KDML 105 as Plant Growth Promotor in Saline Stress Condition

Abstract

Rice is an important economic crop in Thailand. This research aimed to identify endophytic actinobacteria isolated from Jasmine rice tissues grown in Kantharawichai District, Maha Sarakham Province, and to study their inhibition against rice pathogens, as well as their plant growth promotion in rice under salt stress condition. A total of seventy-three actinobacteria were studied. The classification using morphological characteristics and 16S rRNA gene sequence revealed that most isolates belonged to the genus Streptomyces (66, 90.4%), with the rest belonging to Microbispora (4, 5.5%), Micromonospora (1, 1.4%), Actinoplanes (1, 1.4%), and the rare genus Quadrisphaera (1, 1.4%). They were tested for their inhibition against rice pathogenic bacteria and fungi, Xanthomonas oryzae PXO71 and Pyricularia oryzae 21009, 18 and 3 isolates showing good inhibition against these pathogens by a dual culture technique, respectively. Twenty isolates were selected for plant growth promoting properties (PGPP) in vitro. It was found that 15 (75%), 11 (55%) and 6 (30%) isolates had the ability to solubilize phosphate, produce cellulase and produce 1-aminocyclopropane (ACC) deaminase, respectively. All isolates could produce indole-3-acetic acid (IAA) ranging from 9 to 271 µg/ml. Growth studies at different salt and polyethylene glycol (PEG) concentrations on agar plates revealed that 12 isolates (60%) grew at 10% NaCl (w/v) and 20 isolates (100%) grew at 20% PEG (w/v). Two effective isolates, Streptomyces RD12 and RD28, were selected for studying their ability to control rice leaf blight disease in vivo. Both isolates were found to be effective in controlling this disease, with a percentage of disease incidence significantly lower than the control treatment (p

ข้าวเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อจำแนกเอนโดไฟติกแอคติโนแบคทีเรียที่คัดแยกจากเนื้อเยื่อของข้าวขาวดอกมะลิ ที่ปลูกในอำเภอกันทรวิชัย จังหวัดมหาสารคาม และศึกษาการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราก่อโรคข้าว และการศึกษาการส่งเสริมการเจริญให้กับข้าวในสภาวะเครียดเกลือ ทำการศึกษาแอคติโนแบคทีเรียจำนวน 73 ไอโซเลท การจำแนกโดยใช้ข้อมูลของลักษณะทางสัณฐานวิทยา และยีน 16S rRNA พบว่าไอโซเลทส่วนใหญ่อยู่ในสกุล Streptomyces (66, 90.4%), Microbispora (4, 5.5%), Micromonospora (1, 1.4 %), Actinoplanes (1, 1.4%) และสกุลที่หายาก คือ Quadrisphaera (1, 1.4%) เมื่อทำการทดสอบการยับยั้งแบคทีเรียและเชื้อราก่อโรคในข้าว ได้แก่ Xanthomonas oryzae PXO71 และ Pyricularia oryzae 21009 พบว่ามีจำนวน 18 และ 3 ไอโซเลท ที่สามารถยับยั้งเชื้อก่อโรคดังกล่าวได้ในระดับดี คัดเลือกแอคติโนแบคทีเรียจำนวน 20 ไอโซเลท มาศึกษาการผลิตสารส่งเสริมการเจริญของพืชในหลอดทดลอง พบว่ามีจำนวนไอโซเลทที่มีความสามารถละลายฟอสเฟต การผลิตเซลลูเลส และการผลิต 1-aminocyclopropane (ACC) deaminase จำนวน 15 (75%), 11 (55%) และ 6 (30%) ไอโซเลท ตามลำดับ และทุกไอโซเลทสามารถผลิต indole-3-acetic acid (IAA) อยู่ในช่วง 9 ถึง 271 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร การศึกษาการเจริญที่ความเข้มข้นของเกลือ และ polyethylene glycol (PEG) ที่แตกต่างกัน พบว่าจำนวน 12 ไอโซเลท (60%) เจริญได้ที่ความเข้มข้นเกลือ 10 เปอร์เซ็นต์ และ 20 ไอโซเลท (100%) สามารถเจริญที่ 20 เปอร์เซ็นต์ PEG ทำการคัดเลือกไอโซเลทที่มีประสิทธิภาพจำนวน 2 ไอโซเลท คือ Streptomyces RD12 และ RD28 นำไปศึกษาความสามารถในการควบคุมโรคขอบใบแห้งในต้นข้าว พบว่าทั้งสองไอโซเลทมีประสิทธิภาพในการควบคุมโรคขอบใบแห้ง โดยมีเปอร์เซ็นต์ของการเกิดโรคน้อยกว่ากรรมวิธีควบคุมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p