แบคทีเรียละลายฟอสเฟตที่คัดแยกจากดินสวนผลไม้และศักยภาพในการใช้งานในรูปแบบหัวเชื้อจุลินทรีย์มีประโยชน์ทางการเกษตร

Phosphate Solubilizing Bacteria Isolated from Orchard Soils and Its Potential Use as PGPR Inoculant

จิรภัทร จันทมาลี และ วิญญู ภักดี

คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

งานวิจัย

2562

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการคัดเลือกและศึกษากิจกรรมของแบคทีเรียละลายฟอสเฟตจากดินสวนผลไม้ รวมทั้งพัฒนาหัวเชื้อแบคทีเรียละลายฟอสเฟตสูตรน้ำ โดยเก็บดินสวนผลไม้จำนวน 10 ตัวอย่าง รอบทรงพุ่มต้นผลไม้ที่ระดับความลึก 15 เซนติเมตร นำมาคัดแยกแบคทีเรีย PSB โดยใช้อาหาร Pikovskaya (PVK) ด้วยเทคนิคการเจือจางลำดับส่วน แยกได้เชื้อจำนวน 13 ไอโซเลท ที่แสดงวงใสรอบโคโลนีบนอาหาร PVK และเป็นแบคทีเรียแกรมลบที่มีรูปร่างเซลล์แบบแท่ง เมื่อนำแต่ละไอโซเลทมาทดสอบความสามารถในการละลายฟอสเฟตบนอาหาร PVK ที่เติมไตรแคลเซียมฟอสเฟต (5 กรัม/ลิตร) โดยใช้วิธี Disk diffusion บ่มเพลทเป็นเวลา 5 วัน ที่อุณหภูมิห้อง จาก 13 ไอโซเลท พบว่า มี 2 ไอโซเลท คือ I3-3 และ O1.2-1 ที่มีประสิทธิภาพสูงในการละลายฟอสเฟต โดยมีค่าการละลาย 2.93 ± 0.01 และ 2.65 ± 0.18 ตามลำดับ ผลการทดสอบทางสัณฐานวิทยาและชีวเคมีพบว่า I3-3 และ O1.2-1 จัดอยู่ในจีนัส Alcaligenes และ Xantrobacter ตามลำดับ หลังจากนั้นทดสอบประสิทธิภาพการละลายฟอสเฟตในอาหารเหลว PVK ที่เติมไตรแคลเซียมฟอสเฟตและเฟอร์ริกฟอสเฟตที่ความเข้มข้น 0.5 และ 5 กรัม/ลิตร ตามลำดับ เทียบกับชุดควบคุมที่ไม่เติมเชื้อบ่มฟลาสก์ โดยการเขย่า 150 รอบ/นาที อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 7 วัน เฉพาะ Xantrobacter sp. O1.2-1 เท่านั้นที่สามารถละลายไตรแคลเซียมฟอสเฟตและเฟอร์ริกฟอสเฟตได้ที่ความเข้มข้น 0.72 ± 0.12 และ 0.45 ± 0.21 มิลลิกรัม/ลิตร ตามลำดับ ดังนั้นจึงคัดเลือก Xantrobacter sp. O1.2-1 สำหรับการทดสอบศักยภาพการใช้งานในรูปแบบหัวเชื้อจุลินทรีย์ชีวภาพในขั้นต่อไป โดยการเปรียบเทียบหัวเชื้อสูตรน้ำต้นทุนต่ำ 5 สูตร ต่อการรักษาเซลล์ที่มีชีวิตและประสิทธิภาพการละลายฟอสเฟตของเชื้อ O1.2-1 ภายใต้การเก็บที่อุณหภูมิห้อง เป็นระยะเวลา 3 เดือน สูตร 1 (PB) คือฟอสเฟตบัฟเฟอร์ สูตร 2 (DNB G) คืออาหารเลี้ยงเชื้อ NB เจือจางที่เติม 4% glycerol สูตร 3 (PVK P) เป็นอาหารเหลว PVK ที่เติม 2.5% พอลิไวนิลไพโรลิโดน (PVP) สูตร 4 (BM) เตรียมโดยเติม beef extract 3 กรัม, กากน้ำตาล 20 กรัม, K2HPO4 0.05 กรัม และ KH2PO4 ในน้ำกลั่น 1 ลิตร สูตร 5 (PBM) คือฟอสเฟตบัฟเฟอร์ที่เติมกากน้ำตาลในอัตราส่วน 5:20 โดยสรุปสูตรอาหาร 4 สูตร ได้แก่ PB, DNB G, PVK P และ BM มีผลเพิ่มประสิทธิภาพการละลายฟอสเฟตของ Xantrobacter sp. O1.2-1 โดยมีค่า SI เพิ่มขึ้นในช่วง 2.54-2.98 เมื่อเทียบกับเซลล์ที่เตรียมใหม่ซึ่งมีค่า SI เท่ากับ 2.41 ซึ่งสอดคล้องกับการมีปริมาณเซลล์ที่มีชีวิตในช่วง 1.9-8.5 x 107 cfu/ml ผลที่ได้พบว่าหัวเชื้อแบคทีเรียละลายฟอสเฟตสูตรน้ำ BM เป็นสูตรต้นทุนต่ำที่มีประสิทธิภาพในการเก็บรักษาแบคทีเรียละลายฟอสเฟต Xantrobacter sp. O1.2-1

This research aimed at screening and characterizing phosphate solubilizing bacteria (PSB) from orchard soils and also developing a liquid inoculant of PSB. Ten orchard soil samples were taken from the bush at the depth of 15 cm. PSB was classified using Pikovskaya (PVK) medium by the serial dilution technique. Thirteen isolated strains, which were Gram-negative rod, showed clear halo zone around their colonies on PVK medium. After that, efficacy of all strains were tested to extract P from PVK using 5 g L-1 Ca3(PO4)2 by the disk diffusion method for 5 days at room temperature. Two isolates were found to have ability to extracting P with solubilizing index of 2.93 ± 0.01 and 2.65 ± 0.18 for I3-3 and O1.2-1, respectively. The morphological and biochemical methods for bacteria identification revealed that I3-3 and O1.2-1 were belonged to genus Alcaligenes and Xantrobacter, respectively. After that, the ability of dissolving P dissolving by the selected strains were determined in PVK broth containing 0.5 g L-1 tricalcium phosphate and 5 g L-1 ferric phosphate, then compared with the uninoculated control. The treatments were incubated with shaking (150 rpm) at room temperature for 7 days. Among these two potent isolates, the results showed that only Xantrobacter sp. O1.2-1 could dissolve P from tricalcium phosphate and ferric phosphate at 0.72 ± 0.12 and 0.45 ± 0.21 mg/l, respectively. Hence, Xantrobacter sp. O1.2-1 was further selected for application as phosphate solubilizing bioinoculants. Five low-cost liquid formulations were next compared for maintaining cell viability and phosphate solubilization activity of Xantrobacter sp. O1.2-1 at room temperature for 3 months. Formulation 1, PB, was phosphate buffer. Formulation 2, DNB G, was diluted nutrient broth containing 4% glycerol. Formulation 3, PVK P, was PVK broth containing 2.5% polyvinylpyrrolidone (PVP). Formulation 4, BM, was formulated by adding 3.0 g of beef extract, 20 g of molasses, 0.05 g of K2HPO4, and 0.15 g of KH2PO4 in 1 L of water. Formulation 5, PBM, was phosphate buffer containing molasses in proportion of 5 : 20. In conclusion, the 4 formulations, PB, DNB G, PVK P and BM, provided maximum preserving cells ability (1.9-8.5 x 107 cfu/ml) with enhancement of SI in the range of 2.54-2.98 and compared to freshly prepared cells (SI = 2.41). The results introduced BM formulations as economically efficient liquid bioinoculants to preserve phosphate solubilizing bacteria Xantrobacter sp. O1.2-1.

แบคทีเรียละลายฟอสเฟต ดินสวนผลไม้ หัวเชื้อแบคทีเรียละลายฟอสเฟตสูตรน้ำ

Phosphate Solubilizing Bacteria, Orchard Soil, PSB liquid Inoculant

ณัฐฐานี ดีซื่อ แก้ไขล่าสุด 2021-01-07 16:40:30

หน้าปก
บทคัดย่อ
กิตติกรรมประกาศ
สารบัญ
บทที่ 1
บทที่ 2
บทที่ 3
บทที่ 4
บทที่ 5
บรรณานุกรม
ภาคผนวก
ผู้วิจัย