สืบค้นงานวิจัย
การพัฒนาหัวเชื้อไรโซเบียมโดยใช้เทคนิค metabolic evolution
พรรณลดา ติตตะบุตร - มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
ชื่อเรื่อง: การพัฒนาหัวเชื้อไรโซเบียมโดยใช้เทคนิค metabolic evolution
ชื่อเรื่อง (EN): Development of rhizobial inoculant by using metabolic evolution technique
ผู้แต่ง / หัวหน้าโครงการ: พรรณลดา ติตตะบุตร
บทคัดย่อ: เชื้อไรโซเบียมบางสายพันธุ์มีกิจกรรมของเอนไซม์ 1-minocyclopropane-1-carboxylate (ACC)- deaminase เพื่อช่วยในการส่งสริมการเจริญให้กับพืชภายต้สภาวะเครียดแบบต่ง ๆ แต่อย่างไรก็ตามระดับ กิจกรรมของเอนไซม์ ACC deaminase ในเชื้อกลุ่มไรโซเบียมมีไม่สูงมาก ดังนั้นการใช้เทคนิค metabolic evolution ซึ่งเป็นการปรับปรุงเชื้อให้มีประสิทธิภ าพมากขึ้นโดยอาศัยการป รับตัว และการคัดเสือกทาง ธรรมชาติเพื่อให้ได้เชื้อที่มีลักษณะหรือคุณสมบัติตามต้องการโดยไม่อาศัยการตัดต่อพันธุกรรม โดยใน โครงกรวิจัยนี้ได้นำเชื้อ Bradyrhizobium sp. SUTN9-2 ซึ่งเป็นชื้อที่เข้าสร้งปมและตรึงไนโตรเจนได้ดีกับ ถั่วเศรษฐกิจหลายชนิด โดยได้พัฒนาให้เชื้อเกิดการปรับตัวเพื่อห้ทนต่อ ACC และยังสามารถใช้ ACC เป็น แหล่งของไนโตรเจนได้ โดยเมื่อตรวจสอบค่ากิจกรรมของเอนไซม์ ACC deaminase ของเชื้อ SUTN9-2 ดั้งเดิม พบว่ามีค่ากิจกรรมของเอนไซม์อยู่ที่ 2.92 t 0.16 jmole of alpa-ketobutyrate/h/mg of protein และเมื่อเชื้อดังกล่าวผ่านกระบวนการเพิ่มระดับกิจกรรมของเอนไซม์ ACC deaminase พบว่ามีค่ากิจกรรม ของเอนไซม์เพิ่มขึ้นเป็น 3.20 = 0.78 และ 3.98 t 0.04 jmole of alpa-ketobutyrate/h/mg of protein ในสายพันธุ์ SUTN9-2_2.5 แล ะ SUTN9-2_ 3.0 ตามลำดับ ทั้งนี้ผลการตรวจสอบสำดับนิวคดีโอไทด์ของยืน acds ซึ่งเป็นยีนที่ใช้โนการสังเคราะห์เอนไซม์ ACC deaminase ในแบคทีเรียชนิดนี้ที่เปลี่ยนแปลงไปในเชื้อที่ ผ่านการพัฒนด้วยเทคนิค metabdlic evolution ทั้ง 2 สายพันธุ์ พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงไป 2 ตำแหน่ง คือ 6 (ลำดับเบสที่ 419) และ C (ลำดับเบสที่ 843) เปลี่ยนไปเป็น A และ T เมื่อเทียบกับเชื้อดั้งเดิม และผลจาก การเปลี่ยนไปของลำดับนิวคลีโอไทด์ ณ ตำแหน่งที่ 419 ทำให้กรดอะมิโนเปลี่ยนไปจาก S หรือ serine (Ser/s) ใน SUTN9-2 ดั้งเดิม ไปเป็น N หรือ Asparagine (A5n/N) ในเชื้อที่ผ่านการพัฒนาด้วยเทคนิค metabolic evolution ทั้งสองสายพันธุ์ และเมื่อทดสอบความเสถียรของกิจกรรมเอนไซม์นี้ พบว่าค่ากิจกรรม ของเอนไซม์ ACC deaminase ที่วัดจากเชื้อ SUTN9-2 2.5 มีค่ากิจ กรรมของเอนไซม์ที่คงที่ เมื่อเลี้ยง ติดต่อกัน 3 รุ่น ในขณะที่ค่ากิจกรรมของเอนไซม์ ACC deaminase ใน SUTN9-2_3.0 ไม่มีความเสถียร โดย พบว่า กิจกรรมของเอนไซม์ลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ และเมื่อนำเชื้อที่พัฒนาได้จากเทคนิค metabolic evolution มาดำเนินการทดลองกับพืชตระกูสถั่ว 2 ชนิด คือ ถั่วเขียว (Vigna rodiato สายพันธุ์ SUT4) และ ถั่วลิสง (Arachis hypog0ea สายพันธุ์ Tainan 9) เพื่อทดสอบประสิทธิภาพการเข้าสร้างปม และการตรึง ไนโตรเจนที่อาจมีการเปลี่ย นแปลงไประหว่างกระบวนการวิวัฒนาการ รวมทั้งทดสอบความสามารถในการลด ความเครียดให้กับพืชเมื่อพืชต้องเผชิญกับสภาวะแวตล้อมที่ไม่เหมาะสม 3 รูปแบบคือ สภาวะแลัง สภาวะเค็ม และสภาวะน้ำท่วมขัง จากผลการทดสองพบว่าเชื้อที่ผ่านการพัฒนาด้วยเทคนิ metabolic evolution มี แนวโน้มสามารถข้าสร้างปมและตรึงไนโตรเจนได้ดีไม่แตกต่างจากเชื้อดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญในการปลูก ภายใต้สภาวะปกติ และเมื่อทำการทดลองภายใต้สภาวะเครียดในระยะเวลานานมากกว่า 2 อาทิตย์ พบว่าเชื้อ ไรโซเบียม SUTN9-2 ตั้งเดิม เชื้อ SUTN9-2 2.5 และเชื้อ SUTN9-2_3.0 ยังคงเข้าสร้างปม และมีกิจ กรรม ของเอนไซม์ในโตรจีเนสได้ แต่สภาวะเครียดส่งผลกระทบต่อการเจริญของพืชตระกูลถั่วทั้งสองชนิดอย่าง รุนแรง ถึงแม้โดยภาพรวมเชื้อ SUTN9-2 _25 จะมีแนวโน้มที่จะสามารถลดปริมาณเอทธินที่พืชปลดปล่อย ออกมาได้มากกว่าเชื้อ SUTN9-2 3.0 หรือเชื้อ SUTV9-2 ดั้งเดิม แต่ก็ไม่สามารถช่วยให้ชเจริญได้ดีเมื่อเทียบ กับสภาวะปกติ แต่อย่างไรก็ตามสามารถส่งสริมการเจริญของพืชได้มากกว่าพืชที่ไม่ได้ทำการปลูกเชื้ออย่างมี นัยสำคัญ ดังนั้นเชื้อ SUTN9-2 _2.5 ที่พัฒนาได้จากเทคนิค metabolic evolution สามารถน้ำเอาไปใช้ใน สภาพไร่ได้ โดยในสถานการณ์จริงหากมีการปลูกภ ายใต้สภาวะปกติ หรือมีก ารเผชิญกับสภาวะแวดล้อมที่ไม่ หมาะสมนระยะสั้น ๆ ก็อาจสามารถช่วยกระตุ้นให้ที่ชลดความเครียดได้ดีขึ้น และส่งเสริมการเจริญของชได้ ต่อไป แต่หากเผชิญกับสถานการณ์ความเครียดอย่างรุนแรงก ารใช้เชื้อไรโซเบียมที่มีกิจกรรมของเอนไซม์ ACC deaminase ก็ไม่สามารถช่วยให้พืชเจริญได้เทียบเท่ากับสภาวะปกติ
บทคัดย่อ (EN): Some strains of rhizobium not only contain nitrogen fixation ability but also having the activity of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase enzyme to promote plant growth under stress conditions. However, ACC deaminase activity in rhizobia is usually in a low level. To improve the activity of this enzyme in rhizobium, the metabolic evolution technique which is the technique that can improve the ability of strain through the natural adaptation under the selected pressure was interested to be used to improve the ACC deaminase activity of rhizobial strain without genetic engineering method. Bradyrhizobium sp. SUTN9-2 was used as a model in this study since this strain could symbiosis well with several economic legumes. The results showed that the metabolic evoluted strains could adapt itself tolerate to high concentration of ACC and used it as N-source. The ACC deaminase activity of SUTN9-2 wild-type was 2.92 ? 0.16 ?mole of alpa-ketobutyrate/h/mg of protein, while the enzyme activity of metabolic evoluted strains, SUTN9-2_2.5 and SUTN9-2_3.0 increased into 3.20 ? 0.78 and 3.98 ? 0.04 ?mole of alpa-ketobutyrate/h/mg of protein, respectively. The nucleotide sequence of acdS which involved in biosynthesis of ACC deaminase enzyme in these bradyrhizobia was determined. The result showed that both metabolic evoluted strains had 2 positions of nucleotide change, at position 419 changed from G to A, and at position 843 changed from C to T. Base changes resulted in changing amino acid in one position from serine (S) to asparagene (N) in both metabolic evoluted strains. The stability of enzyme activity was also investigated and it was found that the enzyme activity of metabolic evoluted strain SUTN9-2_2.5 was stable after 3 consecutive generations of growth, while the enzyme activity significantly decreased in strain SUTN9-2_3.0. Then, Bradyrhizobium sp. SUTN9-2 wild-type and the metabolic evoluted strains (SUTN9-2_2.5 and SUTN9-2_3.0) were used to test their symbiosis ability with 2 economic legumes, mungbean (Vigna radiata cv. SUT4) and peanut (Arachis hypogaea cv. Tainan 9). The plant growth experiments were performed under normal and 3 types of stress condition, including drought, salinity, and water logged, and then determined the nodulation, nitrogen fixation, and lowering of ethylene production ability which may be changed during the metabolic evolution process. The results showed that metabolic evoluted strains could nodulate and fix nitrogen as good as SUTN9 -2 wild-type strain when planted under normal condition. Under extreme stress conditions of more than 2 weeks encountering the stress, the wild-type and metabolic evoluted strains still be able to nodulate and fix nitrogen. However, the extreme stress condition affected overall growth of legumes, although the metabolic evoluted strain SUTN9-2_2.5 tend to reduce stress ethylene more than that of SUTN9-2_3.0 or wild-type. Plant growth under extreme condition was still lower than that of plants grew under normal condition. Nevertheless, the ACC deaminase containing strains could support plant growth significantly higher than non-inoculated plants. In this case, the metabolic evoluted strain SUTN9-2_2.5 can be used as rhizobial inoculant for mungbean and peanut in the field under normal condition and take the benefit of ACC deaminase activity to reduce the stress ethylene and further support the growth when stress condition was appeared in a short period. However, bradyrhizobium containing high level of ACC deaminase activity in this study could not promote plant g rowth under extreme stress condition as good as that of growing under normal condition.
บทคัดย่อ: ไม่พบข้อมูลจากหน่วยงานต้นทาง
ภาษา (EN): th
เอกสารแนบ: http://dric.nrct.go.th/Search/SearchDetail/292659
เผยแพร่โดย: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
คำสำคัญ: สภาวะเครียด
เจ้าของลิขสิทธิ์: สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ
หากไม่พบเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) โปรดติดต่อหน่วยงานเจ้าของข้อมูล

การอ้างอิง

พรรณลดา ติตตะบุตร. "การพัฒนาหัวเชื้อไรโซเบียมโดยใช้เทคนิค metabolic evolutionDevelopment of rhizobial inoculant by using metabolic evolution technique". มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี. 2556

พรรณลดา ติตตะบุตร. "การพัฒนาหัวเชื้อไรโซเบียมโดยใช้เทคนิค metabolic evolutionDevelopment of rhizobial inoculant by using metabolic evolution technique". มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี. 2556. Print.



TARR Wordcloud:
การพัฒนาหัวเชื้อไรโซเบียมโดยใช้เทคนิค metabolic evolution
พรรณลดา ติตตะบุตร
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
30 กันยายน 2556
การเพิ่มประสิทธิภาพกิจกรรมของเอนไซม์ ACC deaminase ในเชื้อไรโซเบียมโดยใช้เทคนิค metabolic evolution ประสิทธิภาพของเชื้อไรโซเบียมที่ผ่านการปรับปรุงให้มีกิจกรรมของเอนไซม์ ACC deaminase เพิ่มขึ้นโดยใช้เทคนิค metabolic evolution เมื่อใช้เป็นหัวเชื้อกับพืชตระกูลถั่วที่ปลูกภายใต้สภาวะเครียด การใช้เทคนิค PCR ตรวจสอบลักษณะพันธุกรรม Malignant Hyperthermia ในสุกรพันธุ์เปียแตรง การตรวจหา Suilysin และโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับความรุนแรงของ เชื้อสเตรปโตคอคคัส ซูอิส ที่แยกได้จากสุกรป่วย สุกรปกติที่เป็นพาหะของโรคและคนที่เกี่ยวข้องโดยใช้เทคนิค PCR การพัฒนาวิธีการจำแนกเชื้อเลปโตสไปรา ด้วยเทคนิคทางอณูชีววิทยา การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่ออโกลนีมา (Aglaonema) โดยใช้เทคนิค Temporary Immersion การศึกษาความแตกต่างทางพันธุกรรมของเชื้อสเตรปโตคอคคัส ซูอิส ที่แยกได้จากสุกรและคนโดยใช้เทคนิค pulsed-field gel electrophoresis การพัฒนาการใช้ไหมอีรี่เป็นอาหารกุ้งก้ามกราม เทคนิคการประมาณค่าองค์ประกอบความแปรปรวนเพื่อใช้ประเมินพันธุกรรมสัตว์ ใช้เทคนิค ELISA test kit ในภาคเกษตรกร
คัดลอก URL
กระทู้ของฉัน
ผลการสืบค้นทั้งหมด โพสต์     เรียงลำดับจาก
พัฒนาระบบโดยศูนย์ความรู้เฉพาะด้านวิศวกรรมความรู้และวิศวกรรมภาษาDeveloped by Center of Excellence for Unified Knowledge and Language Engineering
สนับสนุนโดยสำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)Supported by the Agricultural Research Development Agency (Public Organization)
แบบสำรวจความพึงพอใจQuestionair