โรคเกิดจากบักเตรี

Bacterial Diseases
บักเตรีจัดเป็นพืชขนาดเล็กมากที่ไม่สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า มีอยู่ประมาณ 1,600 species ส่วนมากไม่มีคลอโรฟิล และอยู่แบบ saprophyte มีเป็นสาเหตุโรคพืชน้อยประมาณ 200 species และทุก species เป็น facultative saprophyte สามารถเจริญเติบโตได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อ บักเตรีที่สามารถทำให้พืชเป็นโรคได้เกือบทุกชนิดสามารถพบได้ทั่วไปในสภาพที่มีอาทาศชื้นและอบอุ่นเนื่องจากบักเตรีมีการเปลี่ยนแปลงปรับตัวอยู่เสมอ และมักพบว่ามีลักษณะต่างๆ ปะปนกัน (heterogeneous populations) จึงยากต่อการจำแนก และจัดหมวดหมู่เชื้อ
ลักษณะทั่วไปของบักเตรี (General characteristics of bacteria)
1. บักเตรีเป็นจุลินทรีย์ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม nucleus (prokaryotic organisms) พบเป็นโมเลกุลของ DNA (deoxyribonucleic acid) เส้นเดี่ยวๆ ที่งอเป็นวงอยู่ใน cytoplasm เรียกว่า nucleoid
2. ผนังเซลของบักเตรี เป็นส่วนประกอบของโปรตีนมากกว่าคาร์โบไฮเดรท โดยเป็น mucopeptide ที่ประกอบด้วย N-acetyl glucosamine (NAG) กับ N-acetyl muramic acid (NAM) เชื่อมต่อกันเป็นลูกโซ่สลับกันไปที่ตำแหน่ง ß,1-4 ตามลำดับ โดยแต่ละสายนั้นเชื่อมต่อกันที่ carboxyl group ของ muramic acid กับ amino acid เป็นลูกโซ่สั้นๆ
จากการย้อมสีตามวิธีของแกรม (Gram staining method) พบว่าบักเตรี 2 พวก คือ พวกแกรมบวก และแกรมลบ เนื่องจากชั้นต่างๆ ของผนังเซลมีส่วนประกอบไม่เหมือนกัน จึงทำให้คุณสมบัติของการติดสีแตกต่างกัน


ภาพไดอาแกรมโครงสร้างของเซลบักเตรีทั่วไป ด้านซ้ายเป็นบักเตรี non-flagellate rod และด้านขวาเป็น flagellate rod; A= capsule, B= cell wall, C= cytoplasmic membrane, D = intracellular inclusions, E = flagella, F = nucleus, G= pili และ H = microcapsule (ที่มา : Hawker [Linton, 1979)
ตารางความแตกต่างของผนังเซลบักเตรีชนิดแกรม+(บวก) และแกรม-(ลบ)

แกรมบวก

แกรมลบ

85% ของน้ำหนักแห้งของผนังเซลเป็น mucopeptide

เพียง 3-12% ของน้ำหนักแห้งของผนังเซล

Mucopeptide ประกอบด้วย teichoic acid เป็นส่วนใหญ่

ไม่มี teichoic acid

ผนังเซลมีทั้งโปรตีนและคาร์โบไฮเดรทในแบบต่างๆ

ไม่เหมือน

ผนังเซลด้านนอกเป็น mucopeptide เหมือนกันตลอด

ผนังเซลด้านนอกมี เป็น 3 ชิ้น คือ lipoprotein, lipopolysacharide, mucopeptide (จากชั้นนอกไปชั้นใน ตามลำดับ)

บักเตรีชนิดนกรม+ เมื่อย้อมด้วยสี aniline เช่น crystal violet หยดตามด้วยสารละลายไอโอดีน (iodine solution) สีที่ย้อมไว้นั้นจะล้างด้วยเอทธิลแอลกอฮอล์ไม่ออก ส่วนชนิดแกรม-สีจะล้างออกเมื่อย้อมทับด้วยสี safranin จึงติดสีใหม่ ดังนั้นบักเตรี แกรม+ติดสีนํ้าเงิน ส่วนแกรม-ติดสีแดง
3. ไม่มีอวัยวะที่ทำหน้าที่ทาง metabolism เหมือน mitochondria, chloroplast, Gogibody และ lysosome
4. Ribosome มีอัตรา 70 S (S เป็นค่าของอัตราการตกตะกอนของอนุภาค 10 13ซม./วินาที)
5. การสังเคราะห์แสงเกิดที่ vesicle และ lamellae
6. ใน cytoplasm จะมีเม็ดโครงสร้างต่างๆ (granular structures) ประกอบด้วย แป้ง glycogen ไขมัน volutin และสารประกอบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องใกล้ชิด ทำหน้าที่เป็นแหล่งสะสมอาหาร
ลักษณะของบักเตรีสาเหตุโรค Characteristics of phytopathogenic bacteria)
1. มีรูปร่างเป็นท่อนรูปทรงกระบอก (rod – shaped) ยกเว้นบักเตรีในสกุล Streptomyces เป็นเส้นยาว (filamentous) บักเตรีที่มีรูปร่างเป็นท่อนรูปทรงกระบอกจะมีขนาดกว้างเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ
0.3 – 1.0 ไมครอน ยาวประมาณ 0.6 – 3.5 ไมครอน หากเป็นเชื้อที่มีอายุมาก ขนาดจะยาวมากกว่าอายุน้อย และอาจพบต่อกันเป็นเส้น หรือมีรูปร่างเป็นตัว V หรือ ตัว Y หรือคล้ายกระบอง บักเตรีบางพวกพบอยู่กันเป็นคู่ หรือเรียงต่อกันเป็นเส้นสั้นๆ
2. ไม่มีสปอร์ (non – spore forming)
3. มีคุณสมบัติเป็นแกรมลบ ยกเว้นบักเตรีในสกุล Corynebacterium และ Streptomyces
4. ลักษณะของโคโลนีของเชื้อ จะมีสี ขนาด รูปร่าง และแบบต่างๆ กันขึ้นอยู่กับชนิด แต่มีเพียง 2 สกุล คือ Pseudomonas และ Xanthomonas ทีสร้างรงควัตถุได้
5. บักเตรีอาจมีหรือไม่มี Flagella ช่วยในการเคลื่อนที่
6. การขยายพันธุ์ของบักเตรี โดยการแบ่งเซลจากหนึ่งเป็นสอง (binary fission) การแบ่งนี้จะเกิดขึ้นประมาณทุก ๆ 20 นาที หรือ 30 นาที ซึ่งในระยะเวลาดังกล่าวนี้บักเตรีเจริญจนแก่เต็มที่ พร้อมแบ่งเซลได้อีก
ตำแหนง’ของ flagella (Arrangement of flagella)
1. Flagella ที่ขั้ว (polar flagelila)
ก. Monontrichous มี flagella 1 เส้นที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของเซล
ข. Lophotrichous มี flagella 2 เส้นหรือมากกว่าที่ด้านใดด้านหนึ่ง หรือทั้งสองด้านของเซล
ค. Amphitrichous มี flagella 1 เส้นที่แต่ละด้านของเซล
2. Peritrichous มี flagella หลายเส้นรอบตัว
การจำแนกและจัดหมวดหมู่บักเตรีสาเหตุโรค (Classification and identification of phytopathogenic bacteria)
การจำแนกและจัดหมวดหมู่เชื้อบักเตรีส่วนมากจะยึดถือตามหลักการต่างๆ ที่ปรากฎอยู่ในหนังสือ Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology และมีรายละเอียดเพิ่มเติมหรือสนับสนุนจากรายงานอื่นๆ อีกตามแต่ชนิดของเชื้อ และโรคที่มีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมจากแหล่งต่างๆ การจำแนกบักเตรีที่กล่าวนี้ หยิบยกมาเฉพาะบักเตรรีสาเหตุโรคพืชที่มีความสำคัญทางอนุกรมวิธาน และการเป็นเชื้อสาเหตุโรคอย่างแน่ชัด
การจำแนกบักเตรีต่างๆ เดิมจัดไว้ใน class Schizomycetes โดยมีบักเตรีสาเหตุโรคพืชทั้งหมด อยู่ใน orders Pseudomonadales (family Pseudomonadaceae), Eubacteriales (families Rhizob- iaceae, Enterobacteriaceae and Corynebacteriaceae) and Actinomycetales (family Streptomy- cetaceae)
ปัจจุบัน ตามหนังสือ Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (1974) พิมพ์ครั้งที่ 8 ได้จัดจุลินทรีย์ทุกชนิดที่ nucleus ไม่เป็นระเบียบและไม่มีเยื่อห่อหุ้ม ไว้ในอาณาจักรใหม่ ดังนี้
Kingdom Prokaryotae
Division I : Phototrophic prokaryotes (Photobacteria)
Division II Prokaryotes เป็นพวกที่ไม่มีปฏิกริยาต่อแสง (Scotobacteria) แบ่งเป็น
class I : Bacteria โดยแบ่งย่อยเป็น 16 parts
class II : Rickettsias เป็นจุลินทรีย์ scotobacteria ที่อยู่ในเซลของ eucaryotic cell (จุลินทรีย์ที่มีเยื่อหุ้ม nucleus) อย่างถาวร
class III : Mollicutes เป็นจุลินทรีย์ scotobacteria ทีไม่มีผนังเซล
การจัดแบ่งดังกล่าวบักเตรีสาเหตุโรคพืช ใน families และ genera จัดไว้ใน part ต่างๆ ตามตารางข้างล่างนี้
ตารางการจำแนกบักเตรีสาเหตุโรคพืช


จากตารางบักเตรีที่จัดไว้ species อย่างแน่ชัด มีน้อยทั้งที่มีการทดสอบทางสรีระวิทยาต่างๆ สมบูรณ์แล้ว หรืออาจยังไม่สมบูรณ์ก็ตาม เพราะยังไม่ได้ยอมรับกัน จึงมี “strains” ซึ่งเรียกใน speciesๆ เพิ่มขึ้น หรืออาจใช้คำ “incompletely described” ซึ่งหมายถึงยังมีข้อมูลอธิบายไว้ไม่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตามนักโรคพืชเกิดจากบักเตรีจำนวนหนึ่ง เข้าใจว่าบักเตรีจำนวนมากที่เป็น strains และ incompletely described นั้น ควรจัดแยกออกเป็น species ใหม่ต่างหากได้
เนื่องจากการมีพืชอาศัยไม่เหมือนกัน แม้ว่าสภาพทางชีวะเคมีตามธรรมชาติตลอดจนการปรับตัวของเชื้อยังไม่ทราบแน่ชัดก็ตาม
ลักษณะที่สำคัญของบักเตรีสาเหตุโรคพืชแต่ละสกุลมีดังนี้

Pseudomonas
รูปร่างเป็นท่อนตรงกึ่งโค้งเล็กน้อยขนาด 0.5-1.0 X 1.5-4.0 µ เคลื่อนที่ได้ด้วย flagella หนึ่งหรือหลายเส้นที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของเซล (polar flagella) ส่วนมากอาศัยอยู่ได้ในดินและน้ำ หากมีการสร้างรงควัตถุ จะเป็นสีเขียวอ่อนและละลายนํ้าได้ มักพบย่อย glucose ได้ เปลี่ยน nitrate ไปเป็น nitrate และ/หรือ แอมโมเนีย หรือไนโตรเยน บางชนิดย่อยไขมัน และทำลายสาร hydrocarbon ได้
Xanthomonas
รูปร่างเป็นท่อนตรง ขนาด 0.4 – 1.0 X 1.2 – 3.0 µ เคลื่อนที่ได้ด้วย flagella ที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของเซล การเจริญบน agar media มีสีเหลือง ส่วนมากเจริญช้า ทุก species เป็นสาเหตุโรคพืชอาการ necrosis และพบอยู่ร่วมกับพืชหรือเศษซากพืช ย่อยโปรตีนโดยนมมีฤทธิ์เป็นด่าง เกิด hydrogen sulphide เกิดกรดจากการย่อย mono – and disaccharide
Agrobacterium
รูปร่างเป็นท่อน ขนาด 0.8X1.5-3.0 µ เคลื่อนที่ได้ด้วย 1 -4 peritrichous flagella/หากมี 1 flagellum มักพบที่ปลายข้างใดข้างหนึ่งของเซล การเจริญบนอาหาร โคโลนีไม่มีสีและปกติจะเรียบเป็นมันอาศัยอยู่ในดิน และตามช่องว่างของดิน ทำให้พืชเป็นโรคอาการปุ่มปม บริเวณลำต้น กิ่งต่างๆ และรากบริเวณโคนต้น
Erwinia
รูปรางเป็นท่อนตรง ขนาด 0.5- 1.0 X 1.0-3.0 µ เคลื่อนที่ได้ด้วย peritrichous flagella สามารถเจริญได้ในสภาพที่ไม่มีอากาศชั่วคราว เป็นสาเหตุโรคพืช มีอาการแบบ necrosis หรือเหี่ยว หรือเน่าเละ
Corynebacterium
รูปร่างเป็นท่อนตรงถึงโค้งเล็กน้อย ขนาด 0.5-0.9 X 1.5-4.0 µ การติดสีอาจไม่สม่ำเสมอ หรือเป็นเม็ด มักพบเซลโปร่งเป็นรูปคล้ายกระบอง ไม่เคลื่อนที่แต่บาง species เคลื่อนที่ด้วย 1 หรือ 2 flagella ที่ปลายของเซล ทำให้เกิดโรคอาการเหี่ยว ท่อน้ำอาหารเป็นสีน้ำตาล Streptomyces
ลักษณะเป็นเส้นแตกกิ่ง ไม่มีผนังกั้น ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.5 – 2.0 µ เมื่ออายุแก่เส้นใยที่ชูบนอากาศสร้างสปอร์ต่อเป็นลูกโซ่ มีตั้งแต่ 3 สปอร์ขึ้นไป ใน nutrient broth โคโลนีเล็ก เส้นผ้าศูนย์กลางประมาณ 1 – 10 มม. มีมากชนิดที่สร้างรงควัตถุทำให้เส้นใยและอาหารที่เจริญอยู่มีสี และอาจสร้างปฏิชีวนะสารได้ ตั้งแต่ 1 ชนิด ขึ้นไป ยับยั้งบักเตรี รา สาหร่าย วิสา โปรโตซัว และการบวมโตของเนื้อเยื่อ ทุก species อาศัยอยู่ในดิน ทำให้เกิดโรค scab
ที่มา:ไพโรจน์  จ๋วงพานิช

ความรู้ด้านการเกษตร ที่น่าสนใจ