Original Title: Construction of High Ethanol Fermenting Halotolerant Hybrid by Intergeneric Protoplast Fusion of Saccharomyces cerevisiae and Zygosaccharomyces rouxii
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការបង្កើតកូនកាត់ធន់នឹងជាតិប្រៃដែលផលិតអេតាណុលខ្ពស់តាមរយៈការរំលាយបញ្ចូលគ្នានូវប្រូតូប្លាសអន្តរពូជរវាង Saccharomyces cerevisiae និង Zygosaccharomyces rouxii

ចំណងជើងដើម៖ Construction of High Ethanol Fermenting Halotolerant Hybrid by Intergeneric Protoplast Fusion of Saccharomyces cerevisiae and Zygosaccharomyces rouxii

អ្នកនិពន្ធ៖ Savitree Limtong (Department of Microbiology, Faculty of Science, Kasetsart University, Bangkok 10900, Thailand), Somkid Deejing (Department of Microbiology, Faculty of Science, Kasetsart University, Bangkok 10900, Thailand), Wichien Yongmanitchai (Department of Microbiology, Faculty of Science, Kasetsart University, Bangkok 10900, Thailand), Wilia Santisopasri (Department of Biochemistry, Faculty of Science, Kasetsart University, Bangkok 10900, Thailand)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 1998 Kasetsart J. (Nat. Sci)

វិស័យសិក្សា៖ Microbiology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ផលិតកម្មអេតាណុលនៅក្នុងតំបន់ខ្លះជួបប្រទះបញ្ហាទឹកមានជាតិប្រៃខ្ពស់ ដែលបញ្ហានេះបានប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់សមត្ថភាពនៃការធ្វើមេតាប៉ូលីស (Fermentation) របស់មេដំបែ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសរំលាយបញ្ចូលគ្នានូវប្រូតូប្លាស ដើម្បីបង្កាត់ពូជមេដំបែដែលផលិតអេតាណុលខ្ពស់ ជាមួយមេដំបែដែលធន់នឹងជាតិប្រៃ។

ការញែក និងរំលាយបញ្ចូលគ្នានូវប្រូតូប្លាសដោយប្រើប្រាស់សារធាតុ Polyethylene glycol (PEG-induced protoplast fusion)
ការសាកល្បងសមត្ថភាពផលិតអេតាណុលក្នុងមជ្ឈដ្ឋានទឹកប្រៃ (Ethanol fermentation in salted medium)
ការបណ្ដុះក្នុងឧបករណ៍បំប្លែងជីវសាស្ត្រចំណុះ ៥លីត្រ (5 l fermentor cultivation)

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

ការរំលាយបញ្ចូលគ្នារវាងអម្បូរ S. cerevisiae M30 និង Zygosac. rouxii TISTR1750 ទទួលបានជោគជ័យក្នុងអត្រាប្រេកង់ 5.89X10^-5។
កូនកាត់ RM11 អាចផលិតអេតាណុលបានខ្ពស់បំផុតរហូតដល់ ៦.៨៥% ដោយទម្ងន់ ជាមួយនឹងទិន្នផល ៨៧% នៃទ្រឹស្តី ក្រោយពេលបណ្ដុះបាន ៦០ម៉ោង ក្នុងមជ្ឈដ្ឋានសូដ្យូមក្លរួរ ៣%។
កូនកាត់ RM11 ទទួលបានលក្ខណៈតោងជាប់គ្នាជាដុំ (Flocculation) ដូចគ្នាទៅនឹងមេដំបែដើម S. cerevisiae M30 ព្រមទាំងមានភាពធន់នឹងជាតិប្រៃពីមេដំបែ Zygosac. rouxii ផងដែរ។

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method)	គុណសម្បត្តិ (Pros)	គុណវិបត្តិ (Cons)	លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Parental Strain: Saccharomyces cerevisiae M30 មេដំបែដើម S. cerevisiae M30	មានសមត្ថភាពផលិតអេតាណុលបានខ្ពស់ក្នុងស្ថានភាពធម្មតា និងមានលក្ខណៈតោងជាប់គ្នាជាដុំ (Flocculent) ដែលងាយស្រួលក្នុងការប្រមូលផល។	មិនមានភាពធន់នឹងជាតិប្រៃ (Non-halotolerant) ធ្វើឱ្យសមត្ថភាពផលិតអេតាណុលធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងក្នុងមជ្ឈដ្ឋានដែលមានកំហាប់អំបិលខ្ពស់។	ផលិតអេតាណុលបាន ៦.៥០% (ទិន្នផល ៨៣%) ក្នុងមជ្ឈដ្ឋានសូដ្យូមក្លរួរ ៣%។
Parental Strain: Zygosaccharomyces rouxii TISTR1750 មេដំបែដើម Zygosaccharomyces rouxii TISTR1750	មានភាពធន់នឹងបរិស្ថានដែលមានកំហាប់ជាតិប្រៃខ្ពស់ខ្លាំង (Halotolerant)។	មានសមត្ថភាពផលិតអេតាណុលទាបជាង និងមិនមានលក្ខណៈតោងជាប់គ្នាជាដុំ (Non-flocculent) ដែលពិបាកក្នុងការទាញយកកោសិកាចេញពីទឹកមេ។	ផលិតអេតាណុលបាន ៦.៣៦% (ទិន្នផល ៧៩%) ក្នុងមជ្ឈដ្ឋានសូដ្យូមក្លរួរ ៣%។
Hybrid Fusant RM11 (Proposed) មេដំបែកូនកាត់ RM11 (ទទួលបានពីការរំលាយបញ្ចូលប្រូតូប្លាស)	រួមបញ្ចូលគ្នានូវលក្ខណៈល្អនៃមេដំបែទាំងពីរ គឺអាចផលិតអេតាណុលបានខ្ពស់ ធន់នឹងកំហាប់អំបិល (ជាតិប្រៃ) និងរក្សាបាននូវសមត្ថភាពតោងជាប់គ្នាជាដុំ។	តម្រូវឱ្យមានដំណើរការមន្ទីរពិសោធន៍ស្មុគស្មាញ និងស៊ីជម្រៅដើម្បីញែក និងរំលាយបញ្ចូលគ្នានូវប្រូតូប្លាសឱ្យទទួលបានកូនកាត់នេះ។	ផលិតអេតាណុលបានខ្ពស់បំផុត ៦.៨៥% (ទិន្នផល ៨៧%) ក្នុងមជ្ឈដ្ឋានសូដ្យូមក្លរួរ ៣%។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍មីក្រូជីវសាស្ត្រកម្រិតខ្ពស់ និងសារធាតុគីមីជំនាញសម្រាប់ការបំបែកកោសិការ និងការវិភាគកំហាប់អេតាណុល។

Hardware: ម៉ាស៊ីនបំប្លែងជីវសាស្ត្រចំណុះ ៥លីត្រ (5L Jar Fermentor), ម៉ាស៊ីនវិភាគឧស្ម័ន (Gas Chromatography), និងម៉ាស៊ីនវាស់រលកពន្លឺ Spectrophotometer
Biological Material: ពូជមេដំបែ Saccharomyces cerevisiae M30 និង Zygosaccharomyces rouxii TISTR1750
Chemicals: សារធាតុ PEG-6000 សម្រាប់ភ្ញោចការរំលាយបញ្ចូលប្រូតូប្លាស, អង់ស៊ីម Zymolyase 20T, និងសារធាតុបំប្លែងហ្សែន EMS
Expertise: ចំណេះដឹងជំនាញកម្រិតខ្ពស់ផ្នែកមីក្រូជីវសាស្ត្រ ពន្ធុវិទ្យាមីក្រូសារពាង្គកាយ និងវិស្វកម្មរំពុះ (Fermentation Technology)

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប្រទេសថៃ (សាកលវិទ្យាល័យ Kasetsart) ដោយប្រើប្រាស់ពូជមេដំបែដែលបានបំប្លែងហ្សែន និងញែកចេញពីមន្ទីរពិសោធន៍ផ្ទាល់។ ទិន្នន័យនេះមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ព្រោះប្រទេសទាំងពីរមានលក្ខណៈកសិកម្ម និងអាកាសធាតុស្រដៀងគ្នា ហើយកម្ពុជាក៏អាចប្រឈមនឹងការប្រើប្រាស់ទឹក ឬកាកសំណល់កសិកម្មដែលមានជាតិប្រៃខ្ពស់សម្រាប់ការផលិតអេតាណុលផងដែរ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកទេសបង្កាត់មេដំបែដោយវិធីសាស្ត្រនេះ មានអត្ថប្រយោជន៍យ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្មជីវអេតាណុលនៅក្នុងវិស័យកែច្នៃកសិផលរបស់កម្ពុជា។

រោងចក្រផលិតស្ករស (ខេត្តកំពង់ស្ពឺ និងកោះកុង): អាចប្រើប្រាស់កាកស្ករ (Molasses) ដែលសល់ពីការផលិត ដែលជារឿយៗមានផ្ទុកជាតិអំបិលខ្ពស់ ដើម្បីយកមកផលិតជីវអេតាណុលដោយប្រើមេដំបែកូនកាត់នេះ ដោយមិនបារម្ភពីការធ្លាក់ចុះទិន្នផល។
រោងចក្រផលិតជីវឥន្ធនៈពីដំឡូងមី (ខេត្តបាត់ដំបង និងបន្ទាយមានជ័យ): ជួយបង្កើនសមត្ថភាពរំពុះ (Fermentation) ក្នុងមជ្ឈដ្ឋានដែលមានកំហាប់ស្ករ និងជាតិប្រៃខ្ពស់ ដែលជួយកាត់បន្ថយការចំណាយទៅលើការបន្សុតទឹកសម្រាប់ដំណើរការរោងចក្រ។
ស្ថាប័នស្រាវជ្រាវ (RUPP, RUA): អាចប្រើប្រាស់ជានីតិវិធីស្រាវជ្រាវគោល សម្រាប់និស្សិតផ្នែកជីវបច្ចេកវិទ្យាក្នុងការអនុវត្តបច្ចេកទេសបំបែក និងរំលាយបញ្ចូលប្រូតូប្លាស (Protoplast fusion) ដើម្បីបង្កើតពូជអតិសុខុមប្រាណថ្មីៗ។

ការបំពាក់ និងអនុវត្តបច្ចេកទេសបង្កើតមេដំបែកូនកាត់នេះ នឹងជួយឱ្យការផលិតជីវអេតាណុលនៅកម្ពុជាកាន់តែមានភាពធន់នឹងបរិស្ថាន និងជួយកាត់បន្ថយថ្លៃដើមផលិតកម្មកម្រិតឧស្សាហកម្មយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

សិក្សាពីមូលដ្ឋានគ្រឹះមីក្រូជីវសាស្ត្រ និងការបណ្ដុះកោសិកា: និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ពីបច្ចេកទេសបណ្ដុះមេដំបែ និងការរក្សាភាពគ្មានមេរោគ (Sterile technique) ដោយអនុវត្តផ្ទាល់ជាមួយមជ្ឈដ្ឋាន YPD broth និង YPD agar ដើម្បីសិក្សាពីវដ្តលូតលាស់របស់វា។
អនុវត្តបច្ចេកទេសបំប្លែងហ្សែន និងបំបែកប្រូតូប្លាស: រៀនប្រើប្រាស់អង់ស៊ីម Zymolyase 20T លាយជាមួយសូលុយស្យុង KCl ដើម្បីរំលាយជញ្ជាំងកោសិការបស់មេដំបែ (Protoplast Isolation) និងសាកល្បងប្រើសារធាតុ EMS សម្រាប់បង្កើតបម្រែបម្រួលហ្សែន។
សាកល្បងការរំលាយបញ្ចូលប្រូតូប្លាស (Protoplast Fusion): អនុវត្តការរំលាយបញ្ចូលកោសិការវាងអម្បូរមេដំបែពីរផ្សេងគ្នា ដោយប្រើប្រាស់ PEG-6000 និងធ្វើការជ្រើសរើសកូនកាត់នៅលើមជ្ឈដ្ឋានបណ្ដុះពិសេស Selective Regeneration Medium (SRM)។
សិក្សាពីដំណើរការរំពុះក្នុងឧបករណ៍បំប្លែងជីវសាស្ត្រ: អនុវត្តការផលិតអេតាណុលក្នុងឧបករណ៍ 5L Jar Fermentor ដោយរៀនកំណត់ និងគ្រប់គ្រងកត្តាបរិស្ថានដូចជា កម្រិត pH, សីតុណ្ហភាព ៣០°C, ល្បឿនកូរ 300 rpm និងកំហាប់អំបិលផ្សេងៗគ្នា។
វិភាគទិន្នផលដោយប្រើឧបករណ៍ទំនើប: ត្រូវចេះប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន Gas Chromatography (GC) ជាមួយឧបករណ៍សម្គាល់ Flame Ionized Detector សម្រាប់វាស់កំហាប់អេតាណុលយ៉ាងច្បាស់លាស់ និងប្រើ Spectrophotometer ដើម្បីគណនាកំណើនកោសិកា (OD 660 nm)។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស	ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation)	និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Intergeneric protoplast fusion (ការរំលាយបញ្ចូលប្រូតូប្លាសអន្តរពូជ)	ដំណើរការដកយកជញ្ជាំងកោសិកាចេញពីកោសិកានៃអម្បូរផ្សេងគ្នាពីរ រួចប្រើប្រាស់សារធាតុគីមី ឬអគ្គិសនីដើម្បីជំរុញឲ្យកោសិកាទាំងពីរនោះរលាយចូលគ្នាជាកោសិកាកូនកាត់តែមួយ ដើម្បីទទួលបានលក្ខណៈពិសេសពីពូជទាំងពីរ។	ដូចជាការបកសំបកផ្លែឈើពីរប្រភេទខុសគ្នា រួចយកបេះដូង (ស្នូល) របស់វាមកច្របាច់បញ្ចូលគ្នាដើម្បីបង្កើតជាពូជផ្លែឈើថ្មីមួយដែលមានរសជាតិផង និងធន់នឹងជំងឺផង។
Halotolerant (ភាពធន់នឹងកំហាប់អំបិល ឬជាតិប្រៃ)	សមត្ថភាពរបស់អតិសុខុមប្រាណ (ដូចជាមេដំបែ) ក្នុងការរស់រានមានជីវិត លូតលាស់ និងដំណើរការមេតាប៉ូលីសប្រក្រតី ទោះបីជានៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានដែលមានកំហាប់ជាតិប្រៃ (សូដ្យូមក្លរួរ) ខ្ពស់ក៏ដោយ។	ដូចជាត្រីទឹកសាបមួយចំនួនដែលអាចសម្របខ្លួនរស់នៅក្នុងទឹកដែលរាងប្រៃ ឬទឹកភ្លាវបានដោយមិនងាប់។
Flocculation (លក្ខណៈតោងជាប់គ្នាជាដុំ)	បាតុភូតដែលកោសិកាមេដំបែប្រមូលផ្តុំ និងតោងភ្ជាប់គ្នាទៅជាដុំធំៗ ហើយធ្លាក់លិចទៅបាតនៃធុងរំពុះ ដែលធ្វើឲ្យងាយស្រួលក្នុងការប្រមូលកោសិកាចេញពីទឹកអេតាណុល។	ដូចជាការបង់សាច់ជូរចូលក្នុងទឹកល្អក់ ដែលធ្វើឲ្យកករដីតោងជាប់គ្នាជាដុំៗ ហើយធ្លាក់ទៅបាតពាង ធ្វើឲ្យទឹកថ្លា។
Polyethylene glycol (PEG) (ប៉ូលីអេទីឡែនគ្លីកូល)	សារធាតុគីមីប៉ូលីមែរមួយប្រភេទដែលត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាទូទៅនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ ដើម្បីទាក់ទាញទឹករក្សាភាពសើម និងជំរុញឲ្យភ្នាសកោសិកា (ប្រូតូប្លាស) ដែលនៅក្បែរគ្នារលាយចូលគ្នា។	ដូចជាកាវពិសេសម្យ៉ាង ដែលជួយផ្សារភ្ជាប់ពពុះសាប៊ូពីរឲ្យរលាយចូលគ្នាជាពពុះធំតែមួយដោយមិនបែក។
Auxotrophic mutant (សែនបំប្លែងអុកសូត្រូប ឬមុយតង់ទាមទារសារធាតុចិញ្ចឹម)	កោសិកាដែលត្រូវបានបំប្លែងហ្សែនឲ្យបាត់បង់សមត្ថភាពផលិតសារធាតុចិញ្ចឹមចាំបាច់ណាមួយដោយខ្លួនឯង។ វាត្រូវបានប្រើជាសញ្ញាសម្គាល់ (marker) ក្នុងការពិសោធន៍ ដើម្បីងាយស្រួលរើសយកតែកោសិកាកូនកាត់ណាដែលជោគជ័យ។	ដូចជាការដកមុខងារមួយចេញពីរថយន្ត ដូច្នេះវាអាចបញ្ឆេះបានលុះត្រាតែអ្នកបញ្ចូលសោរពិសេស ដើម្បីដឹងប្រាកដថានេះជារថយន្តគោលដៅដែលយើងចង់បាន។
Zymolyase (អង់ស៊ីមស៊ីម៉ូលីយ៉ាស)	ប្រភេទអង់ស៊ីមចម្រុះដែលត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ដើម្បីរំលាយ និងបំបែកជញ្ជាំងកោសិកាខាងក្រៅរបស់មេដំបែដោយសុវត្ថិភាព ដើម្បីទទួលបានប្រូតូប្លាស (កោសិកាគ្មានជញ្ជាំង) សម្រាប់យកទៅធ្វើការបង្កាត់។	ដូចជាឧបករណ៍ដែលប្រើសម្រាប់បកសំបកស៊ុតចេញយ៉ាងថ្នមៗ ដោយរក្សាទុកនូវភ្នាសស្ដើងខាងក្នុង និងស៊ុតក្រហមមិនឲ្យបែក។
Osmophilic yeast (មេដំបែអូស្មូហ្វីល)	ប្រភេទមេដំបែដែលអាចលូតលាស់បានយ៉ាងល្អនៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានដែលមានសម្ពាធអូស្មូសខ្ពស់ ដែលជាទូទៅបណ្តាលមកពីកំហាប់ជាតិស្ករ ឬជាតិអំបិលខ្ពស់ខ្លាំង។	ដូចជារុក្ខជាតិវាលខ្សាច់ដែលអាចរស់រានមានជីវិត និងលូតលាស់បានទោះបីជានៅក្នុងដីដែលស្ងួត និងមានជាតិប្រៃខ្ពស់ក៏ដោយ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖