การแยกและศึกษากิจกรรมของเอนไซม์เซลลูเลสในแอคติโนแบคทีเรียจาก มูลสัตว์กินพืช
Main Article Content
บทคัดย่อ
มูลสัตว์เป็นที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์หลากหลายชนิดทั้งแบคทีเรีย ฟังไจ (fungi) และโปรโตซัว (protozoa) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการย่อยสลายสารอินทรีย์และเกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนธาตุอาหารในระบบนิเวศ เซลลูโลส (cellulose) เป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่พบมากในผนังเซลล์ของพืชและพบในมูลสัตว์กินพืช ซึ่งถูกย่อยโดยจุลินทรีย์ที่ผลิตเอนไซม์เซลลูเลสซึ่งอาศัยอยู่ในลำไส้ของสัตว์เหล่านี้ รวมถึงในดิน ซากพืชซากสัตว์ และในสิ่งแวดล้อมทั่วไป งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อแยกแอคติโนแบคทีเรียจากมูลสัตว์กินพืชและศึกษาประสิทธิภาพในการผลิตเอนไซม์เซลลูเลส แอคติโนแบคทีเรีย 50 ไอโซเลต ถูกแยกจากมูลวัว มูลม้าและมูลแพะ ในจำนวนนี้มี 33 ไอโซเลต เกิดโซนใสบนจานอาหารแข็ง CMC โดยมีค่าการละลายอยู่ในช่วง 2.0 – 7.2 จากทั้งหมด 33 ไอโซเลตนี้ มีจำนวน 22 ไอโซเลต มีกิจกรรมของเอนไซม์เซลลูเลสที่ตรวจวัดได้ตั้งแต่ 0.37 ± 0.022 ยูนิต/มล. to 0.98 ± 0.046 ยูนิต/มล. แอคติโนแบคทีเรีย 5 ไอโซเลตที่มีกิจกรรมของเอนไซม์เซลลูเลสสูงที่สุด ได้แก่ MG08, MG15, MH01, MH08, MH09 และ MH11 ทั้งหมดจัดอยู่ในสกุล Streptomyces และสามารถทนอุณหภูมิสูงถึง 45 °C ไอโซเลตเหล่านี้เป็นตัวแทนที่มีศักยภาพสำหรับนำมาศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตเอนไซม์เซลลูเลส และมีความเป็นไปได้ในการนำมาประยุกต์ใช้ย่อยสลายชีวมวล การแปรรูปวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร และการผลิตเอนไซม์ในระดับอุตสาหกรรม
Article Details
เอกสารอ้างอิง
จีรพรรณ์ ใจอินผล. (2549). การพัฒนาการผลิตปุ๋ยชีวภาพร่วมกับการใช้เชื้อแอคติโนมัยซีสที่แยกได้จากมูลสัตว์เพื่อต้านทานเชื้อ Rhizoctonia solani. สถาบันวิจัยและพัฒนา มหาวิทยาลัยราชภัฏพิบูลสงคราม
Abou-Dobara, M. I., El-Sayed, A. K. A., El-Fallal, A. A., & Sauf, M. A. (2015). Cellulase production by two Streptomyces species. Scientific Journal for Damietta Faculty of Science 5, 24-32. https://doi.org/10.21608/sjdfs.2015.194460
Basaglia, M., Concheri, G., Cardinali, S., Pasti-Grigsby, M. B., & Nuti, M. P. (1992). Enhanced degradation of ammonium-pretreated wheat straw by lignocellulolytic Streptomyces spp. Canadian journal of microbiology, 38, 1022-1025. https://doi.org/10.1139/m92-168
Bhardwaj, N., Kumar, B., Agrawal, K., & Verma, P. (2021). Current perspective on production and applications of microbial cellulases: a review. Bioresources and Bioprocessing, 8(1), 95. https://doi.org/10.1186/s40643-021-00447-6
Chalita, M., Kim, Y. O., Park, S., Oh, H. S., Cho, J. H., Moon, J., Baek, N., Moon, C., Lee, K., Yang, J., Nam, G. G., Jung, Y., Na, S. I., Bailey, M. J., & Chun, J. (2024). EzBioCloud: a genome-driven database and platform for microbiome identification and discovery. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 74(6), 006421. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.006421
osta, M. C., Silva, G., Ramos, R. V., Staempfli, H. R., Arroyo, L. G., Kim, P., & Weese, J. S. (2015). Characterization and comparison of the bacterial microbiota in different gastrointestinal tract compartments in horses. The Veterinary Journal, 205(1), 74-80. https://doi.org/10.1016/j.tvjl.2015.03.018
Da Vinha, F. N. M., Gravina-Oliveira, M. P., Franco, M. N., Macrae, A., da Silva Bon, E. P., Nascimento, R. P., & Coelho, R. R. R. (2011). Cellulase production by Streptomyces viridobrunneus SCPE-09 using lignocellulosic biomass as inducer substrate. Applied Biochemistry and Biotechnology, 164(3), 256-267. https://doi.org/10.1007/s12010-010-9132-8
Dowd, S. E., Callaway, T. R., Wolcott, R. D., Sun, Y., McKeehan, T., Hagevoort, R. G., & Edrington, T. S. (2008). Evaluation of the bacterial diversity in the feces of cattle using 16S rDNA bacterial tag-encoded FLX amplicon pyrosequencing (bTEFAP). BMC Microbiology, 8, 125. https://doi.org/10.1186/1471-2180-8-125
Felsenstein, J. (1985). Confidence limits on phylogenies: an approach using the bootstrap. Evolution, 39(4), 783-791. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1985.tb00420.x
Froidurot, A., & Julliand, V. (2022). Cellulolytic bacteria in the large intestine of mammals. Gut Microbes, 14(1), 2031694. https://doi.org/10.1080/19490976.2022.2031694
Gomez del Pulgar, E. M., & Saadeddin, A. (2014). The cellulolytic system of Thermobifida fusca. Critical reviews in microbiology, 40(3), 236-247. https://doi.org/10.3109/1040841X.2013.776512
Harris, J. L. (2000). Safe, low-distortion tape touch method for fungal slide mounts. Journal of Clinical Microbiology, 38(12), 4683-4684. https://doi.org/10.1128/JCM.38.12.4683-4684.2000
Jiang, Y., Han, L., Chen, X., Yin, M., Zheng, D., Wang, Y., Qiu, S., & Huang, X. (2013). Diversity and bioactivity of cultivable animal fecal actinobacteria. Advances in Microbiology, 3, 1-13. https://doi.org/10.4236/aim.2013.31001
Jusakulvijit, P., Bezama, A., & Thrän, D. (2021). The availability and assessment of potential agricultural residues for the regional development of second-generation bioethanol in Thailand. Waste and Biomass Valorization, 12(11), 6091-6118. https://doi.org/10.1007/s12649-021-01424-y
Kasana, R. C., Salwan, R., Dhar, H., Dutt, S., & Gulati, A. (2008). A rapid and easy method for the detection of microbial cellulases on agar plates using gram's iodine. Current Microbiology, 57(5), 503-507. https://doi.org/10.1007/s00284-008-9276-8
Kataoka, M., Ueda, K., Kudo, T., Seki, T., & Yoshida, T. (1997). Application of the variable region in 16S rDNA to create an index for rapid species identification in the genus Streptomyces. FEMS Microbiol ogy Letters, 151(2), 249-255. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.1997.tb12578.x
Khan, S., Srivastava, S., Karnwal, A., & Malik, T. (2023). Streptomyces as a promising biological control agents for plant pathogens. Frontiers in Microbiology, 14, 1285543. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1285543
Khianngam, S., Pootaeng-on, Y., Techakriengkrai, T., & Tanasupawat, S. (2014). Screening and identification of cellulase producing bacteria isolated from oil palm meal. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 4(4), 90-96.
Li, H., Zhang, M., Zhang, Y., Xu, X., Zhao, Y., Jiang, X., Zhang, R., & Gui, Z. (2023). Characterization of cellulose-degrading bacteria isolated from silkworm excrement and optimization of its cellulase production. Polymers (Basel), 15(20), 4142. https://doi.org/10.3390/polym15204142
Liang, Y. L., Zhang, Z., Wu, M., Wu, Y., & Feng, J. X. (2014). Isolation, screening, and identification of cellulolytic bacteria from natural reserves in the subtropical region of China and optimization of cellulase production by Paenibacillus terrae ME27-1. BioMed Research International, 2014, 512497. https://doi.org/10.1155/2014/512497
Meriem, M., Denis, F., Mohamed-Benkada, M., Gabed, N., Caruso, A., Callac, N., & Abi-Ayad, E. (2022). Characterization of actinomycetes strains isolated from Cheliff Estuary in the North-West of Algeria. Jordan Journal of Biological Sciences, 15(1), 7-14. https://doi.org/10.54319/jjbs/150102
Miller, G. L. (1959). Use of Dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, 31(3), 426-428. https://doi.org/10.1021/ac60147a030
Mingma, R., Innun, A., Pengrung, T., Boonsai, N., & Duangmal, K. (2023). Antimicrobial activity of endophytic actinobacteria isolated from root of mangrove plants. Journal of Science and Technology Kasetsart University, 12(1), 28–40.
Ndlela, L. L., & Schmidt, S. (2016). Evaluation of wild herbivore faeces from South Africa as a potential source of hydrolytically active microorganisms. Springerplus, 5, 118. https://doi.org/10.1186/s40064-016-1739-y
Perito, B., Hanhart, E., Irdani, T., Iqbal, M., McCarthy, A. J., & Mastromei, G. (1994). Characterization and sequence analysis of a Streptomyces rochei A2 endoglucanase-encoding gene. Gene, 148(1), 119-124. https://doi.org/10.1016/0378-1119(94)90244-5
Prasad, P., Singh, T., & Bedi, S. (2013). Characterization of the cellulolytic enzyme produced by Streptomyces griseorubens (Accession No. AB184139) isolated from Indian soil. Journal of King Saud University-Science, 25(3), 245-250. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2013.03.003
Putri, A. L., & Setiawan, R. (2019). Isolation and screening of actinomycetes producing cellulase and xylanase from Mamasa soil, West Sulawesi. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 308(1), 012035. https://doi.org/10.1088/1755-1315/308/1/012035
Sadhu, S., & Maiti, T. K. (2013). Cellulase production by aacteria: A review. British Microbiology Research Journal International, 3(3), 235–258. https://doi.org/10.9734/BMRJ/2013/2367
Saini, A., Aggarwal, N. K., Sharma, A., & Yadav, A. (2015). Actinomycetes: A source of Lignocellulolytic Enzymes. Enzyme Research, 2015, 279381. https://doi.org/10.1155/2015/279381
Saitou, N., & Nei, M. (1987). The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Molecular Biology and Evolution, 4(4), 406-425.
Sazci, A., Erenler, K., & Radford, A. (1986). Detection of cellulolytic fungi by using Congo red as an indicator: a comparative study with the dinitrosalicyclic acid reagent method. Journal of Applied Bacteriology, 61(6), 559-562. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.1986.tb01729.x
Shirling, E. B., & Gottlieb, D. (1966). Methods for characterization of Streptomyces species. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 16(3), 313-340. https://doi.org/10.1099/00207713-16-3-313
Singh, S., Thavamani, P., Megharaj, M., & Naidu, R. (2015). Multifarious activities of cellulose degrading bacteria from Koala (Phascolarctos cinereus) faeces. Journal of Animal Science and Technology, 57(1), 23. https://doi.org/10.1186/s40781-015-0056-2
Sinjaroonsak, S., Chaiyaso, T., & H-Kittikun, A. (2020). Optimization of cellulase and xylanase productions by Streptomyces thermocoprophilus TC13W using low cost pretreated oil palm empty fruit bunch. Waste and Biomass Valorization, 11(8), 3925-3936. https://doi.org/10.1007/s12649-019-00720-y
Také, A., Matsumoto, A., Ōmura, S., & Takahashi, Y. (2015). Streptomyces lactacystinicus sp. nov. and Streptomyces cyslabdanicus sp. nov., producing lactacystin and cyslabdan, respectively. The Journal of Antibiotics, 68(5), 322-327. https://doi.org/10.1038/ja.2014.162
Tamura, K., Stecher, G., & Kumar, S. (2021). MEGA11: Molecular evolutionary genetics analysis version 11. Molecular Biology and Evolution, 38(7), 3022-3027. https://doi.org/10.1093/molbev/msab120
Teather, R. M., & Wood, P. J. (1982). Use of Congo red-polysaccharide interactions in enumeration and characterization of cellulolytic bacteria from the bovine rumen. Applied and Environmental Microbiology, 43(4), 777-780. https://doi.org/10.1128/aem.43.4.777-780.1982