Isolation of a new compound from soil actinomycetes and taxonomic study of a new actinomycete species by a polyphasic approach
2
Issued Date
2024
Copyright Date
2017
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xxi, 204 leaves : ill. (some col.)
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (M.Sc. (Biotechnology))--Mahidol University, 2017
Suggested Citation
Watsapon Wattanasuepsin Isolation of a new compound from soil actinomycetes and taxonomic study of a new actinomycete species by a polyphasic approach. Thesis (M.Sc. (Biotechnology))--Mahidol University, 2017. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/92455
Title
Isolation of a new compound from soil actinomycetes and taxonomic study of a new actinomycete species by a polyphasic approach
Alternative Title(s)
การแยกสารใหม่จากเชื้อแอคติโนมัยซีทที่แยกจากดินและการศึกษาอนุกรมวิธานของเชื้อแอคติโนมัยซีทใหม่โดยวิธี Polyphasic
Author(s)
Abstract
This thematic research is divided into two parts. The first part is concerned with isolation of bioactive compounds from actinomycetes, whilst the latter part centres on taxonomic study of a new non-Streptomyces species. A total of 474 actinomycete strains were isolated from the rhizospheres of local plants in Trang Province. Primary screening was conducted using a co-culture method against the phytopathogenic indicator strains Colletotrichum gloeosporioides DoA d0762, C. gloeosporioides DoA c1060, C. capsici DoA c1511, Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) and Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc). Thereafter, crude extracts from nineteen selected isolates were obtained by organic solvent extraction and subsequently monitored via disc diffusion susceptibility assay to ascertain their inhibitory potency for secondary screening. High-performance liquid chromatography (HPLC) technique was also employed to analyse components within the crude mixtures. The crude extracts with bioactivity from isolates SWW177, SWW225, SWW368 and SWW455 were purified by chromatographic approaches based on bioassay-guided fractionation methodology prior to characterisation by a range of spectroscopic techniques for their chemical structures. 1-Methoxypyrrole-2-carboxamide produced by Streptomyces griseocarneus SWW368 was elucidated as a new antibacterial pyrrole derivative. This compound, however, needs further improvement and validation before being put into practical use. A non-Streptomyces actinomycete designated as strain S265T was isolated from the rhizosphere collected under an elephant ear plant (Colocasia esculenta) in Bangkok, Thailand. The taxonomic position of this strain was determined by a polyphasic approach. Strain S265T formed single globose spores on long branching aerial hyphae. It produced abundant aerial mycelia with green colour. The cell wall contained meso-DAP, and the diagnostic whole-cell sugars were arabinose and galactose. Phosphatidylethanolamine and diphosphatidylglycerol were detected as the predominant polar lipids, whereas mycolic acids were not found. The major menaquinone was MK-9(H4) and principal cellular fatty acids were C15:1 B, iso-C16:1 H, anteiso-C15:0 and C15:0 2-OH. The DNA G+C content was 69 mol%. According to phylogenetic analysis, strain S265T was clustered with Saccharomonospora glauca K62T (98.1%) and S. viridis DSM 43017T (97.1%) despite its 16S rRNA gene sequence showing the highest similarity value to that of S. azurea NA-128T (98.6%). DNA-DNA relatedness values between the strain S265T and these closely related strains were in the range of 7-50%, thus strengthening the evidence derived from the polyphasic study that the strain S265T represents a novel species within the genus Saccharomonospora, for which the name S. colocasiae sp. nov. is proposed. The type strain is S265T (= TBRC 7235T = NBRC 112945T). The potential application of the new Saccharomonospora species still requires further investigation.
งานวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่ การแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเชื้อแอคติโนมัยซีท และการศึกษาอนุกรมวิธานของเชื้อ non-Streptomyces สปีชีส์ใหม่ได้แยกเชื้อแอคติโนมัยซีทจำนวนทั้งหมด 474 ไอโซเลต จากดินบริเวณรากพืชท้องถิ่นในจังหวัดตรัง ใช้วิธี coculture สำหรับการคัดเลือกขั้นปฐมภูมิ โดยได้ทดสอบการยับยั้งกับเชื้อก่อโรคพืช ได้แก่ Colletotrichum gloeosporioides DoA d0762, C. gloeosporioides DoA c1060, C. capsici DoA c1511, Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) และ Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc) หลังจากนั้น ได้เตรียมสารสกัดหยาบจากเชื้อที่เลือกมาจำนวน 19 ไอโซเลต โดยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์และตรวจสอบเพื่อยืนยันฤทธิ์ ทางชีวภาพด้วยวิธี disc diffusion susceptibility สำหรับการคัดเลือกขั้นทุติยภูมิ และทำการคัดเลือกสารสกัดจากเชื้อแอคติโนมัยซีท SWW177, SWW225, SWW368 และ SWW455 ซึ่งสามารถผลิตสารออกฤทธิ์ บางชนิดมาผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ โดยวิธีทางโครมาโตกราฟี โดย อาศัย bioassay-guided fractionation ก่อนนำไปวิเคราะห์หาโครงสร้างทางเคมีด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปี พบว่า 1-methoxypyrrole-2-carboxamide จากเชื้อ Streptomyces griseocarneus SWW368 จัดเป็นสารใหม่ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของ pyrrole ที่มีฤทธิ์ ต้านเชื้อแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ธรรมชาตินั้นต้องได้รับการพัฒนาและทดสอบประสิทธิภาพก่อนนำไปใช้จริงทำการแยกเชื้อแอคติโนมัยซีทกลุ่ม non-Streptomyces สายพันธุ์ S265T จากดินบริเวณรากพืชต้นบอน (Colocasia esculenta) ในกรุงเทพฯ ประเทศไทย และระบุลำดับทาง อนุกรมวิธานของเชื้อสายพันธุ์นี้โดยวิธี polyphasic เชื้อสายพันธุ์ S265T สร้างสปอร์เดี่ยว รูปร่างกลม บนเส้นใย aerial มีการสร้างกลุ่มเส้นใย aerial เจริญได้ดีและมีสีเขียว ผนังเซลล์ ประกอบด้วย meso-DAP และน้ำตาลในเซลล์ทั้งหมดคืออะราบิโนสและกาแล็กโทส พบ polar lipid ชนิด phosphatidylethanolamine และ diphosphatidylglycerol เป็นองค์ประกอบหลัก แต่ไม่พบกรด mycolic นอกจากนั้น menaquinone ชนิดหลักเป็น MK-9(H4) และมีกรดไขมันส่วนใหญ่เป็น C15:1 B, iso-C16:1 H, anteiso-C15:0 และ C15:0 2-OH รวมทั้งมีปริมาณ G+C ของดีเอ็นเออยู่ 69 mol% จากการวิเคราะห์เชิงวงศ์วานวิวัฒนาการ พบว่าเชื้อสายพันธุ์ S265T ได้รับการจัดกลุ่มอยู่ร่วมกับ Saccharomonospora glauca K62T (98.1%) และ S. viridis DSM 43017T (97.1%) แม้ว่าลำดับเบสในช่วงของยีน 16S rRNA ของเชื้อดังกล่าวจะให้ค่าผลความคล้ายคลึงกับ S. azurea NA-128T (98.6%) สูงที่สุด ผลของความคล้ายคลึงทางดีเอ็นเอระหว่างเชื้อสายพันธุ์ S265T และสายพันธุ์ใกล้เคียงอยู่ในช่วง 7-50% จึงสนับสนุนข้อมูลที่ได้จากการศึกษาด้วยวิธี polyphasic ว่าเชื้อสายพันธุ์ S265T เป็นเชื้อสปีชีส์ใหม่ในสกุล Saccharomonospora ซึ่งได้รับการเสนอชื่อว่า S. colocasiae sp. nov. โดยมีสายพันธุ์ต้นแบบคือ S265T (= TBRC 7235T = NBRC 112945T) การนำเชื้อใหม่ในสกุล Saccharomonospora นี้ไปใช้ประโยชน์นั้นยังต้องได้รับการศึกษาต่อไป
งานวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่ การแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเชื้อแอคติโนมัยซีท และการศึกษาอนุกรมวิธานของเชื้อ non-Streptomyces สปีชีส์ใหม่ได้แยกเชื้อแอคติโนมัยซีทจำนวนทั้งหมด 474 ไอโซเลต จากดินบริเวณรากพืชท้องถิ่นในจังหวัดตรัง ใช้วิธี coculture สำหรับการคัดเลือกขั้นปฐมภูมิ โดยได้ทดสอบการยับยั้งกับเชื้อก่อโรคพืช ได้แก่ Colletotrichum gloeosporioides DoA d0762, C. gloeosporioides DoA c1060, C. capsici DoA c1511, Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) และ Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum (Pcc) หลังจากนั้น ได้เตรียมสารสกัดหยาบจากเชื้อที่เลือกมาจำนวน 19 ไอโซเลต โดยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์และตรวจสอบเพื่อยืนยันฤทธิ์ ทางชีวภาพด้วยวิธี disc diffusion susceptibility สำหรับการคัดเลือกขั้นทุติยภูมิ และทำการคัดเลือกสารสกัดจากเชื้อแอคติโนมัยซีท SWW177, SWW225, SWW368 และ SWW455 ซึ่งสามารถผลิตสารออกฤทธิ์ บางชนิดมาผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ โดยวิธีทางโครมาโตกราฟี โดย อาศัย bioassay-guided fractionation ก่อนนำไปวิเคราะห์หาโครงสร้างทางเคมีด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปี พบว่า 1-methoxypyrrole-2-carboxamide จากเชื้อ Streptomyces griseocarneus SWW368 จัดเป็นสารใหม่ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของ pyrrole ที่มีฤทธิ์ ต้านเชื้อแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ธรรมชาตินั้นต้องได้รับการพัฒนาและทดสอบประสิทธิภาพก่อนนำไปใช้จริงทำการแยกเชื้อแอคติโนมัยซีทกลุ่ม non-Streptomyces สายพันธุ์ S265T จากดินบริเวณรากพืชต้นบอน (Colocasia esculenta) ในกรุงเทพฯ ประเทศไทย และระบุลำดับทาง อนุกรมวิธานของเชื้อสายพันธุ์นี้โดยวิธี polyphasic เชื้อสายพันธุ์ S265T สร้างสปอร์เดี่ยว รูปร่างกลม บนเส้นใย aerial มีการสร้างกลุ่มเส้นใย aerial เจริญได้ดีและมีสีเขียว ผนังเซลล์ ประกอบด้วย meso-DAP และน้ำตาลในเซลล์ทั้งหมดคืออะราบิโนสและกาแล็กโทส พบ polar lipid ชนิด phosphatidylethanolamine และ diphosphatidylglycerol เป็นองค์ประกอบหลัก แต่ไม่พบกรด mycolic นอกจากนั้น menaquinone ชนิดหลักเป็น MK-9(H4) และมีกรดไขมันส่วนใหญ่เป็น C15:1 B, iso-C16:1 H, anteiso-C15:0 และ C15:0 2-OH รวมทั้งมีปริมาณ G+C ของดีเอ็นเออยู่ 69 mol% จากการวิเคราะห์เชิงวงศ์วานวิวัฒนาการ พบว่าเชื้อสายพันธุ์ S265T ได้รับการจัดกลุ่มอยู่ร่วมกับ Saccharomonospora glauca K62T (98.1%) และ S. viridis DSM 43017T (97.1%) แม้ว่าลำดับเบสในช่วงของยีน 16S rRNA ของเชื้อดังกล่าวจะให้ค่าผลความคล้ายคลึงกับ S. azurea NA-128T (98.6%) สูงที่สุด ผลของความคล้ายคลึงทางดีเอ็นเอระหว่างเชื้อสายพันธุ์ S265T และสายพันธุ์ใกล้เคียงอยู่ในช่วง 7-50% จึงสนับสนุนข้อมูลที่ได้จากการศึกษาด้วยวิธี polyphasic ว่าเชื้อสายพันธุ์ S265T เป็นเชื้อสปีชีส์ใหม่ในสกุล Saccharomonospora ซึ่งได้รับการเสนอชื่อว่า S. colocasiae sp. nov. โดยมีสายพันธุ์ต้นแบบคือ S265T (= TBRC 7235T = NBRC 112945T) การนำเชื้อใหม่ในสกุล Saccharomonospora นี้ไปใช้ประโยชน์นั้นยังต้องได้รับการศึกษาต่อไป
Description
Biotechnology (Mahidol University 2017)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Faculty of Science
Degree Discipline
Biotechnology
Degree Grantor(s)
Mahidol University