Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/29578
Title: Selection and characterization of salt-tolerant strains of Rhizobium phaseoli
Other Titles: การคัดเลือกสายพันธุ์และศึกษาคุณสมบัติของ Rhizobium phaseoli ที่ทนเค็ม
Authors: Patcharee Jearanaikoon
Advisors: Nantakorn Boonkerd
Other author: Chulalongkorn University. Graduate School
Issue Date: 1985
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Rhizobium phaseoli TAL 113 is one of the fast-growing type of Rhizobium which can nodulate Phaseolus vulgaris. By an application of a sibling selection, 4 strains of 0.3 M NaCl tolerant-mutants were isolated and named as P1, P5, P19 and P21 respectively. It was found that all isolated mutants still possessed a modulated property as seen in their effectiveness of symbiotic nitrogen fixation. Multiplication of cells in the medium supplemented with 0.3 M NaCl was observed, only in mutants and the generation time was markedly increased about 4-6 times compared to that without salt. The maximal growth yield under1 salted-condition was also decreased about 1.5 times compared to that under unsalted condition. Every isolates of mutants possessed a similar surface antigen comparing to that of the WT as revealed in the certification of cell-surface antigen based on the fluorescent antibody technique. In addition, an identical value of % GC content, determined from the chromosomal DNA of mutant P19 and WT was equal to 61.2%, whereas R. japonlcum, a slow-growing rhizobium, possessed a higher value of 64.9%. It was concluded that a deviation in growth character from a fast to a slow-growing type, found in all mutants, was in situ property hindered as a nature of a salt-tolerant mutant of Rhizobium. The cellular morphology of the mutants when visualized by SEM was similar to that of the WT. But visualization of the cellular morphology of the mutants by TEM revealed a rough inclusion in the cell envelope including a more dense and compact character at the chromosomal center of the periplasm, especially when sample used was cells cultivated under salted condition. In addition, under salted condition the rate of oxygen consumption was two folds increased whereas a maintained level of ATPase activity was observed in both mutants and WT regardless of the presence of salt in the cultivating medium. Kinetic studies of rate of Na+ efflux revealed that cultivation of cells in the presence of salt caused an increased value in the initial rate of Na+ efflux in the mutant from 1.0 to 1.7 nmol per min per mg protein, whereas the initial rate of Na+ efflux in the WT was only 0.2 nmol per min per mg protein. Studying of the effect of oxidative inhibitors was resulted in that, only FCCP(p-trifluoromethoxy carbonyl cyanide phenylhydrazone)not DCCD ( N ,N'-dicyclohexylcarbodiimide) could inhibit the flux of Na^ out from the cells. The result from this study suggested that a mechanism to tolerate high salt concentration of the strains isolated was the enhancement in the rate of Na+ efflux driven by the respiratory energy which being inhibited by FCCP.
Other Abstract: จะพบว่า ผนังเซลล์จะขรุขระ และนิวคลีโอพลาสมมีลักษณะอัดแน่น นอกจากนี้เมื่อมีเกลืออยู่ด้วย อัตราการหายใจของเซลล์จะเพิ่มขึ้นจากเมื่อไม่มีเกลือสองเท่าและอัตราการเพิ่มหายใจนี้ พบว่าสูงกว่าอัตราการหายใจที่พบในไวไทพ์อยู่สองเท่า เช่นกัน ในขณะที่แอคติวิตีของเอนไซม์ ATPase ทั้งในไวด์ไทพ์และมิวแตนท์ยังคงเท่าเดิมโดยไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ที่ขึ้นกับการเพิ่มหรือไม่เพิ่มเกลือในสารอาหาร จากการศึกษาความสามารถในการขับโซเดียมอิออนออกนอกเซลล์ พบว่าในมิวแตนท์ซึ่งเจริญในที่ไม่มีเกลือและมีเกลือนั้น เซลล์จะสามารถขับโซเดียมได้ด้วยอัตราเร็ว 1.0 และ 1.7 นาโนโมลต่อนาทีต่อมิลลิกรัมโปรตีน โดยสูงกว่าในไวด์ไทพ์ซึ่งมีอัตราเร็วเพียง 0.2 นาโนโมลต่อนาทีต่อมิลลิกรัมโปรตีน และพบว่า FCCP (p-trifluoromethoxy carbonyl cyanide phenylhydrazone) สามารถยับยั้งการขับโซเดียมออกจากเซลล์ได้ ในขณะที่ DCCD (N,N'-dicyclohexylcarbodiimide) ซึ่งเป็นตัวยับยั้งเอนไซม์ ATPase นั้นไม่มีผลยับยั้งต่อการขับโซเดียมอิออน จากผลการทดลอง ทำให้สรุปได้ว่า การเพิ่มขีดความสามารถในการขับเคลื่อนโซเดียม ออกนอกเซลล์ของมิวแตนท์ อาจเป็นกลไกสําคัญที่ทำให้มิวแตนท์นี้สามารถทนต่อความเค็มได้ และพลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนนี้มาจากกระบวนลูกโซ่การหายใจที่ถูกยับยั้งได้โดย FCCP Rhizobium phaseoli สายพันธุ์ TAL 113 เป็นแบคทีเรียที่จัดอยู่ในกลุ่มไรโซเบียมประเภทเจริญเร็ว และเกิดปมในถั่วแดงหลวง ได้ทำการแยกสายพันธุ์ที่มีความสามารถในการแบ่งตัวในอาหารที่เสริมด้วยโซเดียมคลอไรด์ 0.3 โมลาร์ โดยวิธี sibling selection แยกได้ 4 สายพันธุ์และให้ชื่อว่า P1, P5, P19 และ P21 ตามลำดับ พบว่าสายพันธุ์ที่แยกได้ยังคงความสามารถในการสร้างปมที่ตรึงไนโตรเจนกับต้นถั่วแดงหลวงได้ดี สมบัติเด่นของสายพันธุ์ทั้ง 4 ที่ต่างจากไวด์ไทพ์ คือ เมื่อเพิ่มโซเดียมคลอไรด์เข้มข้น 0.3 โมลาร์ ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อแล้ว มิวแตนท์จะเจริญได้ ในขณะที่ไวด์ไทพ์เจริญไม่ได้ แต่การแบ่งตัวของมิวแตนท์ในอาหารที่มีเกลือนั้น จะทำให้ค่าการแบ่งตัวสองเท่าเพิ่มขึ้นจากเมื่อไม่มีเกลือ 4-6 เท่า นอกจากนี้ความขุ่นสูงสุดในขณะที่มีเกลือยังต่ำกว่าเมื่อไม่มีเกลือประมาณ 1.5 เท่าด้วย จากการทดสอบลักษณะของแอนติเจนบนผิวเซลล์ของมิวแตนท์ด้วยเทคนิคทางฟลูออเรสเซนต์เอนติบอดี พบว่าแอนติเจนของมิวแตนท์และไวด์ไทพ์เหมือนกัน นอกจากนั้นค่าเปอร์เซ็นต์ GC เบสที่พบในโครโมโซมอลดีเอนเอของไวด์ไทพ์และมิวแตนท์ต่างมีค่าเท่ากับ 61.2% ในขณะที่ปริมาณ GC เบสของ R. japonicum ซึ่งเป็นกลุ่มไรโซเบียมที่เติบโตช้า จะให้ค่าเท่ากับ 64.9% จากคุณสมบัติทั้ง 2 ประการ ช่วยสนับสนุนว่ามิวแตนท์ทนเค็มเหล่านี้เป็นสายพันธุ์อาจสืบทอดมาจากไวไทพ์ และการที่ลักษณะการเจริญเปลี่ยนรูปแบบจากไรโซเบียมชนิดเจริญเร็วเป็นชนิดเจริญช้านั้น เป็นผลสืบเนื่องจากการทนเค็มของมิวแตนท์ ได้ทำการตรวจสอบรูปร่างของเซลล์ โดยกล้องจุลทัศน์อิเลกตรอนแบบสแกน พบว่าลักษณะภายนอกนอกทั้งไวด์ไทพ์และมิวแตนท์ ไม่แตกต่างกัน แต่เมื่อทำการตรวจโครงสร้างภายในเซลล์ด้วยกล้องจุลทัศน์อิเลกตรอนแบบทรานสมิชชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเจริญ มิวแตนท์ในภาพที่มีเกลืออยู่ด้วย
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 1985
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Biochemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/29578
ISBN: 9745649724
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Patcharee_je_front.pdf6.22 MBAdobe PDFView/Open
Patcharee_je_ch1.pdf6.13 MBAdobe PDFView/Open
Patcharee_je_ch2.pdf6.76 MBAdobe PDFView/Open
Patcharee_je_ch3.pdf17 MBAdobe PDFView/Open
Patcharee_je_ch4.pdf4.29 MBAdobe PDFView/Open
Patcharee_je_back.pdf7.63 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.