Abstract:
การศึกษาไรโซแบคทีเรียที่แยกจากรากข้าวและดินรอบๆ รากข้าวจากแหล่งปลูกข้าวของ ประเทศไทยใน 9 จังหวัด คือ เชียงราย สุโขทัย บุรีรัมย์ ร้อยเอ็ด นครปฐม สุพรรณบุรี พัทลุง สงขลา และนครศรีธรรมราช รวมจํานวน 1,377 ไอโซเลท นํามาตรวจสอบคุณสมบัติของการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช คือความสามารถในการตรึงไนโตรเจน การสร้างกรดอินโดลอะซีติกการ ละลายฟอสเฟต และการสร้างสารไซเดอโรฟอร์พบไรโซแบคทีเรียที่มีหนึ่งคุณสมบัติจํานวน 414 ไอโซเลท ที่มีสองคุณสมบัติขึ้นไปจํานวน 126 ไอโซเลท คัดเลือกไรโซแบคทีเรียจํานวน 15 ไอโซเลท เพื่อทดสอบประสิทธิภาพในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของข้าว พบว่ามี 2 ไอโซเลท ได้แก่ Burkholderia caribensis RE230และ Chromobacterium amazonenseSK123 ที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของข้าวขาวดอกมะลิ 105 ได้ดีในระดับโรงเรือน เมื่อนําไรโซแบคทีเรียทั้ง 15 ไอโซเลท มาจําแนกชนิดด้วยเทคนิค MALDI-TOF/MS และวิเคราะห์ลําดับเบสของยีน 16S ribosomal RNA เชื้อดังกล่าวจัดอยูใน่ 5 สกุล ได้แก่ Aeromonas, Bacillus, Burkholderia, Chromobacterium และ Enterobacter จึงคัดเลือกเชื้อ Burkholderia caribensis RE230 มาศึกษาวิเคราะห์ผลของการละลายฟอสเฟตและการสร้างสารไซเดอโรฟอร์ ต่อการส่งเสริมการเจริญเติบโตของข้าว และวิเคราะห์หายีนที่มีความเกี่ยวข้อง โดยทําให้เกิดการกลายพันธุ์ (mutant) ด้วยการใช้ระบบ EZ-Tn5™ Tnp Transposome™ (Epicentre®, USA) พบว่า Mutants ที่มีการละลายฟอสเฟตและสร้างสารไซเดอโรฟอร์ที่ลดลง ส่งผลให้การเจริญเติบโตของข้าวขาวดอกมะลิ 105 ลดลง เมื่อวิเคราะห์ลําดับเบสของยีนที่กลายพันธุ์กับฐานข้อมูล NCBI GenBank พบยีนที่เกี่ยวข้อง และที่สําคัญพบว่า Mutant 085 มี Tn5 แทรกที่ยีน ATP phosphoribosyltransferase (hisG) เกี่ยวกับชักนําการตอบสนองของยีนต่างๆ ต่อสภาวะอาหารและสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง เช่น การขาดธาตุอาหาร หรือการเปลี่ยนแปลงความเป็นกรด-ด่าง ที่ไปควบคุมการปลดปล่อยกรดอินทรีย์ละลายฟอสเฟตที่จะเป็นประโยชน์ต่อข้าวได้
Rhizobacteria were isolated from rice roots and rhizospheric soils, collected from rice plantations in nine provinces of Thailand, namely Chiang Rai, Sukhothai, Buriram, Roi Et, Nakhon Pathom, Suphan Buri, Phatthalung, Songkhla and Nakhon Si Thammarat. Among 414 isolates from 1,377 isolates have had at least one property of nitrogen fixation, indole-3-acetic acid (IAA) production, phosphate solubilization and siderophore production and 126 isolates with more than one properties. Fifteen isolates were selected for growth promoting tests, two isolates namely Burkholderia caribensis RE230 and Chromobacterium amazonenseSK123 were out performed on promoting rice growth and increasing the grain yield. Using MALDI-TOF/MSand 16S ribosomal RNA analysis, these 15 isolates were identified in these genera Aeromonas, Bacillus, Burkholderia, Chromobacterium and Enterobacter. Tn5 transposon mutagenesis of Burkholderia caribensis RE230 using EZ-Tn5™ Tnp Transposome™ was investigated on the enhancement mechanisms of phosphate solubilization and siderophore production. Tn5 mutants which reduced on phosphate solubility and siderophore synthesis were also lower the growth promoting, indicated that these two mechanisms involved in growth promoting properties. Tn5-tagged genes were characterized by sequencing and comparing with the NCBI GenBank, regulatory genes involved in growth promoting of B. caribensis RE230 were identified. Mutant 085 which deficient on phosphate solubility was tagged on the ATP phosphoribosyltransferase (hisG) gene, transcriptional regulator primarily on nutrient conditions possibly thatphosphate solubilization is induced by phosphate starvation or induced through organic acid production to solubilize phosphate and enhance growth and yield of rice plants.