Plant growth promotion Traits and Antagonistic effect in White Root Disease of Rhizobacteria in Hevea Rubber of Thailand Mathurot Chaiharn 1* and Saisamorn Lumyong 2 1 Programmed in Biotechnology, Faculty of Science, Maejo University, Chiangmai, 50290, THAILAND 2 Department of Biology, Faculty of Science, Chiangmai University, Chiangmai, 56000, THAILAND *Corresponding Author for correspondence; e-mail: mathurot@mju.ac.th White root disease causing by Rigidoporus sp. is a severe problem that decreases latex productivity and can even cause mortality of rubber trees. With the aim to control biologically this disease, antifungal rhizobacteria were isolated from rhizospheric soils of Hevea brasiliensis plants cultivated in Thailand. Among all isolated actinobacteria, an isolate Lac-17, Lac-19 and LRB-14 exhibited distinctive antagonistic activity against the fungus. Lac-17, Lac-19 and LRB-14 were produced ammonia, β-1,3-glucanase, cellulase, chitinase, protease, indole-3-acetic acid, phosphate solubilization, and siderophores. They were inhibited the mycelial growth of Rigidoporus sp. in vitro and the best antagonistic strain were Streptomyces Lac-17. According to cell wall composition analysis and 16S rRNA homology, Lac-17 strains were identified as Streptomyces malaysiensis Lac-17. The plant growth promoting and antifungal activity of Streptomyces malaysiensis Lac-17 in this study highlight its potential suitability as a bioinoculant. Keywords Hevea brasiliensis • White root disease • PGPR • Biocontrol • Plant growth promoting traits

        ข้าพเจ้า นำเสนอผลงานวิจัยภาคบรรยายหัวข้อเรื่อง “Plant growth promotion traits and antagonistic effect in white root disease of rhizobacteria in Hevea rubber of Thailand” ในวันพุธที่ 15  ธันวาคม 2564 ระหว่างเวลา 15.00 น. ถึง 15.20 น. ผ่านระบบ Zoom Video Conference

ข้าพเจ้าขอรายงานสรุปเนื้อหาและประโยชน์ที่ได้รับจากการอบรมฯ ดังนี้

1. บทสรุปย่อรายละเอียด

        ในการนำเสนอผลงานวิจัยภาคบรรยายหัวข้อเรื่อง “Plant growth promotion traits and antagonistic effect in white root disease of rhizobacteria in Hevea rubber of Thailand”  มีดังนี้

ปัญหาที่ทำวิจัยและความสำคัญ

    โรครากขาวของยางพาราที่เกิดจากเชื้อรา Rigidoporus microporus เป็นปัญหาสำคัญต่อการเจริญของต้นยางพาราในระยะยาว ปัจจุบันมักใช้สารเคมีในการควบคุมโรค ทำให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมและเกษตรกรเองรวมไปถึงเป็นการเพิ่มต้นทุนในการผลิตน้ำยางอีกด้วย การควบคุมโรคโดยชีววิธี (Biological control) จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการลดการใช้สารเคมี โดยการใช้จุลินทรีย์กลุ่ม PGPR ที่มีกลไกในการยับยั้งเชื้อก่อโรคในดินได้หลายๆวิธี เช่น การผลิตไซเดอโรฟอร์ การผลิตสารปฎิชีวนะ การผลิตเอนไซม์ย่อยสลายผนังเซลล์ของเชื้อราก่อโรค หรือการผลิตสารเมทาบอไลต์บางชนิดที่สามารถควบคุมการเจริญของราก่อโรคควบคู่ไปกับการเลือกใช้กล้ายางสายพันธุ์ดีที่มีความต้านทานโรคสูงมาปลูก ทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการควบคุมโรครากเน่าของยางพารา วิธีการดังกล่าวสามารถลดการใช้สารเคมี ลดต้นทุนในการผลิต ตลอดจนช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดการเกษตรที่ยั่งยืน

วัตถุประสงค์ 

เพื่อคัดแยกจุลินทรีย์กลุ่ม PGPR จากดินบริเวณรากยางพาราที่สามารถผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่สามารถยับยั้งราก่อโรครากขาวในยางพารา

 ผลการดำเนินงาน

1. การแยกเชื้อจุลินทรีย์จากดินตัวอย่าง

       ผลการแยกเชื้อจุลินทรีย์จากตัวอย่างจากดินบริเวณรอบรากต้นยางพาราโดยเทคนิค Spread plate ลงบนอาหาร King’B medium และ Humic acid vitamin agar พบว่าสามารถแยกจุลินทรีย์กลุ่ม PGPR ได้ทั้งหมดจำนวน 200 ไอโซเลท เมื่อทำการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาเบื้องต้นพบว่า จัดอยู่ในกลุ่มแอคติโนมัยซีส 78 ไอโซเลทแบคทีเรียกลุ่มบาซิลัส (Bacillus sp.) จำนวน 53 ไอโซเลท และแบคทีเรียกลุ่มซูโดโมเนส (Pseudomonas sp.) จำนวน 69 ไอโซเลท

2. ความสามารถในการผลิตไซเดอโรฟอร์

       จากการนำจุลินทรีย์ใน Stock culture ทั้งหมดจำนวน 200 ไอโซเลท มาทดสอบความสามารถในการผลิตไซเดอโรฟอร์ โดยการเพาะเลี้ยงลงบนอาหาร Chrome Azurole S (CAS) บ่มในที่มืด พบว่ามีจำนวน 44 ไอโซเลท (22 %) สามารถสร้างไซเดอโรฟอร์ได้

3. ความสามารถในการผลิตเอนไซม์เซลลูเลส

       จากการทดสอบความสามารถของจุลินทรีย์ที่แยกได้ทั้งหมดจำนวน 200 ไอโซเลท ในอาหาร Carboxy Methyl Cellulose (CMC) พบว่าจุลินทรีย์ทดสอบสามารถสร้างเอนไซม์เซลลูเลสได้ทั้งหมดจำนวน  57  ไอโซเลท คิดเป็น 28.5 % ของจุลินทรีย์ที่แยกได้ทั้งหมด โดยในชุดการทดลองพบว่าจุลินทรีย์ไอโซเลท PSB-10ให้ค่าการผลิคเซลลูเลสได้สูงที่สุด โดยมีขนาดวงใส 5.3 cm

4. ความสามารถในการผลิตเอนไซม์ไคติเนส

       จากการทดสอบความสามารถของจุลินทรีย์ที่แยกได้ทั้งหมด จำนวน 200 ไอโซเลท ในอาหาร Chitin Agar พบว่าจุลินทรีย์ทดสอบสามารถสร้างเอนไซม์ไคติเนสได้ทั้งหมดจำนวน 38 ไอโซเลท คิดเป็น 19 % ของจุลินทรีย์ที่แยกได้ทั้งหมด

5. การคัดเลือกจุลินทรีย์ที่เป็นปฏิปักษ์ต่อเชื้อราก่อโรค (Primary Screening)

       จากการนำเชื้อจุลินทรีย์ทั้งหมดที่แยกได้จำนวน 200 ไอโซเลท มาทำการทดสอบการสร้างสารปฏิชีวนะเบื้องต้นยับยั้งเชื้อรา R. microporus ในสภาพห้องปฏิบัติการ พบว่ามีจำนวน 62 ไอโซเลท (31 %) ให้ผลยับยั้งการเจริญของเชื้อราได้ดีและพบว่าแอคติโนมัยซีทไอโซเลท Lac-17 แสดงเปอร์เซ็นต์การยับยั้งเชื้อราได้ดีที่สุด (84.1 % ) รองลงมา คือ แอคติโนมัยซีทไอโซเลท LRB-14 (81.7 %) และแอคติโนมัยซีทไอโซเลท Lac-19 (80.2 %) ตามลำดับ จึงทำการคัดเลือกจุลินทรีย์ทั้ง 3 ไอโซเลทเพื่อทำการระบุชนิดของจุลินทรีย์ปฎิปักษ์ที่คัดเลือก

6. การระบุชนิดของจุลินทรีย์ปฎิปักษ์ที่คัดเลือก

       ผลการทดลองเบื้องต้นพบว่าจุลินทรีย์ที่ให้ผลในการยับยั้งเชื้อก่อโรครากขาวได้ดีที่สุดโดยดูจากเปอร์เซ็นต์การยับยั้ง Rigidoporus microporus บนจานอาหารเลี้ยงเชื้อพบว่า ไอโซเลท Lac 17, ไอโซเลท LRB 14 และ ไอโซเลท Lac 19 ให้ผลการยับยั้งที่ดีที่สุด ตามลำดับ เมื่อทำการจัดจำแนก พบว่าไอโซเลท Lac 17 มีลักษณะทางพันธุกรรมใกล้เคียงกับ Streptomyces malaysiensis (AF117304) โดยมีความคล้ายคลึงของลำดับเบส 97 % ไอโซเลท LRB 14 มีลักษณะทางพันธุกรรมใกล้เคียงกับ Streptomyces albogriseus (AF513222) โดยมีความคล้ายคลึงของลำดับเบส 99 % และ ไอโซเลท Lac 19 มีลักษณะทางพันธุกรรมใกล้เคียงกับ Streptomyces seoulensis (AB249970) โดยมีความคล้ายคลึงของลำดับเบส 99 % 

สรุปผลการวิจัย

     แอคติโนมัยซีทไอโซเลท Lac-17, ไอโซเลท LRB 14 และไอโซเลท Lac 19 ให้เปอร์เซ็นต์ยับยั้งเชื้อก่อโรครากขาวได้ดีที่สุด ในสภาพห้องปฏิบัติการโดย Streptomyces sp. ทั้ง 3 ไอโซเลท สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อตั้งต้นสำหรับผสมในชีวภัณฑ์ทางการเกษตรได้จึงมีความเป็นไปได้ที่จะนำแอคติโนมัยซีทดังกล่าวมาทดสอบความสามารถในการยับยั้งราก่อโรครากขาวในระดับกระถาง อย่างไรก็ตามการจะนำมาใช้งานจริงต้องมีการศึกษาปัจจัยอื่นเพิ่มเติม เช่น สภาพแวดล้อมสำหรับการเจริญของเชื้อ กระบวนการเตรียมหัวเชื้อ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม รวมไปถึงความคุ้มทุนทางเศรษฐศาสตร์ เพื่อผลิตชีวภัณฑ์ในรูปแบบพร้อมใช้ต่อไป

2. ประโยชน์ต่อการปฏิบัติงานในตำแหน่งหน้าที่

       การเข้าร่วมงานประชุมวิชาการระดับนานาชาติและนำเสนอผลงานวิจัยภาคบรรยาย หัวข้อเรื่อง “Plant growth promotion traits and antagonistic effect in white root disease of rhizobacteria in Hevea rubber of Thailand” (เอกสารแนบ 1 และ เอกสารแนบ 2) ในงานประชุม International Conference on Materials Research and Innovation ในวันที่ 15-17 ธันวาคม 2564 ณ.โรงแรมชาทริม ริเวอร์ไซค์ (Chartrium Hotel Riverside) กรุงเทพมหานคร การอบรมเชิงปฏิบัติการครั้งนี้สามารถเพิ่มพูนความรู้ที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้งานด้านชีววิทยาต่องานด้านฟิสิกส์และวัสดุศาตร์ มีองค์ความรู้ด้านการวิจัยที่ทันสมัยมากขึ้นโดยมีการประยุกต์ความรู้ด้านนาโนเทคโนโลยีเพื่อใช้กับงานวิจัยด้านชีววิทยามากขึ้น เช่น การรักษา หรือการยับยั้งโรคที่เกิดในมนุษย์ เช่น การยับยั้งมะเร็ง การใช้วัสดุชีวภาพ PLA จากจุลินทรีย์ หรือการยับยั้ง หรือป้องกันโรคพืช เพื่อสามารถนำไปบูรณาการกับงานวิจัยและการเรียนการสอนในรายวิชาที่มีเนื้อหาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ทางการเกษตร เช่น จุลินทรีย์ผลิตฮอร์โมนเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช จุลินทรีย์ผลิตแอมโมเนีย จุลินทรีย์ช่วยย่อยสลายธาตุอาหารและจุลินทรีย์กลุ่มยับยั้งการเจริญของเชื้อราสาเหตุโรคพืช เช่น จุลินทรีย์ผลิตไซเดอโรฟอร์ จุลินทรีย์ผลิตสารยับยั้งเชื้อราและจุลินทรีย์ผลิตเอนไซม์ที่สามารถช่วยย่อยผนังเซลล์ของเชื้อราก่อโรคพืช ผลการศึกษางานวิจัยต่างที่ได้เข้าร่วมในการนำเสนอ ณ.งานประชุมนานาชาติ International Conference on Materials Research and Innovation เป็นการ update ความรู้จากที่ข้าพเจ้าเคยวิจัยเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์ของจุลินทรีย์ต่องานด้านการเกษตร โดยสามารถนำองค์ความรู้ที่ได้ไปเผยแพร่ ถ่ายทอดผู้ที่มีส่วนเกี่ยวข้องและพัฒนางานวิจัยต่อไป

3. ประโยชน์ต่อหน่วยงาน (ระดับงาน/หลักสูตร/คณะ)

       การเข้าร่วมงานประชุมวิชาการระดับนานาชาติและนำเสนอผลงานวิจัยภาคบรรยาย หัวข้อเรื่อง “Plant growth promotion traits and antagonistic effect in white root disease of rhizobacteria in Hevea rubber of Thailand” ในงานประชุม International Conference on Materials Research and Innovation ในครั้งนี้สามารถนำองค์ความรู้ในการบรูณาการงานวิจัยด้านชีววิทยาและงานวิจัยด้านฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการยับยั้งจุลินทรีย์สาเหตุโรคพืชที่จะนำไปถ่ายทอดให้นักศึกษา อาจารย์และนักวิจัยที่เกี่ยวข้องในการวิจัยด้านจุลินทรีย์และการใช้ประโยชน์ทางการเกษตรสามารถวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากการทดลองและการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างกลไกในการยับยั้งจุลินทรีย์สาเหตุโรคพืชและกลไกในการส่งเสริมการเจริญของพืชโดยจุลินทรีย์กลุ่ม PGPRs ในการเรียนและการวิจัยในหลักสูตร

    จึงเรียนมาเพื่อโปรดทราบ

                                                              มธุรส ชัยหาญ

                                                     (ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มธุรส  ชัยหาญ)

                                                              หัวหน้าโครงการวิจัย