Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Isolation and characterization of cellulase producing bacteria from cassava rhizosphere soil
Year (A.D.)
2018
Document Type
Thesis
First Advisor
วันชัย อัศวลาภสกุล
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Microbiology (fac. Science) (ภาควิชาจุลชีววิทยา (คณะวิทยาศาสตร์))
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
จุลชีววิทยา
DOI
10.58837/CHULA.THE.2018.766
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.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Cassava is one of the economic crops which is planted in almost every region of Thailand. After harvesting, its stem and leaf are left on the farm until the next round of cultivation. This work aims to isolate and characterise the bacteria degrading cellulose, a major component of plants, from soil-growing cassava strains; Kasetsart 50 (KU 50), Pirun 1 (PR1), Pirun 2 (PR2), Huay-bong 60 (HB60) and 5-Natee (HT) at Agricultural Research Cener at Rayong province. The cellulolytic bacteria were first isolated on different culture agars containing carboxyl methyl cellulose (CMC), avicel or cellobiose. Bacterial isolates that could grow in at least two screening agars were chosen for 16S rDNA sequencing and reduced sugar measurement. The top 3 bacteria with highest activity were identified as Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus pumilus and Paenibacillus kribbensis. The condition optimized for the highest activity of all 3 bacteria on all substrates was at 37°C and pH7. Their activity was then evaluated by degradation of the filter paper (1.5 * 1.5 cm). The scanning electron microscopy revealed the paper’s fiber was greatest changed when cultured with Paenibacillus kribbensis. Meanwhile, the cellulolytic activity was also monitored on either cassava leaf alone or leaf within soil. The greatest change of cassava leaf’s structure was microscopically observed when using the mixture of three bacteria. At last, 8 parameters (pH, organic matter, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, total nitrogen and total organic carbon) of the soil sample from treatment group was measured. The results indicated that all values were not significantly difference between treatment and control group. However, this bacterial mixture will be very promising for applying in the field if its activity is more clearly confirmed in the future.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
เอี่ยมยั่งยืน, พิชญ์วสุ, "การคัดแยกและลักษณะสมบัติของแบคทีเรียที่ผลิตเซลลูเลสจากดินบริเวณรากของมันสำปะหลัง" (2018). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 2897.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/2897