Original Title: Medium optimization using response surface methodology to produce antifungal substance from Streptomyces samsunensis RB-4 against Rhizoctonia solani
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2022.56.4.11
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវមជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Response Surface Methodology ដើម្បីផលិតសារធាតុប្រឆាំងផ្សិតពី Streptomyces samsunensis RB-4 ប្រឆាំងនឹង Rhizoctonia solani

ចំណងជើងដើម៖ Medium optimization using response surface methodology to produce antifungal substance from Streptomyces samsunensis RB-4 against Rhizoctonia solani

អ្នកនិពន្ធ៖ Nanthavut Niyomvong (Nakhon Sawan Rajabhat University), Pilanee Vaithanomsat (Kasetsart University), Waraporn Apiwatanapiwat (Kasetsart University), Chanaporn Trakunjae (Kasetsart University), Phornphimon Janchai (Kasetsart University), Antika Boondaeng (Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2022, Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះផ្តោតលើការដោះស្រាយបញ្ហាជំងឺរុក្ខជាតិដែលបង្កឡើងដោយផ្សិត Rhizoctonia solani តាមរយៈការបង្កើនការផលិតសារធាតុជីវសាស្ត្រប្រឆាំងផ្សិតពីបាក់តេរី Streptomyces samsunensis ជាជាងការប្រើប្រាស់គីមី។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានអនុវត្តការរចនាពិសោធន៍ផ្អែកលើស្ថិតិ ដើម្បីកំណត់កំហាប់សមាសធាតុដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់មជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះបាក់តេរី។

ការកំណត់អត្តសញ្ញាណបាក់តេរី (16S rRNA Gene Sequencing)
ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវមជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះ (Medium Optimization)
វិធីសាស្ត្រវិភាគផ្ទៃឆ្លើយតប (Response Surface Methodology - RSM)
ការធ្វើតេស្តសកម្មភាពប្រឆាំងផ្សិត (Agar-well Diffusion Method)

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

កំហាប់ដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ការផលិតសារធាតុប្រឆាំងផ្សិតអតិបរមាគឺ សារធាតុចម្រាញ់ពីមេដំបែ 3.62 g/L សារធាតុចម្រាញ់ពីស្រូវសាលី 18.9 g/L និងគ្លុយកូស 6.74 g/L។
នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រសើរបំផុតនេះ តំបន់រារាំង (inhibition zone) មានទំហំ 15 mm ដែលស្មើនឹង 60% នៃការរារាំងការលូតលាស់របស់ផ្សិត។
ការសិក្សាបញ្ជាក់ថា វិធីសាស្ត្រ RSM គឺជាឧបករណ៍ស្ថិតិដ៏មានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការកំណត់មជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះ ដើម្បីពន្លឿនការផលិតសារធាតុប្រឆាំងផ្សិតអតិបរមា។

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method)	គុណសម្បត្តិ (Pros)	គុណវិបត្តិ (Cons)	លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
One-Factor-at-a-Time / Basal Media Screening (Unoptimized ISP2) ការសាកល្បងមជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះមូលដ្ឋាន (មិនទាន់ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងដោយស្ថិតិ)	ងាយស្រួលអនុវត្ត សន្សំសំចៃពេលវេលានៅដំណាក់កាលដំបូង និងជួយកំណត់មជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះជាមូលដ្ឋានដែលល្អជាងគេ។	មិនអាចកំណត់ពីអន្តរកម្មរវាងសមាសធាតុនីមួយៗបានទេ ដែលធ្វើឱ្យបាត់បង់ឱកាសក្នុងការទាញយកសក្តានុពលអតិបរមានៃបាក់តេរី។	ទទួលបានការរារាំងការលូតលាស់របស់ផ្សិតត្រឹមតែ 5.75% ប៉ុណ្ណោះ នៅពេលប្រើប្រាស់មជ្ឈដ្ឋាន ISP2 ធម្មតា។
Response Surface Methodology (RSM) based on Central Composite Design (CCD) វិធីសាស្ត្រវិភាគផ្ទៃឆ្លើយតប (RSM) ផ្អែកលើការរចនា Central Composite Design	អាចវិភាគអន្តរកម្មស្មុគស្មាញរវាងសមាសធាតុចិញ្ចឹមនីមួយៗ ដើម្បីរកកំហាប់ដ៏ល្អឥតខ្ចោះ (Optimal concentration) ដោយកាត់បន្ថយចំនួនដងនៃការពិសោធន៍។	ទាមទារចំណេះដឹងផ្នែកស្ថិតិកម្រិតខ្ពស់ និងការប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រឯកទេសសម្រាប់ការវិភាគគំរូគណិតវិទ្យា។	បង្កើនការរារាំងផ្សិតរហូតដល់ 60% (ទំហំតំបន់រារាំង 15 mm) ដែលស្របគ្នានឹងតម្លៃព្យាករណ៍របស់គំរូស្ថិតិ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តការសិក្សានេះទាមទារបរិក្ខារមន្ទីរពិសោធន៍មីក្រូជីវសាស្ត្រ និងម៉ូលេគុលស្តង់ដារ ព្រមទាំងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រសម្រាប់វិភាគស្ថិតិជំនាញ។

Software: កម្មវិធី Design-Expert version 13 សម្រាប់ការរចនាការពិសោធន៍ និងវិភាគទិន្នន័យ (RSM) ព្រមទាំង TREECON, CLUSTAL_X សម្រាប់ការវិភាគពន្ធុវិទ្យា។
Hardware: ម៉ាស៊ីន PCR (GeneAmp PCR System 9700), មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង SEM, ម៉ាស៊ីនក្រឡុកបណ្តុះមេរោគ (Bioshaker), និងម៉ាស៊ីនផ្ចិតល្បឿនលឿន (Centrifuge)។
Biological Materials: មេសំណាកបាក់តេរី Streptomyces samsunensis RB-4 និងផ្សិតបង្កជំងឺរុក្ខជាតិ Rhizoctonia solani។
Chemicals & Reagents: ឧបករណ៍ចម្រាញ់ DNA, PCR primers, និងសារធាតុចិញ្ចឹមមូលដ្ឋានដូចជា Yeast extract, Malt extract, Glucose ជាដើម។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់បាក់តេរីដែលបំបែកចេញពីសំណាកដីក្នុងខេត្តរ៉ាយ៉ង (Rayong) និងផ្សិតបង្កជំងឺពីស្ថាប័នស្រាវជ្រាវក្នុងប្រទេសថៃ។ ដោយសារប្រទេសថៃ និងកម្ពុជាមានអាកាសធាតុត្រូពិច និងប្រព័ន្ធកសិកម្មប្រហាក់ប្រហែលគ្នា លទ្ធផលនៃការសិក្សានេះមានភាពពាក់ព័ន្ធខ្ពស់ និងអាចយកមកសាកល្បងផ្ទាល់លើទម្រង់ដីកសិកម្មនៅកម្ពុជាដោយមានទំនុកចិត្តខ្ពស់។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រក្នុងការផលិតសារធាតុជីវសាស្ត្រប្រឆាំងផ្សិតនេះ មានតម្លៃយ៉ាងធំធេងសម្រាប់វិស័យកសិកម្មនៅកម្ពុជា ពិសេសក្នុងការផ្លាស់ប្តូរទៅរកកសិកម្មបែបសរីរាង្គ។

Rice Farming in Battambang & Pursat: ខេត្តទាំងនេះជាជង្រុកស្រូវដ៏សំខាន់ ដែលតែងជួបប្រទះបញ្ហាជំងឺស្រពោនស្រទប (sheath blight) បង្កដោយផ្សិត R. solani។ ការអនុវត្តភ្នាក់ងារជីវសាស្ត្រនេះអាចជួយកាត់បន្ថយការពឹងផ្អែកលើថ្នាំសម្លាប់ផ្សិតគីមី និងរក្សាគុណភាពដី។
Vegetable Production in Kampong Cham: តំបន់ដាំដុះបន្លែ និងដំណាំសាច់ប្រាក់ អាចប្រើប្រាស់បាក់តេរីនេះដើម្បីការពារជំងឺរលួយគល់ (damping-off) និងរលួយឫសលើដំណាំប៉េងប៉ោះ និងដំឡូងបារាំង ដោយធានាបាននូវទិន្នផលខ្ពស់ និងសុវត្ថិភាពចំណីអាហារ។
Agricultural Research Institutions (e.g., CARDI, RUA): វិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវ និងសាកលវិទ្យាល័យកសិកម្ម អាចយកវិធីសាស្ត្រ RSM នេះទៅអនុវត្តដើម្បីសិក្សា និងបង្កើតរូបមន្តជីជីវសាស្រ្ត ឬថ្នាំកម្ចាត់សត្វល្អិតដោយប្រើវត្ថុធាតុដើមក្នុងស្រុកដែលមានតម្លៃថោក (ដូចជាកន្ទក់ ឬកាកសំណល់កសិកម្មផ្សេងៗ)។

ជារួម ការប្រើប្រាស់ S. samsunensis និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពតាមរយៈ RSM គឺជាដំណោះស្រាយជីវសាស្ត្រដ៏មានសក្តានុពល ដើម្បីលើកកម្ពស់ផលិតភាពកសិកម្មប្រកបដោយចីរភាពនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

ការបំបែក និងបណ្តុះមេរោគ (Isolation and Cultivation): និស្សិតត្រូវអនុវត្តបច្ចេកទេសមូលដ្ឋានក្នុងការបំបែកបាក់តេរីពីសំណាកដី និងការបណ្តុះផ្សិតបង្កជំងឺ R. solani ដោយប្រើប្រាស់មជ្ឈដ្ឋានស្តង់ដារដូចជា ISP2 និងបច្ចេកទេស Dual culture ដើម្បីពិនិត្យមើលសកម្មភាពប្រឆាំងជាបឋម។
ការកំណត់អត្តសញ្ញាណបាក់តេរីតាមម៉ូលេគុល (Molecular Identification): រៀនស្រង់ Genomic DNA និងអនុវត្តការធ្វើ PCR លើតំបន់ហ្សែន 16S rRNA។ បន្ទាប់មក ប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ជីវព័ត៌មានវិទ្យាដូចជា BLAST និងកម្មវិធី MEGA ឬ TREECON ដើម្បីវិភាគលំដាប់ហ្សែន និងសាងសង់មែកធាងពន្ធុវិទ្យា។
ការរចនាការពិសោធន៍ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ RSM (Statistical Design): សិក្សាទ្រឹស្តីស្ថិតិ និងប្រើប្រាស់កម្មវិធី Design-Expert ឬកញ្ចប់ rsm នៅក្នុងកម្មវិធី R/Python ដើម្បីរៀបចំការពិសោធន៍តាមបែប Central Composite Design (CCD) សំដៅស្វែងរកកំហាប់ដ៏ល្អបំផុតនៃសារធាតុចិញ្ចឹម។
ការធ្វើតេស្តសកម្មភាពប្រឆាំងផ្សិត (In Vitro Antagonism Assay): ទាញយកសារធាតុរាវពីបាក់តេរីដែលបណ្តុះរួច (Cell-free supernatant) មកសាកល្បងដោយបច្ចេកទេស Agar-well diffusion method។ វាស់វែងទំហំតំបន់រារាំង (Inhibition zone) និងបញ្ចូលទិន្នន័យទៅក្នុងកម្មវិធីស្ថិតិដើម្បីបង្កើតគំរូគណិតវិទ្យា។
ការសាកល្បងក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ និងការវាយតម្លៃសេដ្ឋកិច្ច (Greenhouse Trial & Scaling): យកកំហាប់ដែលទទួលបានលទ្ធផលល្អបំផុត ទៅសាកល្បងបាញ់លើរុក្ខជាតិផ្ទាល់នៅក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ រួចវាយតម្លៃពីប្រសិទ្ធភាពជាក់ស្តែង និងគណនាថ្លៃដើមធៀបនឹងការប្រើប្រាស់ថ្នាំគីមី ដើម្បីត្រៀមខ្លួនសម្រាប់ផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស	ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation)	និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Response surface methodology (RSM) (វិធីសាស្ត្រវិភាគផ្ទៃឆ្លើយតប)	ជាបណ្តុំនៃបច្ចេកទេសគណិតវិទ្យា និងស្ថិតិដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីរចនាការពិសោធន៍ បង្កើតគំរូ និងស្វែងរកកម្រិតបរិមាណដ៏ល្អបំផុត (Optimal) នៅពេលដែលកត្តាជាច្រើនមានអន្តរកម្មជាមួយគ្នាដើម្បីជះឥទ្ធិពលដល់លទ្ធផលចុងក្រោយ។	ដូចជាការសាកល្បងលាយគ្រឿងផ្សំស្លសម្លម្ជូរដោយផ្លាស់ប្តូរបរិមាណអំបិល ស្ករ និងម្ជូរក្នុងពេលតែមួយ ដើម្បីរកមើលរូបមន្តណាដែលមានរសជាតិឆ្ងាញ់បំផុត ជាជាងការប្តូរម្តងមួយមុខៗ។
Central composite design (CCD) (ការរចនាសមាសធាតុរួមចំណុចកណ្តាល)	ជាទម្រង់នៃការរចនាការពិសោធន៍មួយនៅក្នុងការវិភាគ RSM ដែលជួយកាត់បន្ថយចំនួននៃការធ្វើតេស្តសរុប ប៉ុន្តែនៅតែអាចផ្តល់ទិន្នន័យគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្កើតសមីការគណិតវិទ្យាសម្រាប់ព្យាករណ៍ពីអន្តរកម្មរវាងអថេរផ្សេងៗ។	ដូចជាការជ្រើសរើសចំណុចសំខាន់ៗមួយចំនួននៅលើផែនទីដើម្បីថតរូប ជំនួសឱ្យការដើរថតគ្រប់កន្លែងទាំងអស់ ប៉ុន្តែនៅតែអាចផ្តុំបានរូបភាពរួមនៃតំបន់នោះទាំងមូល។
Antifungal substance (សារធាតុប្រឆាំងផ្សិត)	សមាសធាតុគីមី ឬជីវសាស្រ្តដែលច្រើនតែផលិតដោយអតិសុខុមប្រាណ ដែលមានសមត្ថភាពរារាំងការលូតលាស់ ឬសម្លាប់ផ្សិតដែលបង្កជំងឺដល់រុក្ខជាតិ សត្វ ឬមនុស្ស។	ដូចជាកងទ័ពការពារព្រំដែនដែលរារាំងមិនឱ្យសត្រូវ (ផ្សិតចង្រៃ) ឆ្លងចូលមកបំផ្លាញទីក្រុង (រុក្ខជាតិ) របស់យើងបាន។
16S rRNA gene sequencing (ការស្វែងរកលំដាប់ហ្សែន 16S rRNA)	បច្ចេកទេសម៉ូលេគុលដែលប្រើប្រាស់ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណ និងចំណាត់ថ្នាក់របស់បាក់តេរី ដោយការវិភាគលើលំដាប់ DNA នៃហ្សែន 16S ដែលមាននៅក្នុងបាក់តេរីទាំងអស់ និងមានការបម្រែបម្រួលយឺតបំផុតតាមពេលវេលា។	ដូចជាការស្កេនស្នាមម្រាមដៃ ឬអានបាកូដ (Barcode) ដើម្បីដឹងច្បាស់ថាជនសង្ស័យនោះជានរណាប្រាកដ។
Actinomycetes (អាក់ទីណូមីសែត / បាក់តេរីទម្រង់ជាសរសៃ)	ជាក្រុមបាក់តេរីមួយប្រភេទដែលរស់នៅក្នុងដី ហើយមានទម្រង់លូតលាស់ជាសរសៃៗស្រដៀងនឹងផ្សិត ដែលពួកវាល្បីល្បាញដោយសារសមត្ថភាពផលិតសារធាតុអង់ទីប៊ីយ៉ូទិក និងសមាសធាតុសកម្មជីវសាស្រ្តផ្សេងៗជាច្រើន។	ដូចជារោងចក្រផលិតថ្នាំពេទ្យធម្មជាតិដ៏ធំមួយដែលកប់នៅក្នុងដី ដើម្បីផលិតថ្នាំទប់ទល់នឹងមេរោគផ្សេងៗ។
Diaminopimelic acid isomer (A2pm) (អ៊ីសូមែរអាស៊ីតឌីអាមីណូពីមេលីក)	ជាសមាសធាតុអាស៊ីតអាមីណូពិសេសមួយដែលមាននៅក្នុងជញ្ជាំងកោសិការបស់បាក់តេរីមួយចំនួន ហើយការវិភាគរកប្រភេទនៃម៉ូលេគុលនេះជួយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងការបែងចែកក្រុម និងកំណត់អត្តសញ្ញាណបាក់តេរី Actinomycetes។	ដូចជាការពិនិត្យមើលប្រភេទឥដ្ឋដែលគេប្រើសម្រាប់សង់ជញ្ជាំងផ្ទះ ដើម្បីដឹងថាតើអ្នកម៉ៅការមួយណាជាអ្នកសាងសង់ផ្ទះនោះ។
Agar-well diffusion method (វិធីសាស្ត្រសាយភាយតាមរន្ធអាហ្គារ)	បច្ចេកទេសមន្ទីរពិសោធន៍សម្រាប់វាស់ស្ទង់ប្រសិទ្ធភាពប្រឆាំងមេរោគ ដោយចោះរន្ធលើចាហួយ (Agar) ដែលមានមេរោគដុះ រួចចាក់សារធាតុសាកល្បងចូល ដើម្បីមើលថាតើសារធាតុនោះអាចបង្កើត "តំបន់រារាំង" (Inhibition zone) ជុំវិញរន្ធនោះបានកម្រិតណា។	ដូចជាការទម្លាក់គ្រាប់បែកទឹកចូលក្នុងហ្វូងស្រមោច ហើយយើងវាស់មើលថាតើទឹករាលដាលបានឆ្ងាយប៉ុណ្ណា ហើយធ្វើឱ្យស្រមោចរត់ចេញពីតំបន់នោះបានទំហំប៉ុនណា។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖