ความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรียและยีนไดออกซิจีเนสที่เกี่ยวข้องในการย่อยสลายพอลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนจากบริเวณเกาะสีชัง

Abstract

เกาะสีชังมีหลากหลายทางชีวภาพสูง แต่ขณะเดียวกันก็เสี่ยงต่อการปนเปื้อนของสารประกอบ PAHs จากการรั่วไหลของน้ำมันในพื้นที่ วิทยานิพนธ์นี้จึงมีจุดประสงค์เพื่อศึกษาความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรียและยีนไดออกซิจีเนสที่เกี่ยวข้องกับการย่อยสลาย PAHs ในพื้นที่เกาะสีชัง โดยวิธีเพาะเลี้ยงเชื้อ ร่วมกับวิธีที่ไม่อาศัยการเพาะเลี้ยงเชื้อ จาก 34 ตัวอย่าง ที่เก็บจากบริเวณอู่จอดเรือ ท่าเทียบเรือ และเขตชุมชนที่อยู่อาศัย ซึ่งแบ่งประเภทของตัวอย่างได้เป็น 10 ตัวอย่างดิน 4 ตัวอย่างน้ำทะเล และ 20 ตัวอย่างดินตะกอน พบว่าสามารถคัดแยกแบคทีเรียย่อยสลาย PAHs ได้ 21 สายพันธุ์ ที่น่าสนใจได้แก่ Pseudomonas 7 สายพันธุ์ และ Sphingomonas 2 สายพันธุ์ ซึ่งตรวจพบยีนไดออกซิจีเนสในกลุ่มแบคทีเรียแกรมลบ (dox[subscript GN]) และ Marinobacter 2 สายพันธุ์ และ Gordonia 1 สายพันธุ์ ซึ่งตรวจพบยีนไดออกซิจีเนสในกลุ่มแบคทีเรียแกรมบวก (dox[subscript GP]) การวิเคราะห์ความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรียทั้งหมด ด้วยการเพาะเลี้ยงด้วยวิธี MPN พบว่ามีค่าสูงสุดในตัวอย่างดินตะกอน รองมาคือดิน และน้ำทะเล ตามลำดับ ซึ่งสอดคล้องกับผลที่ได้เมื่อวิเคราะห์ด้วยวิธีที่ไม่อาศัยการเพาะเลี้ยงเชื้อทั้งวิธี PCR-DGGE และ real-time PCR ในขณะที่เปอร์เซ็นต์ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ระหว่างแบคทีเรียย่อยสลาย PAHs และแบคทีเรียทั้งหมด พบว่าผลที่ได้จากวิธีการเพาะเลี้ยงและไม่อาศัยการเพาะเลี้ยงมีความแตกต่างกัน เนื่องจากความแตกต่างของวิธีการ นอกจากนี้การวิเคราะห์โครงสร้างประชาคมแบคทีเรียด้วยวิธี PCR-DGGE และวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ของแถบดีเอ็นเอเด่นได้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียในกลุ่ม Gammaproteobacteria และกลุ่มที่ยังไม่สามารถระบุชนิดได้เป็นแบคทีเรียกลุ่มหลัก และเป็นน่าสนใจว่า Halomonas เป็นแบคทีเรียกลุ่มหลักที่ได้จากวิธี PCR-DGGE ซึ่งมีรายงานการย่อยสลาย PAHs และยังถูกคัดแยกได้โดยการเพาะเลี้ยงด้วย ผลการตรวจสอบยีนไดออกซิจีเนสในตัวอย่างสิ่งแวดล้อมโดยวิธี PCR พบ doxGN ถึง 75% (26 ตัวอย่างจาก 34 ตัวอย่าง) และ dox[subscript GP] เพียง 19% (6 ตัวอย่าง จาก 34 ตัวอย่าง) อย่างไรก็ตามค่าความหลากหลายของรูปแบบ RFLP ของโคลน dox[subscript GP] (1.47) สูงกว่าโคลน dox[subscript GN] (1.37) และที่น่าสนใจ คือ ลำดับกรดอะมิโนของโคลน dox[subscript GN] มีความเหมือนกับข้อมูลในฐานข้อมูลในระดับปานกลาง ในขณะที่ลำดับกรดอะมิโนของโคลน dox[subscript GP] มีความเหมือนในระดับสูง จากผลการทดลองทั้งหมดจึงสรุปได้ว่าการใช้วิธีการเพาะเลี้ยงเชื้อ ร่วมกับการวิเคราะห์ดีเอ็นเอเมตาจีโนมจากสิ่งแวดล้อมโดยตรงแสดงให้เห็นว่าพื้นที่บริเวณเกาะสีชังมีหลากหลายของแบคทีเรียและยีนไดออกซิจีเนสที่เกี่ยวข้องกับการย่อยสลาย PAHs สูง ตลอดจนพบความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรียย่อยสลาย PAHs และยีนไดออกซิจีเนสในพื้นที่มาก จากการศึกษานี้จึงทำให้ได้คลังแบคทีเรีย และข้อมูลยีนไดออกซิจีเนสที่สำคัญในการย่อยสลาย PAHs และชี้ให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ในการเกิดการย่อยสลายทางชีวภาพในพื้นที่ ซึ่งจะนำมาซึ่งประโยชน์ในแง่การจัดการระบบสิ่งแวดล้อม และการบำบัดการปนเปื้อนสารมลพิษทั้งในบริเวณเกาะสีชัง และเป็นแนวทางสำหรับบริเวณอื่นต่อไป