การแยกเชื้อจุลินทรีย์ก่อโรคในข้าว และแบคทีเรียเอนโดไฟท์ของข้าวจากนาอินทรีย์ และนาเคมีในพื้นที่ภาคเหนือตอนบน เพื่อประโยชน์ในการควบคุมโรคข้าวอินทรีย์ด้วยชีววิธี

บทคัดย่อ

โรคขอบใบแห้ง และโรคไหม้ในข้าวที่เกิดจากเชื้อ Xanthomonas oryzae pv. oryzae และ Pyricularia oryzae เป็นปัญหาสำคัญสำหรับการผลิตข้าวในประเทศไทย การควบคุมทางเคมีมีประสิทธิภาพน้อยลง แบคทีเรียเอนโดไฟท์เป็นแบคทีเรียที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับโฮสต์โดยไม่ก่อให้เกิดอาการที่ทำให้เกิดโรค ดังนั้นการศึกษานี้จึงมุ่งเน้นไปที่การควบคุมทางชีวภาพของเชื้อโรคในข้าวและการเพิ่มประสิทธิภาพการเจริญเติบโตของพืชโดยแบคทีเรียเอนโดไฟท์จากข้าว ในงานวิจัยนี้เชื้อโรคในข้าวทั้งสองรวบรวมจากพื้นที่ต่างๆในภาคเหนือของประเทศไทยโดยเฉพาะเชียงใหม่เชียงรายลำพูนลำปางแพรน่านพะเยาและแม่ฮ่องสอน โดยได้ Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) จำนวน 8 สายพันธุ์ จากพื้นที่เชียงใหม่และพะเยา และแยกเชื้อราโรคไหม้ ได้ 19 ไอโซเลต ที่อยู่ในจีนัส Pyricularia จากการทดสอบความสามารถในการก่อโรคในข้าว พบว่า Xoo และ Pyricularia มีความรุนแรงอยู่ที่ 5 และ 2 ตามลำดับ แยกแบคทีเรียเอนโดไฟท์ได้จากลำต้นข้าวและเมล็ดข้าวที่แข็งแรงได้ทั้งหมด 471 ไอโซเลต ผลการจำแนกพบว่าแบคทีเรียแกรมลบอยู่ในกลุ่ม Proteobacteria และ Bacteroides และแบคทีเรียแกรมบวกอยู่ในกลุ่ม Firmicutes และ Actinobacteria แบคทีเรียเอนโดไฟต์แกรมลบอยู่ในจีนัส Acinetobacter, Agrobacterium, Burkhoderia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella, Methylobacterium, Pantoea, Pseudomonas, Serratia, Sphingobacterium, Spingomonas และ Stenotrophomonas ในขณะที่แบคทีเรียแกรมบวกเป็นแบคทีเรียในจีนัส BacillusBrevibacillus, Curtobacterium Lysinibacillus, Paenibacillus, Streptomyces และ Virgibacillus, แบคทีเรียเหล่านี้ได้รับการทดสอบการยับยั้ง X. oryzae pv. oryzae เบื้องต้นด้วยวิธี spot on lawn ในจำนวนนี้พบว่า 55 ไอโซเลตซึ่งประกอบด้วย Acinetobacter, Bacillus, Citrobacter, Klebsiella และ Pseudomonas มีฤทธิ์ยับยั้ง X. oryzae pv oryzae. จากนั้นนำน้ำเลี้ยงเชื้อที่ปราศจากเซลล์มาทดสอบฤทธิ์ยับยั้งด้วยเทคนิค agar well diffusion มีเพียงแบคทีเรีย Pseudomonas และ Bacillus จำนวน 14 ไอโซเลต มีฤทธิ์ยับยั้ง โดยเมื่อพิจารณาจากขนาดวงใสเชื้อแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพสูงสุดคือ Bacillus velezensis SK63-R283 ต่อมานำเชื้อแบคทีเรียทั้ง 421 ไอโซเลตนี้มาทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเชื้อรา P. oryzae ด้วยวิธี dual culture ผลการทดลองพบว่ามีเชื้อแบคทีเรีย Bacillus, Paenibacillus, Pseudomonas, Enterobacter และ Klebsiella จำนวน 75 ไอโซเลตที่สามารถยับยั้งการเจริญของเชื้อราได้ โดย Bacillus pumilus SK63-R260 มีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราสูงสุดที่ 65.57% การทดสอบความสามารถในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชของเชื้อแบคทีเรียเอนโดไฟท์ ใช้การตรวจสอบ ความสามารถในการละลายฟอสเฟต การตรึงก๊าซไนโตรเจน และ การผลิต indole acetic acid (IAA) ความสามารถในการละลายฟอสเฟตทดสอบบนอาหารแข็ง National Botanical Research Institute’ phosphate growth medium (NBRIP) พบว่ามี 98 ไอโซเลต ที่สามารถละลายฟอสเฟต โดยสังเกตได้จากการเกิดวงใสรอบโคโลนี ซึ่งแบคทีเรียเหล่านี้อยู่ในจีนัส Acenitobacter, Bacillus, Brevibacillus, Enterobacter, Klebsiella, Paenibacillus และ Pseudomonas เมื่อนำแบคทีเรียเหล่านี้ไปวิเคราะห์กิจกรรมการละลายฟอสเฟต Acinetobacter sp. SK63-R222 มีความสามารถในการละลาย Ca3(PO4)2 สูงสุดได้ 261.66 ?g/ml มีเชื้อแบคทีเรียจำนวน 66 ไอโซเลตในจีนัส Acinetobacter, Bacillus, Lysinibacillus, Paenibacillus และ Staphylococcus ที่สามารถตรึงก๊าซไนโตรเจนเมื่อนำแบคทีเรียทั้งหมดมาทดสอบการผลิตสารประกอบอินโดลโดยใช้สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ ผลการวิเคราะห์พบว่ามีเชื้อแบคทีเรียจำนวน 77 ไอโซเลตที่พบการผลิต IAA โดย Klebsiella pneumoniae SK63-R155 ผลิต IAA ได้สูงที่สุด (237 ?g/ml) ในการศึกษาการควบคุมโรคข้าวด้วยชีววิธี ได้เลือกแบคทีเรีย Bacillus velezensis SK63-R283 สำหรับการทดลอง ศึกษาการควบคุมโรคขอบใบแห้ง และโรคไหม้ในข้าวในระดับกระถาง พบว่า Bacillus velezensis SK63-R283 สามารถลดการเกิดโรคขอบใบแห้ง และโรคไหม้ ได้ 55% และ 25%การศึกษาสูตรอาหารที่เหมาะสมเพื่อผลิตสารต้านเชื้อแบคทีเรียก่อโรคขอบใบแห้ง ได้ทำการศึกษาอาหารเลี้ยงเชื้อแบคทีเรียทางการค้าซึ่งประกอบด้วย nutrient broth, trypticase soy broth และ potato dextrose broth พบว่าเหมาะสมสำหรับการผลิตมวลเซลล์ และสารต้านเชื้อแบคทีเรียโดย Bacillus velezensis SK63-R283 คือ trypticase soy broth นอกจากนี้ยังมีการศึกษาสูตรของ Bacillus velezensis SK63-R283 สำหรับควบคุมโรคขอบใบแห้งในข้าว ใช้ไบโอชาร์จากไผ่ และดินขาว เป็นพาหะในการทดลองครั้งนี้ พบว่าสารทั้งสองนี้มีประสิทธิภาพในการรักษาอัตราการรอดชีวิตของแบคทีเรียได้ถึง 9 log CFU / g หลังการเก็บรักษา 2 เดือน จากการทดลองในระดับกระถาง โดยการคลุกเมล็ดข้าว และการฉีดพ่นทางใบมีการลดลงของโรคลง 35% เมื่อเทียบกับชุดควบคุม ผลการทดลองชี้ให้เห็นว่าแบคทีเรียที่เอนโดไฟท์ของข้าวมีศักยภาพในการควบคุมโรคข้าวโดยชีววิธีอีกทั้งยังส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช โดยหลังจากนี้จะนำเชื้อแบคทีเรียเหล่านี้ไปพัฒนาเป็นสูตรอื่นๆ ต่อไป และจะต้องมีการทดสอบความปลอดภัยก่อนนำไปใช้ในนาข้าว

คำสำคัญ