Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/25159
Title: Effects of changes in medium pH on intracellular proteins of Bradyrthizobium japonicum S76, S78 and S162
Other Titles: ผลของการเปลี่ยนพีเอชในอาหารเลี้ยงเชื้อต่อโปรตีนในเซลล์ของ Bradyrhizobium Japonicum S76, S78 และ S162
Authors: Salisa Jumpa
Advisors: Kanjana Chansa-ngavej
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Issue Date: 2003
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Soils in soybean cultivation areas in the northern part of Thailand are often acidic. The soils are usually limed with commercial calcium carbonate before planting soybean seeds. The effects of the abrupt changes in soil pHs on intracellular protein profiles of indigenous Bradyrhizobium japonicum, a symbiotic nitrogen-fixer in soybean root nodules, are not known. The aim of the experiments is to simulate the agricultural practice of soil liming to determine the effects of changes of culture medium pH on intracellular protein profiles of B. japonicum. The rationale behind the experiments is changes in protein profiles upon changes in culture medium pH may lead to the elucidation of differential gene expression in B. japonicum in response to soil liming. B. japonicum S76, S78, and S162 were isolated from an acidic soil sample from Petchaboon province in the northern part of Thailand. The average soil pH of the sampling site was determined to be 5.25. RAPD-PCR fingerprinting using either RPO1 (the conserved 20-mer of nifl-IDK promoter 5'AATTTTCAAGCGTCGTGCCA3') or CRL-7 (the arbitrary GC rich primer 5'GCCCGCCGCC3') as the primer revealed that B. japonicum S76. S78 and S162 were different strains. Plant and nodule dry weights of soybeans (Glycine max) cv. Chiangmai 2 (CM 2), Chiangmai 60 (CM 60) and Sukhothai 2 (ST 2) in Leonard jars inoculated with each of the three B. japonicum strains indicated that when nitrogen-free medium pH 5.0 was used to water the soybeans, dry weights of all the three soybean cultivars were found to be lower than that of the positive control indicating that the use of the pH 5.0 nitrogen-free medium was not suitable under the experimental conditions. Duncan's Multiple Range Test showed that soybean Glycine max cv. CM 60 was suitable for growing when nitrogen-free medium pH 6.8 was used. B. japonicum S78 was found to yield higher plant dry weights for soybeans cv CM 60 and ST 2 than B. japonicum S76 and S162 when pH 5.0 nitrogen-free medium was used while at pH 6.8 B. japonicum S162 was found to yield more plant dry weight for soybean cv CM 60 than the other two strains and the positive control under the experimental conditions. When the three B. japonicum strains were grown in yeast mannitol broth (YMB) pH 4.0-9.0 with no buffer, all strains could grow at all pHs. When the strains were grown in YMB with appropriate buffers at initial pHs 4.0-9.0, the strains could not grow at pHs 4.0 and 5.0. The optimal buffered and unbuffered pH for the growth of B. japonicum S76, S78 and S162 was found to be 7.0. SDS-PAGE of intracellular soluble protein profiles were found to be similar for all the mid-log phase cells of the three strains grown in both unbuffered and buffered media. When cells of each strain were grown at pH 5.5 until mid log phase. then used as inocula for yeast mannitol broth at buffered pHs 6.0, 6.5 and 7.0. SDS-PAGE soluble protein profiles indicated that there were no changes of intracellular protein profiles in the three B. japonicum strains 12h, 18h, 24h, 3 days and 5 days after the pH shifts. One remarkable finding was the disappearance or decrease in quantity of 53 kDa polypeptide within the first 24 hours after the pH shifts in all the three B. japonicum strains possibly due to the labile nature of the protein.
Other Abstract: ดินที่ปลูกถั่วเหลืองในภาคเหนือของประเทศไทยมักจะเป็นดินกรด จึงมีการเติมปูนขาวก่อนที่จะหว่านเมล็ดถั่วเหลือง ผลของการเปลี่ยนแปลงพีเอชอย่างรวดเร็วในดินที่มีต่อโพไฟล์ของโปรตีนภายในเซลล์ Bradyrhizobium japonicum ซึ่งเป็นแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนในปมรากถั่วเหลืองนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดวัตถุประสงค์ของการทดลองนี้ เพื่อจำลองแบบการเกษตรที่มีการเติมปูนขาวในดิน เพื่อศึกษาผลการเปลี่ยนพีเอชในอาหารเลี้ยงเชื้อต่อโพรไฟล์ของโปรตีนภายในเซลล์ B. japonicum เหตุผลการสนับสนุนการออกแบบการทดลองนี้คือ การเปลี่ยนแปลงโปรตีนโพรไฟล์เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงพีเอชของอาหาร อาจนำไปสู่การอธิบายถึงการแสดงออกต่างๆ กันของยีนส์ใน B. japonicum อันเป็นการตอบสนองต่อการเติมปูนขาวในดิน B. japonicum S76, S78 และ S162 แยกจากดินกรดจากจังหวัดเพชรบูรณ์ทางภาคเหนือของประเทศไทยซึ่งมีพีเอชเฉลี่ยของดินเท่ากับ 5.25 จากผลของลายพิมพ์ดีเอ็นเอโดยวิธี RAPD-PCR ที่ใช้ RPO1 (บริเวณอนุรักษ์ของ nifHDK โพรโมเตอร์ 5'AATTTTCAAGCGTCGTGCCA3') หรือ CRL-7 (ไพร์เมอร์อย่างสุ่มที่มี GC สูง 5'GCCCGCCGCC3') พบว่า B. japonicum S76, S78 และ S162 เป็นสายพันธุ์ที่ไม่ซ้ำกัน ผลการหาค่าน้ำหนักแห้งของลำต้นและน้ำหนักแห้งของปมของถั่วเหลืองพันธุ์ เชียงใหม่ 2 (ชม 2), เชียงใหม่ 60 (ชม 60) และสุโขทัย 2 (สข 2) ที่เลี้ยงใน Leonard jars โดยเติม B. japonicum แต่ละสายสัมพันธุ์ พบว่า เมื่อเลี้ยงถั่วเหลืองด้วยสารอาหารที่ไม่มีธาตุไนโตรเจนที่พีเอช 5.0 ทำในน้ำหนักแห้งของถั่วเหลืองทั้ง 3 พันธุ์ ต่ำกว่า positive control ผลการทดลองนี้ชี้ให้เห็นว่า สารอาหารที่ไม่มีธาตุไนโตรเจน พีเอช 5.0 ไม่เหมาะสำหรับการเลี้ยงถั่วเหลืองโดยเติม B. japonicum ทั้ง 3 สายพันธุ์ ภายใต้สภาวะการทดลองที่ใช้ ผลการทำ Duncan's Multiple Range Test พบว่าถั่วเหลืองพันธุ์ ชม 60 เหมาะที่จะเลี้ยงด้วยสารอาหารที่ไม่มีธาตุไนโตรเจนที่พีเอช 6.8 นอกจากนี้ยังเติม B. japonicum S78 บนเมล็ดถั่วเหลืองพันธุ์ ชม 60 และ สท 2 ให้น้ำหนักแห้งลำต้นถั่วเหลืองสูงกว่าเดิม B. japonicum S76 และ S162 และใช้สารอาหารที่ไม่มีธาตุไนโตรเจนที่พีเอช 5.0 ส่วนที่พีเอช 6.8 พบว่า B. japonicum S162 บนเมล็ดถั่วเหลืองพันธุ์ ชม 60 ให้น้ำหนักแห้งลำต้นถั่วเหลืองสูงกว่าอีก 2 สายพันธุ์ และ positive control ผลการเลี้ยง B. japonicum ทั้ง 3 สายพันธุ์ในอาหารสูตร yeast mannitol broth (YMB) ที่ไม่มีบัฟเฟอร์พีเอช 4.0-9.0 พบว่า ทุกสายพันธุ์เพิ่มจำนวนได้ที่ทุกพีเอชเมื่อเลี้ยงในอาหารสูตร YMB ที่มีบัฟเฟอร์ควบคุมพีเอชเริ่มต้น 4.0-9.0 พบว่า ไม่มีการเพิ่มจำนวนที่พีเอช 4.0 และ 5.0 แบคทีเรียทั้ง 3 สายพันธุ์มีการเพิ่มจำนวนดีที่สุดที่พีเอชเริ่มต้น 7.0 ในอาหาร YMB ที่มีและไม่มีบัฟเฟอร์ ผลการแยกโปรตีนภายในเซลล์ระยะ mid-log โดยวิธี SDS-PAGE พบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงโปรตีนโพรไฟล์เมื่อเลี้ยงในอาหาร YMB ที่เติมและไม่เติมบัฟเฟอร์ แต่เมื่อเลี้ยงแต่ละสายพันธุ์ในอาหาร YMB ที่เติมบัฟเฟอร์พีเอช 6.0, 6.5 และ 7.0 โดยใช้แต่ละสายพันธุ์ที่เพิ่มจำนวนในอาหารที่มีพีเอช 5.5 จนถึงระยะ mid-log เป็นเชื้อเริ่มต้น พบว่าโปรตีนโพรไฟล์ภายในเซลล์ของ B. japonicum ทั้ง 3 สายพันธุ์ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงหลังจากเปลี่ยนพีเอชของอาหาร YMB บางครั้งพบว่า B. japonicum ทั้ง 3 สายพันธุ์ มีโพลิเปปไทด์ขนาด 53 กิโลดาลตัน หายไปหรือลดลงภายใน 24 ชั่วโมงแรกหลังจากเปลี่ยนพีเอช ทั้งนี้อาจเป็นเพราะโพลิเปปไทด์ขนาด 53 กิโลดาลตันไม่มีความเสถียร
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2003
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Industrial Microbiology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/25159
ISSN: 9741754973
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Salisa_ju_front.pdf3.77 MBAdobe PDFView/Open
Salisa_ju_ch1.pdf1.37 MBAdobe PDFView/Open
Salisa_ju_ch2.pdf3.04 MBAdobe PDFView/Open
Salisa_ju_ch3.pdf2.31 MBAdobe PDFView/Open
Salisa_ju_ch4.pdf5.95 MBAdobe PDFView/Open
Salisa_ju_ch5.pdf1.91 MBAdobe PDFView/Open
Salisa_ju_ch6.pdf408.21 kBAdobe PDFView/Open
Salisa_ju_back.pdf5.27 MBAdobe PDFView/Open


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