Growth suppression of phytopatogenic fungi by antifungal metabolites from antagonistic bacteria

การยับยั้งการเจริญของราก่อโรคพืชโดยสารเมแทบอไลท์ต่อต้านราที่สร้างจากแบคทีเรียปฏิปักษ์

Name: Anyarat Kaewchai

LCSH: Fungal diseases of plants

LCSH: Microbial herbicides

LCSH: Phytopathogenic fungi

LCSH: Phytopathogenic microorganisms -- Biological control

Abstract: Phytopathogenic fungi are important problems in agricultural cultivation worldwide. The use of bacterial antagonists for biological control is an important environmentally friendly strategy for controlling phytopathogens. Thus, this study was focused on the isolation and screening of the potential bacterial antagonists from fermented bioextract (FBE) and shrimp shells. Antagonism of isolated bacteria to inhibit the growth of Colletotrichum gloeosporioides and Sclerotium rolfsii were investigated. Moreover, the efficiency of extracellular antifungal metabolites produced by the selected bacterial antagonists on the fungal growth inhibition and mycelial morphology was also investigated. A total of 143 bacteria isolated from FBE and shrimp shells were screened for in vitro antagonism toward C. gloeosporioides and S. rolfsii by dual culture technique. The results found that 3 potent antagonistic bacteria, designated SSCHC4, EMC4 and SSE4, showed the high levels of mycelial growth inhibition to both fungi. These 3 bacterial strains were selected and identified by partial 16S rDNA sequence analysis. The strain SSCHC4 showed a high similarity to Aeromonas salmonicida while strain SSE4 and EMC4 showed a high similarity to Bacillus subtilis. Unfortunately, A. salmonicida causes disease in fish, thus it was unsafe to use as biocontrol agent. Cell-free culture filtrates collected from both the exponential and stationary phases of B. subtilis SSE4 and B. subtilis EMC4 inhibited the growth of both fungi, indicating that growth suppression was associated with the presence of antifungal metabolites in the culture filtrates. Stationary culture filtrate of both antagonists inhibited the submerged growth of C. gloeosporioides and S. rolfsii better than exponential culture filtrate. Additionally, morphological changes such as hyphal swelling, cytoplasm aggregation and distortion were observed in fungi grown on PDA that contained the culture filtrates. There was no significant decrease in the percentage of fungal growth inhibition by exponential and stationary culture filtrates after boiling for 45 min or treatment with proteinase K. It could be concluded that thermostable antifungal compounds in the culture filtrate of B. subtilis SSE4 and B. subtilis EMC4 play an important role in the growth suppression of C. gloeosporioides and S. rolfsii. This finding might lead to the use of both bacterial antagonists for biological control of fungal plant pathogens.

Abstract: เชื้อราที่ก่อโรคในพืชเป็นศัตรูพืชตัวสาคัญที่ส่งผลกระทบต่อพืชเศรษฐกิจทั่วโลก ดังนั้นวิธีที่ใช้ในการควบคุมโรคจึงมีหลายวิธี แต่วิธีที่มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย ควบคุมโรคได้ระยะเวลานาน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม คือการนาวิถีทางธรรมชาติเข้ามาควบคุม ซึ่งหนึ่งในวิถีทางธรรมชาติที่ใช้ คือ การนาแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพในการต่อต้านศัตรูพืชมาใช้ในการควบคุม ดังนั้นในการศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อคัดแยกแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพในการต่อต้านหรือยับยั้งการเจริญเติบโตของ Collectotrichum gloeosporioides และ Sclerotium rolfsii โดยคัดแยกจากน้าหมักชีวภาพและของเสียจากอุตสาหกรรมอาหารทะเล และนอกจากนั้นยังศึกษาถึงประสิทธิภาพของสารเคมีที่แบคทีเรียผลิตขึ้นเพื่อใช้ในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา แบคทีเรีย 143 สายพันธุ์ ซึ่งคัดแยกได้จากน้าหมักชีวภาพและของเสียจากอุตสาหกรรมอาหารทะเล ได้นาไปทดสอบเพื่อหาประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญเติบโตของ Collectotrichum gloeosporioides และ Sclerotium rolfsii ด้วยวิธีการปลูกเลี้ยงเชื้อคู่ พบแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อราได้ทั้ง 2 สายพันธุ์ จานวน 3 สายพันธุ์ จากนั้นจึงนาแบคทีเรียทั้ง 3 สายพันธุ์ ซึ่งได้แก่ SSCHC4, EMC4 และ SSE4 ไปวิเคราะห์เพื่อระบุสายพันธุ์ด้วยวิธีการจับคู่ลาดับเบส จากการวิเคราะห์พบว่า แบคทีเรียรหัส SSCHC4 มีความคล้ายคลึงกับ Aeromonas salmonicida ซึ่งแบคทีเรียสายพันธุ์นี้เป็นแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคในตระกูลปลาแซลมอนจึงไม่เหมาะสมที่จะนามาใช้ในการใช้ในการควบคุมโรคพืชจึงไม่ได้ศึกษาถึงประสิทธิภาพต่อไป แต่ในส่วนของแบคทีเรียรหัส EMC4 และ SSE4 ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับ แบคทีเรียสายพันธุ์ Bacillus subtilis จึงได้ศึกษาถึงประสิทธิภาพของสารซึ่งแบคทีเรียผลิตขึ้นตามธรรมชาติเพื่อใช้ในยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา ณ ช่วงระยะที่มีอัตราการเพิ่มของจานวนประชากรของแบคทีเรีย และช่วงระยะที่อัตราการเจริญเติบโตของประชากรคงที่ ด้วยวิธีเลี้ยงในอาหารเหลว พบว่า สารที่ผลิตขึ้นในช่วงอัตราการเพิ่มของประชากรคงที่ สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของราได้ทั้ง 2 ชนิด นอกจากนี้ยังได้ศึกษาถึงลักษณะทางสัณฐานวิทยาของการเจริญเติบโตของเชื้อราโดยเลี้ยงเชื้อบนอาหารแข็ง (PDA) ซึ่งมีส่วนผสมของสารที่แบคทีเรียผลิตขึ้นต่อเชื้อเราทั้ง 2 ชนิด พบว่าลักษณะทางสัณฐานวิทยาเปลี่ยนแปลงไปคือ เกิดการบวม การบิดเบี้ยวของเส้นใย การรวมตัวของไซโต พลาสซึมในเส้นใย และการแตกหักบริเวณรอยแยกของแขนง จากนั้นจึงได้ศึกษาเพิ่มเติมถึงกระบวนการที่ใช้ในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา โดยการนาสารที่แบคทีเรียผลิตขึ้นทั้ง 2 ช่วงเวลา ไปทาลายประสิทธิภาพด้วยความร้อน โดยการต้มด้วยน้าเดือดเป็นเวลา 45 นาที และเอนไซม์โปรตีนเนส พบว่าเมื่อนาสารเคมีที่ผ่านกระบวนข้างต้นไปทดสอบแล้วไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงของประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราทั้ง 2 ชนิด จึงสรุปได้ว่า B. subtilis SSE4 และ B. subtilis EMC4 ใช้กลไกในการสร้างสารเคมีขึ้นเพื่อใช้ในการยับยั้งการเจริญเติบโตของรา จากการทดลองข้างต้นจึงสามารถนาแบคทีเรียสายพันธ์ B. subtilis SSE4 and B. subtilis EMC4 ไปใช้ในการวบคุมโรคพืชด้วยวิธีทางธรรมชาติได้

Mahidol University

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Benjaphorn Prapagdee

Role: Thesis Advisors

Created: 2008

Modified: 2020-11-04

Issued: 2010-06-16

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH A637g 2008

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Technology of Environmental Management

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4837298.pdf	3.72 MB	40	2025-11-20 14:06:02

ใช้เวลา

0.25493 วินาที