การผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจาก bacillus velezensis B49 และการยับยั้งราก่อโรคพืช

Abstract

ราก่อโรคพืชสามารถทำลายผลผลิตทางการเกษตรได้ทั่วโลก การใช้วิธีทางชีวภาพสามารถลดการใช้สารเคมีในการกำจัดราก่อโรคพืชได้ ราก่อโรคพืชที่พบส่วนใหญ่ ได้แก่ Acremonium furcatum, Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium moniliforme, Fusarium proliferatum, Fusarium solani, Phytophthora palmivora และ Pyricularia oryzae การศึกษาก่อนหน้านี้พบว่า Bacillus velezensis B49 สามารถยับยั้งราที่ก่อโรคในพืช และสามารถสร้างสารลดแรงตึงผิวชีวภาพได้ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจาก B. velezensis B49 และทดสอบการยับยั้งราก่อโรคพืชด้วยสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้ ผลการทดสอบการยับยั้งการเจริญของราก่อโรคพืชโดยใช้เทคนิคการขีดเชื้อและเทคนิคผสมน้ำเลี้ยงเชื้อของ B. velezensis B49 แสดงความสามารถในการยับยั้งการเจริญของราต่อโรคพืชทั้ง 7 ชนิด ทดสอบสมบัติการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพของ B. velezensis B49 โดยใช้ 4 วิธีที่แตกต่างกัน ได้แก่ การทดสอบการยุบตัวของน้ำเลี้ยงเชื้อบนฟิล์มน้ำมัน, การทดสอบการแตกของเม็ดเลือดแดง, การทดสอบการกระจายตัวของน้ำมัน และการทดสอบการเกิดอิมัลชัน พบว่า B. velezensis B49 ให้ผลบวกกับทั้ง 4 วิธี ซึ่งยืนยันได้ว่า B. velezensis B49 สามารถผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพได้ การทดสอบผลของความเป็นกรดเบสที่มีต่อสมบัติของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ พบว่าที่ความเป็นกรดเบสระหว่าง pH 2 – 10 ทำให้เกิดอิมัลชันไม่แตกต่างกัน แต่เมื่อความเป็นกรดเบสสูงขึ้น ส่งผลทำให้การเกิดอิมัลชันลดลงจนกระทั่งไม่เกิดอิมัลชันเลย ส่วนการทดสอบผลของอุณหภูมิที่มีต่อสมบัติของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพของ B. velezensis B49 พบว่า อุณหภูมิไม่มีผลต่อสมบัติการเกิดอิมัลชัน การทดสอบผลของแหล่งคาร์บอนและไนโตรเจนที่มีต่อการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพในอาหาร Mineral salt solution พบว่า B. velezensis B49 สามารถเจริญได้ในแหล่งคาร์บอน ได้แก่ กลูโคส, ฟรุกโทส และซูโครส ส่วนแหล่งไนโตรเจน ได้แก่ แอมโมเนียมไนเตรต และแอมโมเนียมซัลเฟต อย่างไรก็ตาม อาหารสูตรสมบูรณ์ให้ผลการเกิดอิมัลชันสูงกว่า ความสัมพันธ์ระหว่างการเจริญและการเกิดอิมัลชันต่อเวลา พบว่า B. velezensis B49 มีการเจริญสูงสุดที่ประมาณ 24 ชั่วโมง และเกิดอิมัลชันที่มากที่สุดที่เวลา 18 – 24 ชั่วโมง จากการสกัดสารลดแรงตึงผิวชีวภาพโดยใช้ 2 วิธีที่แตกต่างกัน โดยวิธีแรกตกตะกอนด้วยกรดไฮโดรคลอริกแล้วสกัดด้วยเมทานอล และวิธีที่สองสกัดด้วยเอทิลอะซิเทต ละลายตะกอนที่ได้จากทั้งสองวิธีด้วยสารละลาย 1 โมลาร์ ทริสไฮโดรคลอไรด์ หรือ 100% เอทานอล พบว่าผลการยับยั้งราก่อโรคพืชของสารสกัดหยาบจากเมทานอลที่ละลายตะกอนใน 1 โมลาร์ ทริสไฮโดรคลอไรด์ และสารสกัดหยาบจากเมทานอลที่ละลายตะกอนในเอทานอลสามารถยับยั้งการเจริญของราก่อโรคพืชได้ดีกว่าสารสกัดหยาบจากเอทิลอะซิเทต การวิเคราะห์โครงสร้างเบื้องต้นของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพโดยใช้วิธีไฮเพอร์ฟอร์มานซ์ลิควิดโครมาโทกราฟี พบว่ารูปแบบโครมาโทแกรมของตัวอย่างสารสกัดหยาบทั้ง 4 ชนิด ในช่วงเวลาคงอยู่ที่ 5 ถึง 10 นาที มีความคล้ายคลึงกับสารมาตรฐานเซอร์แฟกทิน และสามารถยับยั้งราก่อโรคพืชได้ ผลงานวิจัยนี้เสนอแนะได้ว่าสามารถใช้ B. velezensis B49 และสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจากแบคทีเรียนี้ในการยับยั้งราก่อโรคพืชแทนการใช้สารเคมี เพื่อลดผลกระทบทางลบต่อผู้ใช้ ผู้บริโภค และสิ่งแวดล้อม