Plant growth-promoting characteristics of yeasts isolated from Rhizosphere soil and efficacy for growth promoting of selected plants

ลักษณะเฉพาะที่ส่งเสริมการเติบโตของพืชจากยีสต์ที่แยกจากดินรอบราก พืชและประสิทธิภาพในการส่งเสริมการเติบโตของพืชที่คัดเลือก

Name: Supakorn Nundaeng

LCSH: Plants -- Growth

LCSH: Soils

LCSH: Yeast

Abstract: Chemical fertilizers are the most common method for increasing agricultural production in Thailand, but they are not considered a long-term solution due to health and environmental hazards. For this reason, researchers have been interested in plant growthpromoting microorganisms as an alternative way to replace chemical fertilizers. However, plant growth promotion involving yeasts in soil has not yet been extensively investigated. Therefore, this study aimed to isolate and identify yeast strains obtained from rhizosphere soils of the Assam tea plant (Camellia sinensis var. assamica) in northern Thailand, as well as to determine their ability to promote plant growth and select effective yeasts for biofertilizer development. A total of 41 yeast strains were obtained and identified using the D1/D2 domain of the large subunit ribosomal RNA gene. Seventeen strains of the genera Aureobasidium, Galactomyces, Kazachstania, Saturnispora, Schwanniomyces, and Wickerhamomyces were identified as belonging to the phylum Ascomycota, and twenty-four strains of the genera Apiotrichum, Curvibasidium, Papiliotrema, Rhodosporidiobolus, and Trichosporon belonged to the phylum Basidiomycota. Moreover, two new Wickerhamomyces species, Wickerhamomyces lannaensis and Wickerhamomyces nanensis were introduced base on phenotypic (morphological, biochemical and physiological characteristics) and molecular analysis. Among 41 yeast strains, all the yeast strains had a positive ammonia production. Twenty-seven strains could produce IAA in a range of 2.12 to 37.32 mg/L, and only 8 strains showed positive siderophore production. Two yeast strains, Papiliotrema laurentii SDBR-CMU-S1-02 and Wickerhamomyces anomalus SDBR-CMU-S1-06), are able to solubilize the different phosphate insoluble forms. Papiliotrema laurentii could solubilize both Ca3(PO4)2 and AlPO4 forms, while W. anomalus could solubilize only Ca3(PO4)2 form. Moreover, P. laurentii and W. anomalus had ability to produce acid and alkaline phosphatase, respectively. Thirty-two strains could produce extracellular enzymes (amylase, cellulase, lipase, pectinase, protease, and xylanase) depended on the strain of the isolated yeast species. The two effective yeast strains (P. laurentii SDBR-CMU-S1-02 and W. anomalus SDBR-CMU-S1-06) were found to promote seed germination and seedling development of plants. The result revealed that two yeast species were increased radicle length, coefficient of velocity (CV), mean germination time (MGT), and germination index (GI) of Chinese kale, cucumber, lettuce, rice, and tomato. Moreover, two yeast species increased weight, high, inorganic phosphate (Pi) content, the number of leaves, and chlorophyll in seedlings of Chinese kale, corn, eggplant, lettuce, and tomato in greenhouse conditions. The develop the biofertilizer, two yeast strains were immobilization in 2% (v/v) sodium alginate. The encapsulation yield (EY) was evaluated using the exponential values of cell counts, The EY of P. laurentii and W. anomalus were 52.64 % and 63.90 %. The viability of yeast in alginate beads was found that after storage at 4 °C P. laurentii and W. anomalus decrease to less than 50 % survival at 170 and 70 days. For viability, storage at 25 °C resulted that P. laurentii and W. anomalus decrease to less than 50 % survival at 110 and 40 days, respectively. The shelf life of immobilized P. laurentii and W. anomalus showed the longest shelf life at 4 °C, with 612 and 285 days, respectively. To determine the efficiency of applying yeast inoculum in alginate beads and cell suspension on growth and yield of Chinese kale and lettuce plants in greenhouse experiment. It was found that the use of plant growth-promoting yeast as biofertilizers by cell suspension inoculum was suitable for Chinese kale and lettuce. Both selected yeasts (P. laurentii and W. anomalus) increased the yield and growth of Chinese kale and lettuce, however the cell suspension of W. anomalus had the most significant stimulating effect. In addition, the growth of Chinese kale was highest when grown in soil adding Ca3(PO4)2, while lettuce growth was highest when grown in soil without Ca3(PO4)2.

Abstract: การใช้ปุ๋ยเคมีเป็นวิธีการทั่วไปที่ใช้ในการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรในประเทศไทย การใช้ ปุ๋ยเคมีส่งผลให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม แต่ปัญหาดังกล่าวยังไม่ได้รับการพิจารณา แก้ไขในระยะยาว ด้วยเหตุนี้นักวิจัยจึงให้ความสนใจกับจุลินทรีย์ที่สามารถส่งเสริมการเจริญเติบโต ของพืช เพื่อเป็นทางเลือกทดแทนการใช้ปุ๋ยเคมี อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาถึงคุณสมบัติการ ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชจากยีสต์ที่อยู่ดิน ดังนั้น การศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อแยกและ จำแนกสายพันธุ์ยีสต์ที่ได้จากดินรอบรากของต้นชาอัสสัม (Camellia sinensis var. assamica) ใน ภาคเหนือของประเทศไทย ตลอดจนศึกษาความสามารถในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช และ คัดเลือกยีสต์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการพัฒนาปุ้ยชีวภาพ สามารถแยกยีสต์ได้ทั้งหมด 41 ไอโซเลท และระบุชนิดโดยโดเมน D1/D2 ของยืน LSU พบยีสต์จำนวน 17 สายพันธุ์ในจีนัส Aureobasidium Galactomyces Kazachstania Saturnispora Schwanniomyces แ ละ Wickerhamomyces ซึ่งจัดอยู่ใน ไฟลัมแอสโคไมโคตา และ 24 สายพันธุ์ในจีนัส Apiotrichum Curvibasidium Papiliotrema Rhodosporidiobolusและ Trichosporon ซึ่งจัดอยู่ใน ไฟลัมเบสิดิโอไมโคตา นอกจากนี้ยังพบสายพันธุ์ ใหม่ 2 สายพันธุ์ ในจีนัส Wickerhamomyces ถูกระบุว่าเป็น Wickerhamomyces lannaensis และ Wickerhamomyces anensis โดยอาศัยลักษณะฟีโนไทป์ (ลักษณะทางสัณฐานวิทยา ชีวเคมี และ สรีรวิทยา) และการวิเคราะห์ระดับโมเลกุล ในบรรดายีสต์ 41 สายพันธุ์ ยีสต์ทั้งหมดสามารถผลิตแอมโมเนียได้ มียีสต์จำนวน 27 สาย พันธุ์ที่สามารถผลิต IAA ในช่วง 2.12 - 37.32 mg/L และมีเพียง 8 สายพันธุ์เท่านั้นที่สามรถ ผลิตไซเดอโรฟอร์ได้ สต์จำนวน 2 สายพันธุ์ คือ Papiliotrema laurentii SDBR-CMU-S1-02 และ Wickerhamomyces anomalus SDBR-CMU-S1-06 ที่สามารถละลายฟอสเฟตที่อยู่ในรูปต่างๆ ซึ่ง ไม่ละลายน้ำ P. laurentii สามารถละลายได้ทั้งรูปของ Ca3 (PO4 )2 และ AlPO4 ในขณะที่ W. anomalus สามารถละลายได้เฉพาะรูปของ Ca3 (PO4 )2 นอกจากนี้ P. laurentii และ W. anomalus มีความสามารถ ในการผลิตเอนไซม์ แอซิดและอัลคาไลน์ฟอสฟาเตส ยีสต์จำนวน 32 สายพันธุ์สามารถผลิตเอนไซม์ อะไมเลส เซลลูเลส ไลเปส เพคติเนส โปรตีเอส และไซลาเนส ออกมานอกเซลล์ได้ โดยที่การผลิตนั้น ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ของยีสต์ ยีสต์ที่มีประสิทธิภาพ 2 สายพันธุ์ (P. laurentiiSDBR-CMU-S1-02 และ W. anomalusSDBRCMU-S1-0) พบว่าสามารถส่งเสริมการงอกของเมล็ดและการพัฒนาต้นกล้าของพืช จากผลการศึกษา พบว่ายีสต์ทั้งสองสายพันธุ์ช่วยเพิ่มความยาวแรดิเคิล ค่าสัมประสิทธิ์ความเร็ว (CV) เวลางอกเฉลี่ย (MGT) และดัชนีการงอก (GI) ของคะน้า แตงกวา ผักกาดหอม ข้าว และมะเขือเทศ นอกจากนี้ ยีสต์ทั้ง สองสายพันธุ์ยังเพิ่มน้ำหนัก ความสูง ปริมาณฟอสเฟตอนินทรีย์ (Pi) จำนวนใบ และคลอโรฟิลล์ใน ต้นกล้าของ คะน้า ข้าวโพด มะเขือยาว ผักกาดหอม และมะเขือเทศ เมื่อปลูกในเรือนเพาะชำ ในการพัฒนาปุ๋ยชีวภาพ ยีสต์ทั้งสองสายพันธุ์ถูกตรึงใน 2 % (v/v) โซเดียมอัลจิเนต ประสิทธิผลของการตรึงเชื้อในเม็ดอัลจิเนต (EY) ถูกประเมิน โดยจากการนับโคโนนีเซลล์ พบว่าค่า EY ของ P. laurentiiและ W. anomalus เท่ากับ 52.64 % และ 63.90 % ตามลำดับ ส่วนการอยู่รอดของยีสต์ ในเม็ดอัลจิเนตนั้นพบว่าหลังการเก็บรักษาไว้ที่ 4 °C เชื้อยีสต์ P. laurentiiและ W. anomalus ลด จำนวนลงเหลือน้อยกว่า 50% ที่ 170 และ 70 วัน และเมื่อเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 25 °C พบว่า P. laurentii และ W.anomalus ลดจำนวนลงเหลือน้อยกว่า 50% ที่ 110 และ 40 วัน อายุการเก็บรักษาของเชื้อ P. laurentiiและ W. anomalus ที่ถูกตรึงในโซเดียมอัลจิเนต พบอายุการเก็บรักษายาวนานที่สุดที่ 4 'C โดยอยู่ที่ 612 และ 285 วัน ตามลำดับ เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของการใช้หัวเชื้อยีสต์ในเม็ดอัลจิเนต และสารแขวนลอยเซลล์ ต่อการ เจริญเติบโต และผลผลิตของคะน้า และผักกาดหอมในเรือนเพาะชำ พบว่าการใช้ยีสต์ที่ส่งเสริมการ เจริญเติบโตของพืชเป็นปุ๋ยชีวภาพ โดยใช้หัวเชื้อในรูปสารแขวนลอยเซลล์เหมาะสมสำหรับคะน้า และผักกาดหอม ยีสต์ที่คัดเลือกทั้งสองชนิด (P. laurentiiและ W. anomalus) ช่วยเพิ่มผลผลิต และการ เติบโตของคะน้าและผักกาดหอม อย่างไรก็ตามสารแขวนลอยเซลล์ของ w. anomalus มีผลกระตุ้นที่ดี ที่สุด นอกจากนี้คะน้าจะมีการเจริญเติบโตสูงสุดเมื่อปลูกในดินที่เสริมด้วย Ca3 (PO4 )2 ขณะที่ ผักกาดหอมจะเจริญเติบโตสูงสุดเมื่อปลูกในดินที่ไม่เสริม Ca3 (PO4 )2

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Saisamorn Lumyong

Role: Advisor

Created: 2022

Modified: 2023-07-11

Issued: 2023-07-11

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Applied Microbiology

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	620535905.pdf	5.29 MB

ใช้เวลา

0.039386 วินาที