Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/77936
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorWasu Pathom-aree-
dc.contributor.authorFeiyang Xieen_US
dc.date.accessioned2023-01-19T08:33:08Z-
dc.date.available2023-01-19T08:33:08Z-
dc.date.issued2022-11-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/77936-
dc.description.abstractActinobacteria are a large group of beneficial Gram-positive bacteria play an important role for promoting plant growth for sustainable agriculture. Desert, an extreme ecosystem, is known to harbour diverse actinobacteria with biotechnological potential. The worldwide agricultural products have been sharply decreased due to waste land conditions caused by global climate change, especially crop plants. The use of plant growth promoting bacteria is one alternative for sustainable agriculture and food security through plant-microbe interactions. The arid environment of desert offers an underexplored resource for diverse actinobacteria with high level of drought tolerance and potential plant growth promoting activities. This project aims to investigate unique actinobacteria from the Atacama Desert with potential plant growth promoting properties under drought condition. Three soil samples were collected from the Atacama Desert, including Aguas Calientes (AC3), Lomas Bayas (LB3) and Yungay (Y6, CAB0). Nine isolates from AC3 were assigned to 2 multi- and 3 single-membered colour-groups. The 34 strains from LB 3 were assigned to 7 multi- and 2 single-membered colour-groups, while 240 strains from Y6 were assigned to 31 multi- and 33 single-membered colour-groups. The 53 representatives isolated from were belonging to 24 validly named species, 13 genera, including Blastococcus, Brevibacterium, Geodermatophilus, Kocuria, Lentzea, Modestobacter, Microbacterium, Micromonospora, Nocardioides, Pseudonocardia, Rhodococcus, Streptomyces and Tsukamurella. Comparative 16S rRNA sequencing studies showed 5 representatives from the Atacama Desert shared 16S similarity values below 98.7%, a threshold for establishing new species of Blastotoccus, Micromonospora, Pseudonocardia, Rhodococcus and Streptomyces. Six beneficial plant growth-promoting traits were evaluated for: indole-3-acetic acid (IAA) production, phosphate solubilization, siderophore production, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase activity, nitrogen fixation and drought tolerant ability. Most strains displayed in vitro PGP capabilities with different proportions. All desert isolates were grown below the aw of 0.919, considered as drought-tolerant. It is surprising that Micromonospora chalcea strain 66-1 was able to survive in drought treated soil based on growth observation in soil, despite the fact that PGP traits were negatively influenced by drought stress. The adaption of actinobacteria to desert lifestyle was supported by genomic analysis, revealed that Amycolatopsis vastitatis strain H5T, Micromonospora chalcea strain 66-1, Modestobacter caceresii strain KNN 45-2bT from the Atacama Desert contains substantial genes related to plant growth promotion and stress response. Amycolatopsis vastitatis strain H5T and Modestobacter caceresii KNN 45-2bT were selected and used as bioinoculants to promote growth of tomato (Lycopersicum esculentum Mill.) under drought conditions. Both strains successfully increased tomato growth as observed from the morphological features such as root length, total fresh and dry weight, fruit weight, and biochemical characteristics such as proline accumulation and total soluble sugar content in the greenhouse trial with drought treatment. To minimize the negative effects of reactive oxygen species (ROS), the accumulation of hydrogen peroxide was reduced with the inoculation of actinobacteria under drought condition. Hence, these results provide supporting evidence that diverse actinobacteria in the Atacama Desert have plant growth promoting activities. They offer potential resources as plant growth promoter for sustainable agriculture, especially in arid land or water deficit areas which are increasingly affected by climate change.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.subjectDesert Actinobacteriaen_US
dc.subjectAtacama Deserten_US
dc.subjectPlant Growth Promoting Actinobacteriaen_US
dc.subjectDroughten_US
dc.subjectMicrobial Diversityen_US
dc.titleActinobacteria from the Atacama desert for promoting tomato growth under droughten_US
dc.title.alternativeแอ็กทิโนแบคทีเรียจากทะเลทรายอะตาคามาสาหรับส่งเสริมการเติบโตของมะเขือเทศในสภาวะแล้งen_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.thashActinobacteria-
thailis.controlvocab.thashTomatoes-
thailis.controlvocab.thashAtacama Desert-
thailis.controlvocab.thashGrowth (Plants)-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractแอกติโนแบคทีเรียเป็นกลุ่มใหญ่ของแบคทีเรียแกรมบวกที่มีประโยชน์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชเพื่อการเกษตรที่ยั่งยืน ทะเลทรายเป็นระบบนิเวศแบบสุดขั้วซึ่งเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของแอกติโนแบคทีเรียที่มีศักยภาพทางเทคโนโลยีชีวภาพ ผลผลิตทางการเกษตรทั่วโลกลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากสภาพดินที่เสื่อมโทรมจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยเฉพาะพืชผล การใช้จุลินทรีย์ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชเป็นทางเลือกหนึ่งสำหรับการทำการเกษตรแบบยั่งยืน และความมั่นคงทางอาหารผ่านปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืช และจุลินทรีย์ สภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งของทะเลทรายเป็นแหล่งที่ยังมีการศึกษาไม่มากเกี่ยวกับความหลากหลายของแอกติโนแบคทีเรียที่มีความสามารถในการทนทานต่อความแห้งแล้ง และมีศักยภาพในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบแอกติโนแบคทีเรียที่มีลักษณะเฉพาะจากทะเลทราย Atacama ที่มีคุณสมบัติในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชภายใต้สภาวะแล้ง ทำการเก็บดินจำนวน 3 ตัวอย่างจากทะเลทราย Atacama ได้แก่ Aguas Calientes (AC3) Lomas Bayas (LB3) และ Yungay (Y6, CAB0) แอกติโนแบคทีเรียจำนวน 9 ไอโซเลตจาก AC3 ถูกจัดออกเป็น 2 multi-membered และ 3 single-membered colour group 34 ไอโซเลตจาก LB3 ถูกจัดออกเป็น 7 multi-membered และ 2 single-membered colour group และ 240 ไอโซเลต จาก Y6 ถูกจัดออกเป็น 31 multi-membered และ 33 single-membered colour group ตัวแทนไอโซเลตจำนวน 53 ไอโซเลต จัดอยู่ใน 24 สปีชีส์ 13 จีนัส ได้แก่ Blastococcus, Brevibacterium, Geodermatophilus, Kocuria, Lentzea, Modestobacter, Microbacterium, Micromonospora, Nocardioides, Pseudonocardia, Rhodococcus, Streptomyces และ Tsukamurella เมื่อเปรียบเทียบความเหมือน (% Similarity) ของลำดับนิวคลีโอไทด์ด้วยยีน 16S rRNA พบว่า 5 ตัวแทนไอโซเลต จากทะเลทราย Atacama มี similarity 98.7% ซึ่งมีแนวโน้มเป็นสปีชีส์ใหม่ของ Blastotoccus, Micromonospora, Pseudonocardia, Rhodococcus และ Streptomyces ทำการทดสอบคุณสมบัติในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชที่เป็นประโยชน์จำนวน 6 คุณสมบัติ ได้แก่ การผลิต indole-3-acetic acid (IAA) การละลายฟอสเฟต การผลิตสารไซเดอโรฟอร์ ACC deaminase activity การตรึงไนโตรเจน และความสามารถทนความแล้ง สายพันธุ์ของแอกติโนแบคทีเรียส่วนใหญ่มีความสามารถในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชในสัดส่วนที่แตกต่างกันออกไป ทุกไอโซเลตจากทะเลทรายเจริญที่ค่า aw เท่ากับ 0.919 ซึ่งถือเป็นสายพันธุ์ที่ทนแล้งได้ เป็นที่น่าสนใจว่า Micromonospora chalcea สายพันธุ์ 66-1 สามารถอยู่รอดได้ในดินที่มีความแห้งแล้ง ถึงแม้ว่าคุณลักษณะในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชจะได้รับอิทธิพลเชิงลบจากความเครียดแล้ง การปรับตัวของแอกติโนแบคทีเรียต่อการดำรงชีวิตในทะเลทรายจะยืนยันได้จากการวิเคราะห์จีโนมที่แสดงให้เห็นว่า Amycolatopsis vastitatis สายพันธุ์ H5T Micromonospora chalcea สายพันธุ์ 66-1 Modestobacter caceresii สายพันธุ์ KNN 45-2bT จากทะเลทราย Atacama มียีนที่เกี่ยวข้องในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชและการตอบสนองต่อความครียดเป็นจำนวนมาก Amycolatopsis vastitatis สายพันธุ์ H5T และ Modestobacter caceresii สายพันธุ์ KNN 45-2bT ถูกเลือกมาใช้เป็น bioinoculants เพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นมะเขือเทศ (Lycopersicum esculentum Mill.) ภายใต้สภาวะแล้ง แอกติโนแบคทีเรียทั้งสองสายพันธุ์ประสบความสำเร็จในการส่งเสริมการเจริญของต้นมะเขือเทศ ซึ่งสังเกตได้จากลักษณะทางสัณฐานวิทยา เช่น ความยาวราก น้ำหนักสด และน้ำหนักแห้ง น้ำหนักของผล และลักษณะทางชีวเคมี เช่น การสะสมโพรลีน และ ปริมาณน้ำตาล ในระดับโรงเรือนภายใต้สภาวะแล้ง ในการลดผลกระทบเชิงลบของ ROS การสะสมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีปริมาณลดลงเมื่อเติมแอกติโนแบคทีเรียภายใต้สภาวะแล้ง ดังนั้นผลการทดลองดังกล่าวสนับสนุนว่าแอกติโนแบคทีเรียที่หลากหลายในทะเลทราย Atacama มีความสามารถในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช แอกติโนแบคทีเรียเหล่านี้มีศักยภาพในการเป็นสารส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชสำหรับการเกษตรแบบยั่งยืน โดยเฉพาะในพื้นที่แห้งแล้ง หรือพื้นที่ที่ขาดน้ำจากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศen_US
Appears in Collections:SCIENCE: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
620555804-Feiyang Xie.pdf22.62 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.