การผลิต ลักษณะสมบัติและการยับยั้งราที่ก่อโรคในพืชของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจาก bacillus licheniformis F2.2

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาความสามารถในการยับยั้งราก่อโรคในพืช การผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ และผลของปัจจัยทางกายภาพที่มีต่อประสิทธิภาพในการยับยั้งราก่อโรคในพืชของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจาก Bacillus licheniformis F2.2 รวมถึงหาภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ จากนั้นทำบริสุทธิ์ และศึกษาลักษณะสมบัติเบื้องต้นของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ แล้วทดสอบการประยุกต์ใช้เพื่อยับยั้งการเกิดโรคใบไหม้ในต้นข้าว ผลการวิจัยพบว่า B. licheniformis F2.2 สามารถยับยั้งราก่อโรคในพืชได้ทั้ง 7 ชนิด ซึ่งได้แก่ Acremonium furcatum, Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium moniliforme, Fusarium proliferatum, Fusarium solani, Pyricularia oryzae และ Phytophthora palmivora โดยมีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งอยู่ระหว่าง 34.79±6.29-44.51±1.29% เมื่อทดสอบสมบัติในการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ โดยทดสอบแอกทิวิตีการสลายเม็ดเลือดแดง, การยุบตัวของน้ำเลี้ยงเซลล์, การกระจายตัวของน้ำมัน และการเกิดอิมัลชัน พบว่าส่วนใสของน้ำเลี้ยงเชื้อของ B. licheniformis F2.2 ให้ผลบวกกับทุกการทดสอบ ซึ่งแสดงว่า B. licheniformis F2.2 สามารถผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพได้ จากการศึกษาผลของอุณหภูมิและความเป็นกรดเบสต่อประสิทธิภาพในการยับยั้งราก่อโรคในพืชของส่วนใสของน้ำเลี้ยงเชื้อของ B. licheniformis F2.2 พบว่าเมื่อผ่านการบ่มน้ำเลี้ยงเชื้อที่ 20-121 องศาเซลเซียส และที่ pH 2-12 พบว่าสมบัติการเกิดอิมัลชันของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพก็ยังมีความเสถียร และประสิทธิภาพการยับยั้งราก่อโรคในพืชทั้ง 7 ชนิดยังคงอยู่ โดยสามารถยับยั้ง P. oryzae ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคไหม้ในข้าวได้มากที่สุด จากการแปรผันแหล่งคาร์บอนและแหล่งไนโตรเจนพบว่าอาหาร MOLP ที่มีซูโครสเป็นแหล่งคาร์บอน, แอมโมเนียมคลอไรด์และสารสกัดจากยีสต์เป็นแหล่งไนโตรเจนส่งเสริมการเจริญเติบโตของ B. licheniformis F2.2 ได้ดีที่สุด และเหมาะสมต่อการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่มีฤทธิ์ยับยั้งราก่อโรคในพืช โดยมีค่าดัชนีการเกิดอิมัลชันที่ 24 ชั่วโมง (E24) 62.92±2.30% สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างระยะเวลาการเจริญกับการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่มีฤทธิ์ยับยั้งราก่อโรคในพืช พบว่าเมื่อเลี้ยง B. licheniformis F2.2 ในอาหาร MOLP พบว่ามีความสามารถในการยับยั้งราก่อโรคในพืชทั้ง 7 ชนิดสูงสุดเมื่อแบคทีเรียเข้าสู่ stationary phase ที่ 24 ชั่วโมง เมื่อสกัดสารลดแรงตึงผิวชีวภาพด้วยเมธานอล 100% (ปริมาตร/ปริมาตร) พบว่ามีความสามารถในการยับยั้งราก่อโรคในพืชทั้ง 7 ชนิด โดยสามารถยับยั้ง F. solani ได้มากที่สุด โดยยับยั้งได้ 56.67±2.89 เปอร์เซ็นต์ และอันดับรองลงมาคือ F. moniliforme และ P. oryzae โดยยับยั้งได้ 36.54±0.00 และ 33.71±1.95 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ จากนั้นนำน้ำเลี้ยงเชื้อแบคทีเรียและสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่สกัดได้จากแบคทีเรียมาทดสอบการยับยั้ง P. oryzae บนต้นข้าว พบว่าชุดการทดลองที่ใส่ราก่อน แล้วตามด้วยสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่สกัดได้จากแบคทีเรียมีความสูงของต้นข้าวสูงที่สุดเท่ากับ 13.12±5.05 เซนติเมตร และน้ำหนักของต้นข้าวเท่ากับ 41.67±0.01 มิลลิกรัม โดยสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่สกัดได้มีความสามารถในการป้องกันโรคไหม้ที่มีสาเหตุจาก P. oryzae ได้ และนอกจากนี้ยังมีความสามารถในปกป้องการเกิดโรค และส่งเสริมการเจริญของต้นข้าวได้ เมื่อวิเคราะห์สารที่สกัดได้โดย HPLC เปรียบเทียบกับเซอร์แฟคทินมาตรฐาน พบว่าสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตจาก B. licheniformis F2.2 มีส่วนประกอบของเซอร์แฟคทินและแอนะล็อกของเซอร์แฟคทิน รวมทั้งสารสารลดแรงตึงผิวชีวภาพชนิดอื่นด้วย และเมื่อเก็บตัวอย่างจากแต่ละช่วงเวลาไประเหยแห้ง แล้วทดสอบการยับยั้งรา พบว่าทุกช่วงเวลาสามารถยับยั้งราแต่ละชนิดได้ด้วยประสิทธิภาพการยับยั้งที่แตกต่างกัน จากผลการทดลองเหล่านี้เสนอแนะว่า B. licheniformis F2.2 และสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตขึ้นมีศักยภาพที่จะใช้เป็นสารควบคุมทางชีวภาพในการควบคุมโรคพืชที่มีสาเหตุจากรา เพื่อเป็นทางเลือกในการทดแทนการใช้สารเคมีกำจัดราทั่วไป