ประสิทธิภาพการย่อยสลายไกลโฟเซตโดยแบคทีเรียและราที่แยกได้จากดินในแปลงปลูกมันสำปะหลัง
คำสำคัญ:
แบคทีเรีย, การย่อยสลาย, รา, ไกลโฟเซตบทคัดย่อ
ไกลโฟเซตเป็นสารกำจัดวัชพืชที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและสามารถสะสมในดิน น้ำ และพืช ก่อให้เกิดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้ศึกษาการย่อยสลายไกลโฟเซตทางชีวภาพ โดยคัดเลือกแบคทีเรียและเชื้อราที่แยกได้จากดินในแปลงปลูกมันสำปะหลังที่มีประวัติการใช้ไกลโฟเซต รวมทั้งหมด 18 สายพันธุ์ ถูกทดสอบความสามารถในการใช้ไกลโฟเซตเป็นแหล่งฟอสฟอรัสและคาร์บอนเพียงแหล่งเดียว พบว่า Bacillus pseudomycoides (NMA-1) Pseudomonas nitroreducens (NMA-6) และ B. cereus (NMA-H1) มีการเจริญเติบโตอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีอัตราเติบโตเพิ่มขึ้น 2,733.33 423.81 และ 22.22 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ และพบรา Aspergillus และ Trichoderma จำนวน 9 สายพันธุ์ สามารถเจริญได้ดีในอาหารที่ใช้ไกลโฟเซตเป็นแหล่งของฟอสฟอรัส ผลการย่อยไกลโฟเซตที่ความเข้มข้น 50 มิลลิกรัมต่อลิตร พบว่า P. nitroreducens (NMA-6) P. nitroreducens (NMA-5) และ B. pseudomycoides (LRI-3) สามารถย่อยไกลโฟเซตได้ 51.25 49.45 และ 32.58 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ในระยะเวลา 7 วัน ขณะที่ T. virens (GS515) และ T. asperellum (GS552) สามารถย่อยไกลโฟเซตความเข้มข้น 1,690 มิลลิกรัมต่อลิตร ได้ 55.53 และ 33.13 เปอร์เซ็นต์ ในระยะเวลา 15 วัน ทั้งนี้ B. pseudomycoides และ T. asperellum เป็นสายพันธุ์ที่ยังไม่เคยมีรายงานการย่อยสลายไกลโฟเซตมาก่อน ในทางกลับกัน P. glycanilyticus (LRI-4) และ T. harzianum (GS485) ไม่สามารถย่อยไกลโฟเซตได้ ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของแบคทีเรียและเชื้อราบางสายพันธุ์ในการย่อยสลายสารไกลโฟเซตทางชีวภาพ
เอกสารอ้างอิง
กรมวิชาการเกษตร. 2566. คู่มือตรวจวิเคราะห์ปุ๋ยชีวภาพ. กลุ่มวิจัยปฐพีวิทยา กองวิจัยพัฒนาปัจจัยการผลิตทางการเกษตร. กรมวิชาการเกษตร, กรุงเทพมหานคร. 62 หน้า.
สำนักควบคุมพืชและวัสดุการเกษตร กรมวิชาการเกษตร. 2567. สรุปการนำเข้าวัตถุอันตรายทางการเกษตร ปี 2566 รายชื่อวัตถุอันตราย. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล: https://shorturl.at/2G1nu (19 พฤศจิกายน 2567).
Albers, C.N., G.T. Banta, P.E. Hansen and O.S. Jacobsen. 2009. The influence of organic matter on sorption and fate of glyphosate in soil-comparing different soils and humic substances. Environmental Pollution 157 (10): 2865–2870.
Arfarita, N.D., Djuhari, B. Prasetya and T. Imai. 2016. The application of Trichoderma viride strain FRP 3 for biodegradation of glyphosate herbicide in contaminated land. AGRIVITA Journal of Agricultural Science 38(3): 275-281.
Bray, R.H. and L.T. Kurtz. 1945. Determination of total organic and available form of phosphorus in soil. Soil Science 59: 39 - 45.
Carranza, C.S., C.L. Barberis, S.M. Chiacchiera and C.E. Magnoli. 2017. Assessment of growth of Aspergillus spp. from agricultural soils in the presence of glyphosate. Revista Argentina de Microbiología 49(4): 384-393.
Castrejón-Godínez, M.L., E. Tovar-Sánchez, L. Valencia-Cuevas, M.E. Rosas-Ramírez, A. Rodríguez and P. Mussali-Galante. 2021.
Glyphosate pollution treatment and microbial degradation alternatives, a review. Microorganisms 9: 2322.
Chapman, H.D. 1965. Cation exchange capacity. pp. 891-901. In: C.A. Black (Ed.). Methods of Soil Analysis. Part 2. Agronomy No. 9. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin.
Eman, A., A. Abdel-Megeed, A.A. Suliman, M.W. Sadik and E.N. Sholkamy. 2013. Biodegradation of glyphosate by fungal strains isolated from herbicides polluted-soils in Riyadh area. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences 2(8): 359-381.
Fan, J., G. Yang, H. Zhao, G. Shi, Y. Geng, T. Hou and K. Tao. 2012. Isolation, identification and characterization of a glyphosate-degrading bacterium, Bacillus cereus CB4, from soil. The Journal of General and Applied Microbiology 58: 263-271.
Garba, J., A.W. Samsuri, R. Othman and M.S.A Hamdani. 2018. Simplified method for derivatization of extractable glyphosate and aminomethylphosphonic acid and their determination by high performance liquid chromatography. Environmental Research and Technology 1(2): 19-30.
Gardes, M.and T.D. Bruns. 1993. ITS primers with enhanced specificity for basidiomycetes-application to the identification of mycorrhizae and rusts. Molecular Ecology 2(2): 113–118.
Gee, G.W. and J.W. Bauder. 1986. Particle size analysis. In: Methods of Soil Analysis, Part A. Klute (ed.). 2 Ed., Vol. 9 nd. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, USA. 1206 p.
Johri, A.K., R. Oelmüller, M. Dua, V. Yadav, M. Kumar, N. Tuteja, A. Varma, P. Bonfante, B.L. Persson and R.M. Stroud. 2015. Fungal association and utilization of phosphate by plants: success, limitations, and future prospects. Frontiers in Microbiology 6: 984.
Hadi, F., A. Mousavi, K.A. Noghabi, H.G. Tabar and A.H. Salmanian. 2013. New bacterial strain of the genus Ochrobactrum with glyphosate-degrading activity. Journal of Environmental Science and Health Part B Pesticides, Food Contaminants, and Agricultural Wastes 48: 208-213.
Henderson, A. M., J.A. Gervais, B. Luukinen, K. Buhl, D. Stone, A. Strid, A. Cross and J. Jenkins. 2010. Glyphosate technical fact sheet. National Pesticide Information Center, Oregon State University Extension Services. http://npic.orst.edu/factsheets/archive/glyphotech.html.
Hsiao, C.L., C.C. Young and C.Y. Wang. 2007. Screening and identification of glufosinate-degrading bacteria from glufosinate-treated soils. Weed Science 55(6): 631-637.
Kanissery, R., B. Gairhe, D. Kadyampakeni, O. Batuman and F. Alferez. 2019. Glyphosate: Its environmental persistence and impact on crop health and nutrition. Plants 8: 499.
Liu, C.M., P.A. McLean, C.C. Sookdeo and F.C. Cannon. 1991. Degradation of the herbicide glyphosate by members of the family Rhizobiaceae. Applied and Environmental Microbiology 57(6): 1799–1804.
Massot, F., P. Gkorezis, J.V. Hamme, D. Marino, B.S. Trifunovic, G. Vukovic, J. d’Haen, I. Pintelon, A.M. Giulietti, L. Merini, J. Vangronsveld and S. Thijs. 2021. Isolation, biochemical and genomic characterization of glyphosate tolerant bacteria to perform microbe-assisted phytoremediation. Frontiers in Microbiology 11: 598507.
Meriles, J.M., S.V.V. Gil, R.J. Haro, G.J March and C.A. Guzman. 2006. Glyphosate and previous crop residue effect on deleterious and beneficial soil-borne fungi from a peanut-corn-soybean rotations. Journal of Phytopathology 154(5): 309-316.
National Soil Survey Center. 1996. Soil Survey Laboratory Methods Manual. Soil Survey Investigations. Report No. 42, Version 3.0 Natural Resources Conservation Service, United States, Department of Agriculture, Lincoln, Nebraska.
Nelson, D.W. and L.E. Sommers. 1996. Total carbon, organic carbon and organic matter. pp. 961-1010. In: D.L. Sparks, A.L. Page, P.A. Helmke and R.H. Loeppert (Eds.). Methods of Soil Analysis. Part 3: Chemical Method. Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin.
Pearson W.R. 2013. An introduction to sequence similarity (“Homology”) searching current protocols in bioinformatics 3. Current Protocols in Bioinformatics Chapter 3: Unit3.1.
Singh, S., V. Kumar and J. Singh. 2019. Kinetic study of the biodegradation of glyphosate by indigenous soil bacterial isolates in presence of humic acid, Fe(III) and Cu(II) ions. Journal of Environmental Chemical Engineering 7: 103098.
Singh, S., V. Kumar, J.P.K. Gill, S. Datta, S. Singh, V. Dhaka, D. Kapoor, A.B. Wani, D.S. Dhanjal, M. Kumar, S.L. Harikumar and J. Singh. 2020. Herbicide glyphosate: toxicity and microbial degradation. International Journal of Environmental Research and Public Health 17: 7519
Spinelli, V., A. Ceci, C.D. Bosco, A. Gentili and A.M. Persiani. 2021. Glyphosate-eating fungi: study on fungal saprotrophic strains’ ability to tolerate and utilise glyphosate as a nutritional source and on the ability of Purpureocillium lilacinum to degrade it. Microorganisms 9: 2179.
Tan, X.L., R.Y. Othman and C.H. Teo. 2020. Isolation and functional characterization of 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase gene from glyphosate-tolerant Pseudomonas nitroreducens strains FY43 and FY47. 3 Biotech 10: 183.
Thomas, G.W. 1982. Exchangeable cations. pp. 159-165. In: A.L. Page, R.H. Miller and D.R. Keeney (Eds.). Methods of Soil Analysis Part 2: Chemical and Microbiological Properties. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin.
Týskiewicz, R., A. Nowak, E. Ozimek and J. Jaroszuk-Sciset. 2022. Trichoderma: The current status of its application in agriculture for the biocontrol of fungal phytopathogens and stimulation of plant growth. International Journal of Molecular Sciences 23: 2329.
Vencill, W. K. 2002. Herbicide Handbook, 8th ed. Weed Science Society of America, Lawrence, Kansas. 493 p.
Weisburg, W.G., S.M. Barns, D.A. Pelletier and D.J. Lane. 1991. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. Journal of Bacteriology173(2): 697-703.
White, T.J., T.D. Bruns, S.B. Lee and J.W. Taylor. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. pp. 315-322. In: M.A. Innis, D.H. Gelfand, J.J. Sninsky and T.J. White (Eds.). PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications. Academic Press, New York.
Zakaria, L. 2024. An overview of Aspergillus species associated with plant diseases. Pathogens 13: 813.
Zhan, H., Y. Feng, X. Fan and S. Chen. 2018. Recent advances in glyphosate biodegradation. Applied Microbiology and Biotechnology 102(12): 5033-5043.
