การใช้โพรไบโอติกพืชร่วมกับอนุภาคนาโนชีวภาพเพื่อการควบคุมโรคข้าว

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ การศึกษานี้มีว้ตถุประสงค์เพื่อสังเคราะห์อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์จากแบคทีเรียโพรไบโอติกพืชเพื่อควบคุม Xanthomonas oryzae pv. oryzae และ Pyricularia oryzae เลือก Bacillus velezensis สำหรับใช้ในการศึกษา ซึ่ง B. velezensis 11 ไอโซเลต นี้มีฤทธิ์ยับยั้ง Xoo and P. oryzae สูง และยังมีฤทธิ์ในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชจากความสามารถในการผลิต indole acetic acid และ hydrolytic enzymes ใช้ความสามารถของการผลิตสารลดแรงตึงผิวทางชีวภาพของ B. velezensis เป็นคุณสมบัติในการคัดเลือกโดยใช้ข้อบ่งชี้ได้แก่ความสามารถในการสลายเม็ดเลือดแดง ความไม่ชอบน้ำของเซลล์ กิจกรรมการเกิดอิมัลชัน และยีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสาร cyclic lipopeptides ผลของการสลายเม็ดเลือดแดง การยึดเกาะของเซลล์แบคทีเรียกับเฮกซาเดเคน และการเกิดอิมัลชันของน้ำมันมะกอกยืนยันว่าแบคทีเรีย B. velezensis ทั้ง 7 สายพันธุ์สามารถผลิตสารลดแรงตึงผิวทางชีวภาพได้ นอกจากนี้ยังตรวจพบ PCR products ของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ cLPs หกชนิดซึ่งประกอบด้วย SUR3, srfA, ituD, ituC, fenD และ bmyB ที่ควบคุมการผลิตสารลดแรงตึงผิวทางชีวภาพที่ยับยั้งจุลินทรีย์ ได้แก่ surfactin, iturin, fengycin และ bacillomycin ในการทดสอบความปลอดภัยของ B. velezensis ใช้การทดสอบความไวต่อยาปฏิชีวนะ พบว่า B. velezensis ที่ใช้ในการศึกษาไวต่อยาปฏิชีวนะที่ใช้ในการทดสอบอีกทั้ง B. velezensis ยังไม่อยู่ทะเบียนรายชื่อเชื้อก่อโรคในคนและสัตว์ พระราชบัญญัติเชื้อโรคและพิษจากสัตว์ พ.ศ. 2558 ศึกษาผลของแหล่งคาร์บอนและแหล่งไนโตรเจนต่อฤทธิ์ยับยั้ง Xoo พบว่า ฤทธิ์ยับยั้งสูงสุดและดัชนีความสามารถในการเกิดอิมัลชัน (E24) อาหารเลี้ยงเชื้อที่มีน้ำตาลกลูโคสเป็นแหล่งคาร์บอน และ แอมโมเนียมซัลเฟตเป็นแหล่งไนโตรเจน ที่นาน 72 ชั่วโมง จากนั้นหาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับ E24 โดยใช้ Box-Behnken experiment design พบว่าสภาวะที่เหมาะสมซึ่งให้ค่า E24 สูงที่สุดคือ ปริมาณกลูโคส 10.73 กรัมต่อลิตร และแอมโมเนียมซัลเฟตเท่ากับ 6.64 กรัม/ลิตร เมื่อ pH เริ่มต้นของอาหารเท่ากับ pH 5.13 ใช้น้ำเลี้ยงเชื้อปราศจากเซลล์ของ B. velezensis LC70 และ LC130 โดยวิธีการตกตะกอนร่วม สัณฐานวิทยา และโครงสร้างของอนุภาคนาโนชีวภาพ ZnO ที่สังเคราะห์ได้ ศึกษาโดยใช้ X-ray Diffraction (XRD) สเปกโทรสโกปีแบบกระจายพลังงาน (EDS) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) จากข้อมูลที่ได้ระบุว่า อนุภาคนาโน ZnO มี hexagonal phase รูปทรงกลมและรูปอื่นๆ มีเส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาค เฉลี่ยอยู่ในช่วง 4-308 นาโนเมตร การทดลองฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์โดยเทคนิค to spot on lawn และ agar dilution plate technique พบว่าอนุภาคนาโน ZnO มีผลยับยั้งกับแบคทีเรีย Xoo และเชื้อรา P. oryzae ศึกษาการเติมอนุภาคนาโนชีวภาพ ZnO (1,000 พีพีเอ็ม) ในดิน ที่ระยะเวลา 30 วัน ต่อจุลินทรีย์ในดินและเอนไซม์ในดิน ด้วยการวัดจำนวนจุลินทรีย์ (แบคทีเรีย ยีสต์ และรา แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน และแบคทีเรียละลายฟอสเฟต) และกิจกรรมของเอนไซม์ (dehydrogenase, acid phosphatase, alkaline phosphatase, cellulase และ protease) ผลทดลองแสดงให้เห็นว่าการใส่อนุภาคนาโนชีวภาพ ZnO ไม่มีผลกระทบทางลบต่อประชากรจุลินทรีย์ในดิน สำหรับดินที่มีการใส่อนุภาคนาโนชีวภาพ ZnO ความเข้มข้น 1,000 ppm กิจกรรมของ dehydrogenase, alkaline phosphatase และ cellulase ถูกยับยั้ง ในขณะที่ความเข้มข้นของอนุภาคนาโนชีวภาพนี้ทำให้กิจกรรมของ acid phosphatase และกิจกรรมของ protease เพิ่มขึ้น ปลูกต้นกล้าข้าว 4 สายพันธุ์ในดินที่เติมด้วยอนุภาคนาโน ZnO และดินที่ไม่มีอนุภาคนาโน ZnO ผลการวิจัยพบว่าอนุภาคนาโน ZnO ช่วยเพิ่มความยาวของต้นการศึกษานี้แสดงในเห็นถึงวิธีการทางเลือกสำหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนชีวภาพ ZnO และแสดงประสิทธิภาพในการต้านจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคในข้าวโดยไม่มีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมของดินที่มีนัยสำคัญ

คำสำคัญ