ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว

ความหลากหลายและความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของราบนข้าวกล้องและการผลิตสารเมแทบอไลต์บางชนิด

กชกร ลาภมาก

วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต (ความหลากหลายทางชีวภาพและชีววิทยาชาติพันธุ์) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. 214 หน้า. 2552.

2552

บทคัดย่อ

ทำการแยกเชื้อราจาก 14ตัวอย่างของเมล็ดข้าวเปลือกที่ผ่านการฆ่าเชื้อที่ผิว (SS) และข้าวกล้อง (BR) ของข้าวจำนวน 8สายพันธุ์ เปรียบเทียบกลุ่มสังคมและความหลากหลายของชนิดของเชื้อราที่พบใน BR และ SS ของข้าวแต่ละพันธุ์ สามารถแยกเชื้อราได้ 1,464ไอโซเลท นำมาจัดจำแนกตามลักษณะทางสัณฐานวิทยาได้ 52ชนิด ประกอบด้วย กลุ่มที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ 31ชนิด ascomycetes 9ชนิด และเชื้อราที่ไม่สร้างสปอร์ (mycelia sterilia: MS) 12ชนิด จากการศึกษาพบเชื้อราในกลุ่ม ascomycetes เฉพาะใน SS เท่านั้น ส่วนเชื้อราที่พบมากที่สุดอยู่ในกลุ่ม MS ซึ่งได้แก่ MS1พบใน BR (43.09%) และ SS (35.46%) ตามลำดับ รองลงมาได้แก่ MS2พบใน BR 15.14%และ SS 26.30%ตามลำดับ จากการจัดจำแนกเชื้อราในกลุ่ม MS โดยเทคนิคทางอณูชีววิทยา และศึกษาความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของลำดับนิวคลีโอไทด์ในตำแหน่ง 28S และ ITS1-5.8S-ITS2สามารถจัดจำแนกได้ 7จีนัส ได้แก่ Alternaria (MS3), Bipolaris (MS2), Coriolopsis (MS4), Curvularia (MS6), Dendryphiella (MS1), Massarina (MS5), และ Persiciospora (MS8) ยังมี MS อีก 5ชนิดที่ไม่สามารถจัดจำแนกได้ในระดับจีนัส พบว่าเชื้อราใน BR และ SS มีความหลากหลายที่ไม่แตกต่างกัน นอกจากนี้พบว่าข้าวเหนียว (RD6) มีความหลากหลายของเชื้อราสูงกว่าข้าวเจ้า (KDML105) แหล่งที่มาของข้าวและพันธุ์ข้าวมีผลต่อความหลากหลายและกลุ่มสังคมของเชื้อราทั้ง BR และ SS

สารเมแทบอไลต์จากเชื้อราเป็นที่รู้จักและนำมาใช้อย่างแพร่หลายทางอุตสาหกรรม ในการศึกษานี้ ได้คัดเลือกเชื้อราในกลุ่มที่มีรายงานว่ามีความสามารถในการผลิตเอนไซม์เซลลูเลส แอลแอสพาราจิเนส และฮอร์โมนพืช ได้แก่ GA₃และ IAA จากการคัดเลือกเชื้อราจำนวน 112ไอโซเลท มาทดสอบความสามารถในการสร้างเอนไซม์เซลลูเลสบนอหารแข็งที่มี CMC เป็นแหล่งคาร์บอนโดย gel diffusion assay และตรวจสอบการทำงานของเอนไซม์โดยวัดน้ำตาลรีดิวซ์ พบว่าราจำนวน 27ไอโซเลทใหวงใสบนอาหารแข็ง โดยเชื้อราไอโซเลท BR307 (MS12) สามารถผลิตเอนไซม์เซลลูเลสได้สูงสุด (0.481+0.018 U/ml)

คัดเลือกราจำนวน  36ไอโซเลท มาทดสอบความสามารถในการผลิตแอลแอสพาราจิเนสบนอาหารแข็ง modified Czapek Dox (mCD) ที่มีแอลแอสพาราจีนเป็นแหล่งไนโตรเจน และฟีนอลเรด เชื้อราจำนวน 24ไอโซเลท สามารถเปลี่ยนสีอินดิเคเตอร์เป็นสีชมพู จึงนำมาตรวจสอบการทำงานของเอนไซม์โดยวิธี Nesslerization พบว่า Bipolaris australiensis ไอโซเลท BR438ผลิตเอนไซม์ได้สูงสุด (6.3+0.65 U/ml) เมื่อเลี้ยงในอาหาร mCD ที่มีแอลแอสพาราจีน 1%และกลูโคส 0.4%เป็นส่วนประกอบ ที่อุณหภูมิ 30องศาเซลเซียส เป็นเวลา 72ชั่วโมง และเมื่อทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์พบว่าสารสกัดหยาบของเอนไซม์นี้ไม่มีพิษต่อ Vero cell lines

สำหรับการศึกษาเบื้องต้นในการผลิตฮอร์โมนพืชจากเชื้อรา ได้คัดเลือกเชื้อราจำนวน 12ไอโซเลท ในการผลิต GA₃และ IAA นำเชื้อรามาเลี้ยงในอาหาร Czapek ที่เติมเปปโตน 1%และกลูโคส 1%บ่มที่ 28องศาเซลเซียส เป็นเวลา 7วัน จากนั้นนามากรองและทำให้แห้งเป็นผงสำหรับวิเคราะห์คุณสมบัติทางชีวภาพของสาร

ตรวจสอบผลของสารสกัดหยาบที่ความเข้มข้น 10 µg/ml ของต่อความแข็งแรงของต้นกล้าถั่วเขียวเทียบกับฮอร์โมนมาตรฐาน GA₃, IAA และน้ำ วัดผลโดยคำนวณจากค่า vigour index (VI) พบว่า Fusarium oxysporum ไอโซเลท BR464 และ Acremonium sp. ไอโซเลท BR484 แสดงค่า VI สูงสุดที่ 1117.67 และ 1115.67 ตามลำดับ ซึ่งค่า VI ที่ได้ต่ำกว่า GA₃ (1336.33) แต่สูงกว่า IAA (875) และน้ำ (864.67) สารสกัดจากเชื้อราทั้งสองไอโซเลทแสดงเปอร์เซ็นต์การงอกดีเทียบเท่ากับ GA₃, IAA และน้ำ โดยพบว่าต้นถั่วเขียวมีน้ำหนักสดและแห้งน้อยกว่าต้นที่ได้รับ GA₃ มาตรฐานแต่มีลักษณะของลำต้นที่ปกติกว่า ทำการตรวจสอบองค์ประกอบของฮอร์โมนในสารสกัดหยาบจากเชื้อราโดยวิธีโครมาโตกราฟีแบบแผ่นบาง (Thin layer chromatography) เทียบกับ GA₃ และ IAA มาตรฐาน พบว่า Acremonium sp. ไอโซเลท BR484 มีฮอร์โมนทั้งสองชนิด

ดาวน์โหลดไฟล์บทคัดย่อ (PDF)