การคัดแยกและลักษณะสมบัติของแบคทีเรียที่ผลิตเซลลูเลสจากดินบริเวณรากของมันสำปะหลัง

Abstract

มันสำปะหลังเป็นหนึ่งในพืชเศรษฐกิจที่นิยมเพาะปลูกในเกือบทุกภาคของประเทศไทย ปกติหลังการเก็บเกี่ยวผลผลิต ใบและลำต้นจะถูกทิ้งไว้เพื่อรอการไถกลบสำหรับเตรียมแปลงปลูกในครั้งถัดไป งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อคัดแยกและศึกษาสมบัติของแบคทีเรียที่สามารถย่อยสลายเซลลูโลสซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของพืช จากดินบริเวณที่ปลูกมันสำปะหลัง 5 สายพันธุ์ ได้แก่ เกษตรศาสตร์ 50, พิรุณ 1, พิรุณ 2, ห้วยบง 60 และ ห้านาที ณ ศูนย์วิจัยพืชไร่ จังหวัดระยอง โดยคัดแยกบนอาหารแข็งที่มีสับสเตรตต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส, Avicel และเซลลูไบโอส จากนั้นคัดเลือกแบคทีเรียที่มีความสามารถในการย่อยเซลลูโลส 2 ใน 3 หรือ 3 ใน 3 ชนิดของสับสเตรต มาวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ 16S rDNA และวิเคราะห์หาปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ คัดเลือกแบคทีเรีย 3 ไอโซเลทที่มีความสามารถในการย่อยสลายเซลลูโลสดีที่สุด ซึ่งได้แก่ Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus pumilus และ Paenibacillus kribbensis แล้วนำแบคทีเรียทั้ง 3 ไอโซเลทมาทดสอบหาภาวะที่เหมาะสม พบว่าที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส และความเป็นกรดด่าง (pH) 7 แบคทีเรียสามารถย่อยสลายเซลลูโลสได้ดีที่สุดจากสับสเตรตทั้ง 3 ชนิด จากนั้นนำมาทดสอบในการย่อยกระดาษกรอง ขนาด 1.5*1.5 เซนติเมตร ภาพจากกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดแสดงให้เห็นว่า สภาพเส้นใยของกระดาษกรองเปลี่ยนแปลงไปมากที่สุด เมื่อเลี้ยงรวมกับ Paenibacillus kribbensis ในขณะที่ชุดการทดลองการย่อยใบมันสำปะหลังโดยตรง และชุดการทดลองการย่อยใบมันสำปะหลังในดิน เห็นผลการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของใบมันสำปะหลังมากที่สุดเมื่อใช้แบคทีเรียผสมกันทั้ง 3 ไอโซเลท หลังจากนำดินจากชุดการทดลองการย่อยใบมันสำปะหลังในดินไปวิเคราะห์คุณสมบัติ โดยศึกษาพารามิเตอร์ ความเป็นกรดด่าง, ปริมาณอินทรียวัตถุ, ฟอสฟอรัส, โพแทสเซียม, แคลเซียม, แมกนีเซียม, ไนโตรเจน และ ปริมาณอินทรีย์คาร์บอนรวมในดิน พบว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในทุกการทดลอง เมื่อเปรียบเทียบกับชุดควบคุม อย่างไรก็ดีแบคทีเรียผสมจากการทดลองนี้ มีแนวโน้มที่สามารถนำไปประยุกต์ในสภาพแวดล้อมจริงได้ แต่ควรมีการยืนยันประสิทธิภาพที่เห็นผลชัดเจนมากกว่านี้ต่อไป.