DOI: 10.14457/tu.the.2016.26
title: การจำแนกชนิดของแบคทีเรียร่วมอาศัยและบทบาทต่อแมลงพาหะนำโรคใบขาวอ้อย

description: โรคใบขาวอ้อยมีสาเหตุจากเชื้อไฟโตพลาสมา สร้างความเสียหายทางเศรษฐกิจในระบบการผลิตอ้อยและน้ำตาล แพร่ระบาดโดยมีแมลงพาหะที่สำคัญ คือ เพลี้ยจักจั่นสีน้ำตาล (Matsumuratettix hiroglyphicus) (Matsumura) เชื้อไฟโตพลาสมาสามารถถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นผ่านทางไข่ ทำให้เกิดการแพร่กระจายของเชื้อในประชากรแมลง และเกิดการแพร่ระบาดของโรค จึงมีความจำเป็นในการป้องกันกำจัดเพลี้ยจักจั่นสีน้ำตาล เพื่อลดการระบาดของเชื้อไฟโตพลาสมา ในปัจจุบันการศึกษาเกี่ยวกับแบคทีเรียที่มีประโยชน์ที่เพาะเลี้ยงได้จากแมลงพาหะนำโรค เป็นกลยุทธ์ใหม่ในการนำมาประยุกต์ใช้ในการควบคุมแมลงและการเกิดโรค การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาชนิดของแบคทีเรียที่มีประโยชน์จากเพลี้ยจักจั่นสีน้ำตาลที่สามารถเพาะเลี้ยงได้ เพื่อนำมาประยุกต์ใช้ในการควบคุมแมลงพาหะและการระบาดของโรคใบขาวอ้อย โดยคัดเลือกแบคทีเรียเพื่อนำมาศึกษาบทบาทต่อแมลงพาหะ ประสิทธิภาพการถ่ายทอดเชื้อไฟโตพลาสมา และการกระจายตัวของแบคทีเรียที่คัดเลือกในประชากรแมลงพาหะและต้นอ้อย ในการศึกษาแบ่งการทดลองออกเป็น 4 ส่วน ประกอบด้วยการทดลองในส่วนที่ 1 จำแนกชนิดของแบคทีเรียจากตัวอย่างแมลงในอำเภอกุมภวาปี จังหวัดอุดรธานี อำเภอเขาสวนกวาง และอำเภอเมือง จังหวัดขอนแก่น จากแบคทีเรียจำนวน 117 โคโลนี พบว่าเป็นแบคทีเรียจาก 9 order 18 genus 45 species โดยแมลงที่เก็บในพื้นที่อำเภอเขาสวนกวาง จังหวัดขอนแก่น พบแบคทีเรีย 38 โคโลนี จัดเป็นแบคทีเรียใน 9 order 15 genus 24 species ได้แก่ order Actinomycetales (7 species), Bacillales (7 species), Pseudomonadales (2 species), Rhizobiales (3 species), Burkholderiales (1 species), Sphingobacteriales (1 species), Xanthomonadales (1 species), Alteromonadales (1 species) และ Lactobacillales (1 species) เช่น Bacillus cereus, Arthrobacter woluwensis, A. enclensis, Brachybacterium phenoliresistens, B. subtilis, B. licheniformis, Sphingobacterium sp., Stenotrophomonas maltophilia, Oceanimonas sp., Acinetobacter pittii, Enterococcus casseliflavus และ Agrobacterium tumefaciens พื้นที่อำเภอกุมภวาปี จังหวัดอุดรธานี ตัวอย่างโคโลนี 40 โคโลนี เป็นแบคทีเรียจาก 3 order 10 genus 21 species ได้แก่ order Actinomycetales (12 species), Bacillales (7 species) และ Pseudomonadales (2 species) เช่น A. nicotianae, B. licheniformis, A. junii, B. phenoliresistens, Microbacterium testaceum และ Tsukamurella inchonensis และพื้นที่อำเภอเมือง จังหวัดขอนแก่น 39 โคโลนี แบคทีเรีย 2 order 7 genus 18 species ได้แก่ order Actinomycetales (14 species) และ Bacillales (4 species) เช่น Arthrobacter sp., Bacillus sp., Microbacterium sp., Tsukamurella pulmonis และ Rhodococcus corynebacterioidesการทดลองในส่วนที่ 2 คัดเลือกแบคทีเรีย 6 ชนิด ได้แก่ M. testaceum, B. licheniformis, B. subtilis, B. megaterium, A. woluwensis และ A. nicotianae ทดสอบการก่อให้เกิดโรค โดยให้แมลงดูดกินแบคทีเรียแต่ละชนิดที่ความเข้มข้น 1x109 cell/ml เป็นเวลา 7 วัน พบว่าแบคทีเรียทำให้แมลงตาย 6.66-23.33% โดย B. megaterium ทำให้แมลงมีการตายสูงที่สุด (p≤0.05) ส่วนการศึกษาผลของแบคทีเรียต่อการขยายพันธุ์ โดยให้แมลงเพศผู้และเพศเมียดูดกินแบคทีเรียความเข้มข้น 1x108 cell/ml นาน 72 ชั่วโมง ก่อนการผสมพันธุ์ พบว่าแมลงที่ดูดกินแบคทีเรียวางไข่ลดลง โดยเฉลี่ยอยู่ในช่วง 21.07-59.20 ฟอง/คู่ (p≤0.05) ในขณะที่แมลงที่ไม่ได้ดูดกินแบคทีเรียมีการวางไข่โดยเฉลี่ย 84.53 ฟอง/คู่ การทดลองในส่วนที่ 3 ศึกษาบทบาทของแบคทีเรียต่อประสิทธิภาพการถ่ายทอดเชื้อไฟโตพลาสมาของแมลงพาหะ โดยให้แมลงดูดกินแบคทีเรียชนิดที่คัดเลือกที่ความเข้มข้น 1x108 cell/ml เป็นเวลา 72 ชั่วโมง ดูดรับเชื้อไฟโตพลาสมาจากต้นอ้อยโรคใบขาว 1 วัน เลี้ยงแมลงด้วยต้นอ้อยปกติเป็นเวลา 14 และ 21 วัน เพื่อเป็นการเพิ่มปริมาณเชื้อไฟโตพลาสมา และทำการถ่ายทอดเชื้อ โดยให้แมลงดูดกินอ้อยปลอดเชื้อเป็นเวลา 1 วัน ดูแลรักษาต้นอ้อยในโรงเรือนทดลองนาน 30 วัน ตัดยอดมาสกัดดีเอ็นเอ และตรวจสอบแถบชิ้นส่วนดีเอ็นเอของเชื้อไฟโตพลาสมาสาเหตุโรคใบขาว โดยเทคนิค Nested PCR ต้นอ้อยที่ได้รับการถ่ายทอดเชื้อไฟโตพลาสมาจากแมลงที่บ่มเชื้อไว้นาน 21 วัน พบว่าแมลงที่ได้รับเชื้อแบคทีเรียมีเปอร์เซ็นต์การถ่ายทอดเชื้อไฟโตพลาสมา 5-15% แมลงไม่ได้ดูดกินแบคทีเรียมีเปอร์เซ็นต์การถ่ายทอดเชื้อ 15% แมลงที่ดูดกินเชื้อแบคทีเรีย  B. megaterium ถ่ายทอดเชื้อไฟโตพลาสมาได้ 10% แมลงที่ดูดกินเชื้อ A. nicotinae, A. woluwensis และ B. subtilis ถ่ายทอดเชื้อไฟโตพลาสมาได้ 5% และแมลงที่ดูดกินเชื้อแบคทีเรีย M. testaceum และ B. licheniformis ตรวจไม่พบแถบชิ้นส่วนดีเอ็นเอของเชื้อไฟโตพลาสมา โดยที่ไม่พบความแตกต่างทางสถิติ ส่วนแมลงที่บ่มเชื้อเป็นเวลา 14 วัน ตรวจไม่พบแถบชิ้นส่วนดีเอ็นเอ และการทดลองในส่วนที่ 4 ตรวจสอบการกระจายตัวของแบคทีเรียในต้นอ้อย และในเพลี้ยจักจั่นสีน้ำตาล พบว่า ต้นอ้อยที่เก็บจากทั้ง 3 พื้นที่ดังกล่าวข้างต้น ตรวจพบ M. testaceum, A. woluwensis และ B. subtilis 100%, B. licheniformis (95-100%), A. nicotinae (70-86.66%) และ B. megaterium (40-83.33%) ของจำนวนอ้อยทั้งหมด 90 ตัวอย่าง และในประชากรเพลี้ยจักจั่นสีน้ำตาล ตรวจพบ M. testaceum 80-100%, B. licheniformis (50-95%), A. woluwensis (90-100%), A. nicotinae (80-100%), B. megaterium (25-70%) และ B. subtilis (50-95%) ของจำนวนแมลงทั้งหมด 120 ตัวสรุปจากการศึกษาชนิดของแบคทีเรียที่เพาะเลี้ยงได้ในเพลี้ยจักจั่น M. hirolgphicus และคัดเลือกแบคทีเรียจำนวน 6 ชนิด ได้แก่ B. licheniformis, A. nicotinae, B. megaterium,  M. testaceum, B. subtilis และ A. woluwensis ทดสอบความสามารถในการก่อให้เกิดโรคทำให้แมลงตาย 6.66-23.33% แบคทีเรียดังกล่าวมีผลทำให้แมลงวางไข่ได้ลดลง 30-75% จากการตรวจสอบพบแบคทีเรียทั้ง 6 ชนิดในประชากรธรรมชาติแมลงพาหะและในต้นอ้อยพืชอาหาร แต่ยังไม่พบผลของแบคทีเรียที่มีต่อการถ่ายทอดเชื้อไฟโตพลาสมาในงานทดลองครั้งนี้ งานวิจัยนี้เป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาการควบคุมแมลงพาหะนำโรคใบขาวอ้อยด้วยแบคทีเรียที่เพาะเลี้ยงได้ อาจเป็นในลักษณะของการใช้แบคทีเรียที่เป็นเอนโดไฟท์มีประโยชน์ต่อพืช แต่มีผลในด้านลบกับแมลงพาหะ ทั้งนี้วิธีการหรือรูปแบบการนำเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ จะต้องมีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติม