zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phân giải cellulose từ đất rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Báo xấu

2
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này là cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng nhằm cải thiện hiệu quả công tác phục hồi và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế. Từ 16 mẫu đất ở rừng ngập mặn Rú Chá, Thừa Thiên Huế đã phân lập được 60 chủng vi khuẩn phân giải cellulose, số lượng vi khuẩn trong các mẫu đất dao động từ 1,71x106 đến 9,39x106 CFU/g đất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phân giải cellulose từ đất rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 23, Số 2 (2023) PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN CHỦNG VI KHUẨN PHÂN GIẢI CELLULOSE TỪ ĐẤT RỪNG NGẬP MẶN Ở THỪA THIÊN HUẾ Hoàng Dương Thu Hương Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Email: thuhuongcnk32@gmail.com Ngày nhận bài: 9/6/2023; ngày hoàn thành phản biện: 12/6/2023; ngày duyệt đăng: 4/12/2023 TÓM TẮT Nghiên cứu này là cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng nhằm cải thiện hiệu quả công tác phục hồi và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế. Từ 16 mẫu đất ở rừng ngập mặn Rú Chá, Thừa Thiên Huế đã phân lập được 60 chủng vi khuẩn phân giải cellulose, số lượng vi khuẩn trong các mẫu đất dao động từ 1,71x106 đến 9,39x106 CFU/g đất. Tuyển chọn được chủng vi khuẩn L26 có khả năng phân giải cellulose mạnh với đường kính vòng phân giải đạt 21,40 mm và sinh khối khô đạt 17,89 mg/ml. Kết quả giải trình tự gene: Chủng vi khuẩn L26 tương đồng 99,86% với loài Microbacterium paraoxydans. Thử nghiệm về khả năng phân giải cơ chất cellulose cho thấy chủng Microbacterium sp. L26 có khả năng làm giảm trọng lượng cơ chất, độ giảm trọng lượng đạt 43,33%. Từ khóa: phân giải cellulose, rừng ngập mặn, vi khuẩn. 1. MỞ ĐẦU Rừng ngập mặn (RNM) là hệ sinh thái chuyển tiếp giữa môi trường biển và môi trường nước ngọt, có vai trò to lớn về kinh tế và sinh thái - môi trường. Hệ sinh thái RNM được coi là hệ sinh thái có năng suất sinh học rất cao, đặc biệt là nguồn lợi thủy sản. Bên cạnh đó, RNM còn cung cấp các loại lâm sản có giá trị và là nơi sinh sống, bãi giống, bãi đẻ của nhiều loài hải sản, chim nước, chim di cư và nhiều loài động vật khác [3]. Hiện tại ven hệ thống đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, Thừa Thiên Huế còn lại dải RNM có diện tích lớn nhất phân bố tại thôn Thuận Hòa, xã Hương Phong, Huyện Hương Trà, được gọi là Rú Chá. Thôn Thuận Hòa nằm đối diện cửa biển Thuận An nên thường chịu ảnh hưởng nặng nề của bão lũ. Do đó Rú Chá còn là bức bình phong che chắn, bảo vệ an toàn cho nhà cửa, làng mạc và người dân địa phương. 121
Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phân giải cellulose từ đất rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế Mặc dù RNM có vai trò rất to lớn nhưng do nhiều nguyên nhân như: phá rừng để làm đầm nuôi tôm, lấy đất sản xuất nông nghiệp, đô thị hóa, khai thác quá mức,…làm cho chất lượng RNM ở nước ta ngày càng giảm sút, thường xuyên phải chịu sự thiếu hụt dưỡng chất [3]. Do đó hoạt động của hệ sinh vật đất, đặc biệt là hệ vi sinh vật có vai trò hết sức quan trọng trong việc khoáng hóa các chất hữu cơ và sinh tổng hợp nhiều hoạt chất cần thiết cho đất và cây trồng. Trong hệ vi sinh vật đất có các nhóm vi khuẩn có lợi cho quá trình chuyển hóa vật chất như vi khuẩn phân giải cellulose, giúp khoáng hóa nguồn cellulose từ lá, thân, rễ cây của hệ thực vật trong RNM. Vì vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi phân lập, tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose mạnh để đưa ra các hướng nghiên cứu và ứng dụng phù hợp, góp phần vào việc phục hồi và phát triển khu vực rừng ngập mặn Rú Chá. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu Các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose được phân lập từ mẫu đất RNM Rú Chá, xã Hương Phong, huyện Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp phân lập và đếm số lượng tế bào Sử dụng phương pháp Koch để phân lập vi khuẩn phân giải cellulose trên môi trường Carboxy Methyl Cellulose (CMC) thạch đĩa [2]. Xác định số lượng tế bào vi khuẩn trong mẫu bằng phương pháp đếm gián tiếp thông qua số lượng khuẩn lạc mọc trên môi trường thạch đĩa [2]. 2.2.2. Sơ tuyển các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose Các chủng vi khuẩn được cấy vạch lên bề mặt thạch đĩa, nuôi cấy ở nhiệt độ 300C sau 4 ngày rồi nhuộm màu bằng thuốc thử Lugol [2]. Các chủng có kích thước vạch phân giải lớn sẽ được giữ lại để xác định hoạt tính cellulase. 2.2.3. Xác định hoạt tính cellulase Nuôi cấy lắc vi khuẩn trong môi trường CMC dịch thể với lượng tế bào cấy vào mỗi bình thí nghiệm đồng đều 5 ml dịch tế bào (OD = 5)/50 ml môi trường ở 300C trong 4 ngày. Lọc dịch nuôi cấy bằng máy hút chân không, thu dịch để xác định hoạt tính cellulase bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch [2]. Phần sinh khối vi khuẩn được sấy khô tuyệt đối, xác định khối lượng để đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của vi khuẩn. 122
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 23, Số 2 (2023) 2.2.4. Xác định đặc điểm hình thái và phân loại vi khuẩn Quan sát đại thể trên môi trường thạch đĩa, sử dụng phương pháp nhuộm đơn để quan sát hình thái tế bào vi khuẩn [2]. Giải trình tự gene: Giải trình tự gene 16sRNA và và tra cứu trên Blast Search để xác định loài vi khuẩn [5, 6]. 2.2.5. Thăm dò khả năng phân hủy cơ chất cellulose từ giấy photocoppy của chủng vi khuẩn tuyển chọn Chuẩn bị các mảnh giấy (loại giấy photocopy) kích thước 2,5 x 2,5 cm, khử trùng và làm khô ở nhiệt độ 700C trong điều kiện vô trùng. Nuôi cấy lắc chủng vi khuẩn tuyển chọn trong môi trường CMC dịch thể ở 300C trong 4 ngày. Tiến hành: - Công thức thí nghiệm: Sau 4 ngày nuôi cấy, bổ sung 0,3 g giấy photocoppy đã chuẩn bị vào 50 ml dịch nuôi cấy vi khuẩn, tiếp tục nuôi cấy lắc. - Đồng thời với các công thức thí nghiệm, công thức đối chứng được chuẩn bị tương tự nhưng không chứa vi khuẩn: bổ sung 0,3 g giấy photocoppy đã chuẩn bị vào 50 ml nước cất. Sau thời gian 7 ngày đánh giá khả năng phân hủy cơ chất của chủng vi khuẩn: lọc thu phần giấy còn lại ở các công thức thí nghiệm, rửa nước cất nhiều lần, sấy khô và cân để xác định độ giảm trọng lượng so với ban đầu. 2.2.6. Xử lý số liệu Số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel 2016 và phân tích ANOVA (Duncan’s test p < 0,05) bằng chương trình SPSS 20.0. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Phân lập và xác định số lượng tế bào vi khuẩn Từ 16 mẫu đất thu được ở RNM Rú Chá chúng tôi đã tiến hành phân lập và thu được 60 chủng vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose. Kết quả về số lượng vi khuẩn được trình bày ở bảng 1. 123
Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phân giải cellulose từ đất rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế Bảng 1. Số lượng vi khuẩn trong các mẫu đất ở RNM Rú Chá Số lượng vi khuẩn TT Đợt phân lập Ký hiệu mẫu pHKCl (106 CFU/g đất) 1 M1.1 5,6 5,50 2 M1.2 5,4 2,58 Đợt 1 3 M1.3 5,3 7,02 4 M1.4 5,0 9,39 5 M2.1 5,4 6,29 6 M2.2 4,9 7,14 Đợt 2 7 M2.3 5,1 6,32 8 M2.4 5,4 5,49 9 M3.1 5,1 3,38 10 M3.2 5,7 2,70 Đợt 3 11 M3.3 5,9 2,57 12 M3.4 5,5 1,71 13 M4.1 5,7 5,53 14 M4.2 4,5 5,98 Đợt 4 15 M4.3 5,3 6,35 16 M4.4 5,1 7,43 Kết quả ở bảng 1 cho thấy, số lượng vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose trong các mẫu đất nghiên cứu có sự phân bố không đồng đều, cao nhất là mẫu M1.4 (9,39 x 106 CFU/g đất) và ít nhất là mẫu M3.4 (1,71 x 106 CFU/g đất). Theo nghiên cứu của Võ Văn Phước Quệ, Cao Ngọc Điệp (2011) về vi khuẩn phân giải cellulose từ đất trồng lúa đã phân lập được 96 chủng vi khuẩn từ 15 mẫu đất, kết quả này cao hơn so với nghiên cứu của chúng tôi [4]. 3.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose Để đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển cũng như khả năng phân giải cellulose của các chủng vi khuẩn phân lập, tiến hành nuôi cấy trên môi trường Czapeck thạch đĩa với nguồn cơ chất là CMC. Sau 4 ngày nuôi cấy, nhuộm màu bằng thuốc thử Lugol và đo kích thước vạch phân giải các chủng phân lập, phân chia ở các mức độ yếu, trung bình, mạnh và rất mạnh. Kết quả được trình bày ở bảng 2. 124
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 23, Số 2 (2023) Bảng 2. Khả năng phân giải CMC của các chủng vi khuẩn Khả năng sinh trưởng Kích thước vạch phân giải phát triển và phân giải Số chủng Tỷ lệ (%) (w - mm) CMC Yếu w
Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phân giải cellulose từ đất rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế Hình 1. Vòng phân giải CMC của các chủng vi khuẩn L26, L24, L19 Hình 2. Vạch phân giải CMC của chủng vi khuẩn L26 sau 4 ngày nuôi cấy 3.4. Đặc điểm hình thái và phân loại của chủng vi khuẩn L26 3.4.1. Đặc điểm hình thái - Chủng L26 khuẩn lạc bề mặt lồi, trơn bóng, mép khuẩn lạc phẳng. Khuẩn lạc có màu vàng ngà, không tiết sắc tố ra môi trường. Kích thước khuẩn lạc đạt 6 mm sau 4 ngày nuôi cấy (Hình 3a). - Tiến hành nhuộm Gram chủng L26 và quan sát trên kính hiển vi, độ phóng đại x100, cho thấy tế bào chủng L26 hình que, nằm riêng lẻ, rải rác (Hình 3b). 126
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 23, Số 2 (2023) (a) (b) Hình 3. Hình thái khuẩn lạc và tiêu bản hiển vi (x100) của chủng vi khuẩn L26 3.4.2. Xác định trình tự gene 16sRNA của chủng vi khuẩn L26 ACTTAGTCCTAATTACCGATCCCACCTTCGACGGCTCCCTCCACAAGGGTTAGGCCACCGGCTTCAGGTGTTACCGA CTTTCATGACTTGACGGGCGGTGTGTACAAGACCCGGGAACGTATTCACCGCAGCGTTGCTGATCTGCGATTACTA GCGACTCCGACTTCATGAGGTCGAGTTGCAGACCTCAATCCGAACTGGGACCGGCTTTTTGGGATTCGCTCCACCT CACGGTATTGCAGCCCTTTGTACCGGCCATTGTAGCATGCGTGAAGCCCAAGACATAAGGGGCATGATGATTTGA CGTCATCCCCACCTTCCTCCGAGTTGACCCCGGCAGTATCCCATGAGTTCCCACCATTACGTGCTGGCAACATAGAA CGAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAACCATGCACCACCTGTTT ACGAGTGTCCAAAGAGTTGACCATTTCTGGCCCGTTCTCGTATATGTCAAGCCTTGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCAT CGAATTAATCCGCATGCTCCGCCGCTTGTGCGGGTCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTTAGCCTTGCGGCCGTACTCC CCAGGCGGGGAACTTAATGCGTTAGCTGCGTCACGGAATCCGTGGAATGGACCCCACAACTAGTTCCCAACGTTT ACGGGGTGGACTACCAGGGTATCTAAGCCTGTTTGCTCCCCACCCTTTCGCTCCTCAGCGTCAGTTACGGCCCAGA GATCTGCCTTCGCCATCGGTGTTCCTCCTGATATCTGCGCATTCCACCGCTACACCAGGAATTCCAATCTCCCCTACC GCACTCTAGTCTGCCCGTACCCACTGCAGGCCCGAGGTTGAGCCTCGGGATTTCACAGCAGACGCGACAAACCGC CTACGAGCTCTTTACGCCCAATAATTCCGGATAACGCTTGCGCCCTACGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGTAGTT AGCCGGCGCTTTTTCTGCAGGTACCGTCACTTTCGCTTCTTCCCTGCTAAAAGAGGTTTACAACCCGAAGGCCGTCA TCCCTCACGCGGCGTTGCTGCATCAGGCTTTCGCCCATTGTGCAATATTCCCCACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTG GGCCGTGTCTCAGTCCCAGTGTGGCCGGTCACCCTCTCAGGCCGGCTACCCGTCGACGCCTTGGTGAGCCATTACC TCACCAACAAGCTGATAGGCCGCGAGCCCATCCCCAACCGAAAAATCTTTCCAAACGCAGACCATGCGGTCACGTC ACATATCCAGTATTAGACGCCGTTTCCAGCGCTTATCCCAGAGTCAGGGGCAGGTTGCTCACGTGTTACTCACCCG TTCGCCACTGATCCCCCAGAGCAAGCTCCTGCTTCACCGTTCGACTT 127
Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phân giải cellulose từ đất rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế Hình 4. Kết quả giải trình tự gene 16sRNA của chủng vi khuẩn L26 Kết quả cho thấy chủng vi khuẩn L26 có độ bao phủ 100% và tương đồng 99,86% với loài Microbacterium paraoxydans trên cơ sở dữ liệu Blast Search (Hình 4). 3.5. Khả năng phân giải cơ chất cellulose Bảng 4. Ảnh hưởng của chủng vi khuẩn Microbacterium sp. L26 đến trọng lượng giấy thử nghiệm Trọng lượng giấy (g) Độ giảm trọng Mẫu Trước thí nghiệm Sau thí nghiệm lượng cơ chất (%) Mẫu thí nghiệm 0,3 0,17 ± 0,02 43,33 Mẫu đối chứng 0,3 0,29 ± 0,05 0,03 Hình 5. Khả năng phân giải cơ chất cellulose sau 7 ngày Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở mẫu thí nghiệm có bổ sung chủng vi khuẩn Microbacterium sp. L26, mẫu giấy bị phân hủy từng phần, nát nhỏ ra và lắng xuống đáy bình nuôi cấy. Ở thí nghiệm đối chứng, mẫu giấy vẫn còn nguyên vẹn (Hình 5). 128
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 23, Số 2 (2023) Ở mẫu thí nghiệm, lượng giấy còn lại sau 7 ngày là 0,17 g, độ giảm trọng lượng là 43,33%. Ở mẫu đối chứng, lượng giấy còn lại 0,29 g, độ giảm trọng lượng là 0,03%. Kết quả được trình bày ở Bảng 4. Như vậy thử nghiệm này cho thấy chủng vi khuẩn Microbacterium sp. L26 có khả năng phân hủy cellulose thể hiện qua khả năng làm giảm trọng lượng cơ chất. 4. KẾT LUẬN Trong 60 chủng vi khuẩn phân giải cellulose từ 16 mẫu đất RNM Rú Chá, Thừa Thiên Huế, đã tuyển chọn được chủng vi khuẩn L26 có khả năng phân giải cellulose mạnh. Chủng vi khuẩn L26 có đường kính vòng phân giải đạt 21,40 mm, sinh khối khô đạt 17,89 mg/ml. Chủng vi khuẩn L26 có độ bao phủ 100% và tương đồng 99,86% với loài Microbacterium paraoxydans trên cơ sở dữ liệu Blast Search. Thử nghiệm khả năng phân giải cơ chất cellulose của chủng Microbacterium sp.L26 sau 7 ngày cho thấy độ giảm trọng lượng cơ chất là 43,33%. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Phạm Thị Ngọc Lan (1998). “Điều tra một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế“, Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp bộ, Đại học Huế. [2]. Phạm Thị Ngọc Lan (2012). “Giáo trình thực tập vi sinh vật học”. NXB Đại học Huế. [3]. Phạm Văn Ngọt và cộng sự (2012). “Vai trò của rừng ngập mặn ven biển Việt Nam”. Tạp chí Khoa học Đại học Sư Phạm TP HCM. Số 33. Trang 115 – 124. [4]. Võ Văn Phước Quệ, Cao Ngọc Điệp (2011). “Phân lập và nhận diện vi khuẩn phân giải cellulose”. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ. Số 18a. Trang 177 – 185. [5]. Sambrook, J., D. W. Russell (2001). “Molecular Cloning: A Laboratory Manual”. 3rd ed, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York. [6]. Verschuere, L., G. Rombaut, P. Sorgeloos, W. Verstraete (2000). Microbiology & Molecular Biology Reviews, Vol. 64: 655-671. 129
Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phân giải cellulose từ đất rừng ngập mặn ở Thừa Thiên Huế ISOLATION AND SELECTION OF CELLULOLYTIC BACTERIA FROM THE SOIL OF MANGROVE FORESTS IN THUA THIEN HUE PROVINCE Hoang Duong Thu Huong Faculty of Biology, University of Sciences, Hue University Email: thuhuongcnk32@gmail.com ABSTRACT The findings of this study serve as the foundation for next applied research that aims to enhance the effectiveness of mangrove ecosystem development and restoration in Thua Thien Hue. Sixty strains of cellulose-degrading bacteria have been isolated from sixteen soil samples in Ru Cha mangrove forest in Thua Thien Hue. The quantity of bacteria in the soil samples ranged from 1.71x106 to 9.39x106 CFU/g of soil. The bacterial strain L26 was chosen because of its potent capacity to break down cellulose, diameter of 21.40 mm, and dry biomass of 17.89 mg/ml. Sequencing results showed that the bacterial strain L26 was 99.86% similar to Microbacterium paraoxydans species. Tests on the cellulose-degrading ability showed that the strain Microbacterium sp. L26 had the ability to reduce the weight of the substrate, with the weight reduction reaching 43.33%. Keywords: cellulolytic, mangrove forests, bacteria. Hoàng Dương Thu Hương sinh ngày 30/04/1990. Bà tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ sinh học năm 2013, tốt nghiệp Thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ sinh học năm 2015 tại Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. Hiện nay, bà giảng dạy tại Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. 130

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.