ความหลากหลายทางอนุกรมวิธานและกิจกรรมเอนไซม์เซลลูเลส ของจุลินทรีย์จากเมตาจีโนมในระบบนิเวศป่าชายเลน

Abstract

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความหลากหลายของจุลินทรีย์และยีนนำรหัสเอนไซม์ เซลลูเลสจากเมตาจีโนมของตะกอนดินในระบบนิเวศป่าชายเลน ซึ่งอยู่ในพื้นที่อำเภอเมืองชลบุรี จังหวัดชลบุรี ในการศึกษาความหลากหลายของจุลินทรีย์ทำโดยนำตะกอนดินป่าชายเลนมาสกัด เมตาจีโนมิกดีเอ็นเอ จากนั้นนำมาใช้เป็นแม่แบบสำหรับเพิ่มปริมาณยีน rRNA ของแบคทีเรียทั่วไปและแอคติโนแบคทีเรีย ยีสต์ราและทรอสโทคิทริดส์ โดยใช้ปฏิกิริยาพีซีอาร์ นำผลิตภัณฑ์พีซีอาร์ที่ได้ไปโคลนเพื่อสร้างห้องสมุดยีน rRNA และคัดเลือกโคลนเพื่อนำไปอ่านลำดับนิวคลีโอไทด์ วิเคราะห์ความคล้ายคลึงของข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์เปรียบเทียบกับฐานข้อมูล GenBank บน NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) หรือ EzTaxon (http://www.ezbiocloud.net/eztaxon) ผลการศึกษาพบแบคทีเรียในไฟลัม Actinobacteria มากที่สุด (50.3%) รองลงมาคือไฟลัม Firmicutes (45.6%) และไฟลัม Proteobacteria (4%) แบคทีเรียในไฟลัม Actinobacteria พบจีนัส Streptomyces มากที่สุด (66.7%) ในขณะที่แบคทีเรียในไฟลัม Firmicutes พบจีนัส Bacillus บ่อยที่สุด สำหรับจุลินทรีย์กลุ่มยีสต์รา พบสมาชิกในจีนัส Aspergillus มากที่สุด (28.8%) รองลงมาคือ Trichoderma spp. (17.3%) และจุลินทรีย์กลุ่มทรอสโทคิทริดส์ พบสมาชิกในจีนัส Aurantiochytrium มากที่สุด (48.1%) ในอีกทางหนึ่งได้มีการใช้เทคนิคพีซีอาร์เพิ่มปริมาณ ยีนนำรหัสเอนไซม์เซลลูเลสจากเมตาจีโนม โคลนและวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ ซึ่งพบว่าดีเอ็นเอ ที่โคลนได้จำนวน 2 โคลน มีข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ที่แสดงความคล้ายคลึงกับข้อมูลของยีนนำรหัสเอนไซม์ Endo-1,4-β-glucanase และ β-glucosidase ของแบคทีเรียในจีนัส Bacillus และ Streptomyces ตามลำดับ นอกจากนี้ในงานวิจัยนี้ยังสามารถคัดแยกแบคทีเรียและแอคทิโนมัยซีส ที่มีความสามารถในการผลิตเอนไซม์เซลลูเลสจากตะกอนดินในพื้นที่ป่าชายเลนที่ศึกษาได้จำนวน 4 สายพันธุ์ ซึ่งจำแนกโดยอาศัยข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนเครื่องหมาย 16S rRNA ได้เป็น Pseudomonas balearica, Bacillus sp., Microbacterium paraoxydans และ Streptomyces levis จากผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าระบบนิเวศป่าชายเลนเป็นเป็นแหล่งรวมจุลินทรีย์ที่หลากหลาย โดยสิ่งที่น่าสนใจคือบทบาทของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในระบบนิเวศนี้ โดยเฉพาะในด้านการผลิตสารชีวภาพที่มีความสำคัญทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพ เช่น เอนไซม์เซลลูเลส ซึ่งหากมีการศึกษาในรายละเอียดให้มากขึ้น อาจนำไปสู่การค้นพบจุลินทรีย์แทกซอนใหม่และสารชีวภาพที่มีคุณค่า รวมถึงความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้ทรัพยากรจุลินทรีย์และสารชีวภาพจากป่าชายเลน ในอนาคต