การศึกษาผลของอุณหภูมิต่อการเข้าทำลายเชื้อแบคทีเรีย Ralstonia solanacearum ของแบคทีรีโอฟาจไมโอไวรัส
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
จิรัชญาดา คงสมบูรณ์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
เบญญพร พัฒน์เจริญ, อุดม แซ่อึ่ง
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โรคเหี่ยวเขียวที่เกิดจากเชื้อ Ralstonia solanacearum (Rs) เป็นแบคทีเรียก่อโรคในพืชอันดับ 2 ของโลก สามารถพบได้ทั่วโลก สร้างความเสียหายให้กับพืชกว่า 200 ชนิด มูลค่ากว่าปีละ 35,000 ล้านบาท ในปัจจุบันยังไม่มีวิธีการแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ การควบคุมโรคนี้โดยวิธีการทางชีวภาพด้วยแบคทีรีโอฟาจหรือฟาจ เป็นอีกวิธีการหนึ่งที่น่าสนใจและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตามฟาจนั้นยังมีข้อจำกัดสำหรับการใช้งานจริง เนื่องจากโครงสร้างของฟาจเป็นเพียงโปรตีนที่ห่อหุ้มสารพันธุกรรมซึ่งทนต่อความร้อนได้ต่ำ เมื่อพบกับการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยภายนอกในสิ่งแวดล้อมจึงเสื่อมสภาพได้ง่าย อีกทั้งผลกระทบของอุณหภูมิต่อฟาจยังไม่สามารถสรุปได้ ในโครงงานนี้ผู้จัดทำจึงศึกษาผลของอุณหภูมิที่มีต่อการเข้าทําลายเชื้อแบคทีเรีย Rs ของฟาจไมโอไวรัสในช่วงอุณหภูมิ 24-44 °C ใน 3 ด้าน ได้แก่ (1) ประสิทธิภาพการทำลายเชื้อแบคทีเรียของฟาจด้วยเทคนิคพลาค (2) ผลกระทบด้านโครงสร้างฟาจด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และ (3) ประสิทธิภาพการป้องกันเชื้อแบคทีเรียของฟาจในต้นพริกเพื่อทดสอบสภาวะที่ใกล้เคียงกับการใช้งานฟาจ
ฟาจ P7 ไมโอไวรัสที่ศึกษานี้สามารถเข้าทำลายเชื้อ Rs ได้ที่อุณหภูมิ 24 °C มากกว่าที่อุณหภูมิ 44 °C ถึง 2.59 เท่า และเมื่อเวลาผ่านไป 5 ชั่วโมง ประสิทธิภาพในการเข้าทำลายเชื้อที่อุณหภูมิ 24 °C เพิ่มขึ้นมากกว่าที่ 44 °C ถึง 7.63 เท่า ซึ่งต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แสดงให้เห็นว่าฟาจนี้มีประสิทธิภาพในการเข้าทำลายเชื้อลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เนื่องจากเกิดการเสียสภาพของโปรตีนที่ห่อหุ้มสารพันธุกรรมหรือแคปซิด ซึ่งอ้างอิงการถ่ายภาพฟาจด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่พบฟาจเสียสภาพจำนวนมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อย่างไรก็ตามอุณหภูมิในช่วงที่เหมาะสมนั้นอาจมีส่วนช่วยให้ฟาจสามารถปล่อยสารพันธุกรรมและเข้าทำลายเชื้อแบคทีเรียได้ดีขึ้น สังเกตุได้จากประสิทธิภาพการเข้าทำลายเชื้อของฟาจที่อุณหภูมิ 24 °C ที่เพิ่มมากขึ้นถึง 7.43 เท่าเมื่อบ่มนานขึ้นครบ 5 ชั่วโมงซึ่งต่างกับช่วง 30 นาทีแรกอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเช่นเดียวกัน ฟาจ P7 ไมโอไวรัสที่ศึกษานี้เป็นฟาจที่มีประสิทธิภาพในการเข้าทำลายเชื้อแบคทีเรียสูง จากการทดสอบประสิทธิภาพการป้องกันเชื้อแบคทีเรียของฟาจในต้นพริกเพื่อจำลองสถานการณ์จริงนั้นพบว่าต้นพริกที่ได้รับการราดเชื้อ Rs และฟาจที่อุณหภูมิ 24 °C ไม่แสดงอาการเหี่ยวเลย 100% ในขณะที่ต้นพริกที่ได้รับการราดเชื้อ Rs และฟาจที่อุณหภูมิ 44 °C ซึ่งทำให้ฟาจบางส่วนเกิดการเสียสภาพ แต่ยังคงมีต้นพริกที่สภาพดีมากถึง 75% ฟาจ P7 ไมโอไวรัสนี้จึงมีศักยภาพที่จะนำไปพัฒนาใช้ควบคุมการเกิดโรคเหี่ยวเขียวในอนาคต เป็นทางออกที่ยั่งยืน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม