Tuyển chọn chủng bacillus đa hoạt tính trong sản xuất phân bón vi sinh vật chức năng cho cây khoai tây

Chia sẻ: Leon Leon | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

92
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lựa chọn vi khuẩn Bacillus có nhiều hoạt tính sinh học sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất và ứng dụng của phân sinh học chức năng. Bài viết này cho thấy vi khuẩn Bacillus B16 đã được lựa chọn. Nó có thể được đối kháng bệnh héo vi khuẩn do Ralstonia solanacerum và sản xuất tăng trưởng chất thúc đẩy nhà máy (IAA). Bởi thuộc địa đặc trưng, hình thái tế bào, và trình tự của DNA mảnh vỡ của 16S rRNA gen các chủng B16 được xác định là vi khuẩn Bacillus subtilis. Theo Cộng đồng châu Âu, loài...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tuyển chọn chủng bacillus đa hoạt tính trong sản xuất phân bón vi sinh vật chức năng cho cây khoai tây

TUY N CH N CH NG Bacillus ĐA HO T TÍNH TRONG S N XU T PHÂN BÓN VI SINH V T CH C NĂNG CHO CÂY KHOAI TÂY Đào Văn Thông, Nguy n Thu Hà, Ph m Văn To n, Ph m Thu Th y SUMMARY Selection of bacillus has multi bioactivity using production functional biofertilizer for potato Selection Bacillus has multi bioactivity will play an important role in the production and application of functional biofertilizer. This paper showed that Bacillus B16 was selected. It can be antagonize bacterial wilt caused by Ralstonia solanacerum and produce plant growth promoting substance (IAA). By colony characteristic, cell morphology, and sequencing of DNA fragment of 16S rRNA gene the B16 strain was determined as Bacillus subtilis. According to European Community, species are selected have high biosafety and they are permission to apply in common. The Bacillus subtilis B16 will be continuous research to apply for production of functional biofertilizer. Keywords: Bacillus subtilis, Ralstonia solanacerum, bacterial wilt, antagonize, potato. I. §ÆT VÊN §Ò 1. V t li u nghiên c u - Ch ng vi sinh v t: G m 15 ch ng Khoai tây là cây lương th c, cây th c Bacillus và 01 ch ng Ralstonia solanacearum phNm có giá tr . nhi u nư c thu c châu (gây b nh héo xanh cây khoai tây, ký hi u Âu, châu M , khoai tây ư c coi là m t lo i VKHX) do Qu gen Vi sinh v t tr ng tr t - lương th c chính sau lúa mì, ngô. Di n tích Vi n Th như ng Nông hoá cung c p. tr ng khoai tây Vi t Nam có kho ng - Gi ng khoai tây: Gi ng khoai tây 35.000 - 37.000 ha và s n lư ng t 420.000 Solana, là gi ng m n c m v i b nh héo - 450.000 t n. M t trong nh ng nguyên nhân xanh vi khuN do Trung tâm nghiên c u cây n làm gi m năng su t, ch t lư ng khoai tây là có c - Vi n Cây lương th c và Cây th c b nh héo xanh do vi khuN Ralstonia n phN cung c p. m solanacearum gây nên. Tuy nhiên, cho n nay chưa có bi n pháp h u hi u nào có th 2. Phương pháp nghiên c u ngăn ch n và phòng tr b nh này. - Xác nh c i m hình thái khuN n Nghiên c u trư c ây cho th y nhi u l c, t bào c a ch ng vi sinh v t b ng các phương pháp nghiên c u vi sinh v t h c loài thu c chi Bacillus có nhi u ho t tính thông d ng. sinh h c như c ch vi sinh v t gây b nh và - Xác nh m t vi sinh v t theo sinh t ng h p ho t ch t kích thích sinh phương pháp nuôi c y trên môi trư ng trư ng th c v t. th ch ĩa theo TCVN 4884 - 2005. Bài báo trình bày k t qu nghiên c u - Xác nh kh năng c ch vi khuN n tuy n ch n ch ng vi khuN Bacillus n s n gây b nh héo xanh b ng phương pháp xu t phân bón sinh h c cho khoai tây có khuy ch tán trên môi trư ng th ch theo 10 kh năng h n ch b nh héo xanh vi khuNn TCN 714 - 2006. II. VËT LIÖU Vµ PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU
- Xác nh kh năng sinh t ng h p IAA CT5: Nhi m B18 và VKHX (108 thô theo phương pháp Salkowsky c i ti n: CFU/c gi ng, t l nhi m 1:1). Xác nh hàm lư ng IAA t o ra trong môi Ch tiêu theo dõi: T l cây nhi m b nh trư ng nuôi c y có b sung 0,1% (%) sau tr ng 30 ngày. triptophan; so màu trên máy quang ph bư c sóng 530 nm v i th IAA chuN n. - Thí nghi m ánh giá nh hư ng c a Bacillus n sinh trư ng c a cây khoai tây: - Xác nh tên và m c an toàn sinh h c c a các ch ng Bacillus b ng phương t tr ng cây thí nghi m là lo i t phù sa pháp phân lo i sinh h c phân t , d a trên sông H ng ã ư c kh trùng. Thí nghi m cơ s gi i trình t gen 16s ARN ribosome, ư c tr ng trong nhà lư i, b trí ng u so sánh v i các trình t có s n trong ngân nhiên, 3 l n nh c l i, 10 cây/l n nh c. hàng gen qu c t EMBL b ng phương pháp Công th c thí nghi m: FASTA 33 và xây d ng cây phát sinh CT1: i ch ng (không nhi m vi sinh ch ng lo i. Tên vi sinh v t ư c xác nh v t). v i xác xu t tương ng cao nh t. CT2: Nhi m Bacillus (107 CFU/c gi ng). - Thí nghi m ánh giá ho t tính i kháng vi khuN gây b nh héo xanh vi khuN trên cây n n Ch tiêu theo dõi: Chi u cao cây, tr ng khoai tây: t tr ng cây thí nghi m là lo i t lư ng tươi thân lá, tr ng lư ng khô thân lá phù sa sông H ng ã ư c kh trùng. Thí c a cây khoai tây sau tr ng 30 ngày. nghi m ư c tr ng trong nhà lư i, b trí ng u nhiên, 3 l n nh c l i, 18 cây/l n nh c. III. KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN Công th c thí nghi m: 1. Tuy n ch n ch ng Bacillus 8 CT1: Nhi m VKHX (10 CFU/c gi ng). T các ch ng Bacillus do ngu n gen vi CT2: Nhi m B05 và VKHX (108 sinh v t nông nghi p ã xác nh ho t tính CFU/c gi ng, t l nhi m 1:1). i kháng vi sinh v t gây b nh héo xanh vi CT3: Nhi m B08 và VKHX (108 khuNn i v i cây khoai tây và ho t tính CFU/c gi ng, t l nhi m 1:1). sinh t ng h p ho t ch t kích thích sinh trư ng th c v t (IAA). K t qu ư c t p CT4: Nhi m B16 và VKHX (108 h p t i b ng 1. CFU/c gi ng, t l nhi m 1:1). B ng 1. Ho t tính sinh h c c a các ch ng Bacillus Ký hi u ch ng Kh năng đ i kháng VK gây b nh héo xanh Kh năng sinh t ng h p IAA thô TT Bacillus (Đư ng kính vòng c ch vi khu n D - d, mm) (Hàm lư ng IAA thô, µg/ml) 1 B01 - - 2 B03.2 6 71 3 B05 15 185 4 B06 3 49 5 B07 - 157 6 B08 15 186 7 B09 6
10 B12 - - 11 B13.1 - 14 12 B13.2 - 71 13 B15 - 22 14 B16 22 133 15 B18 15 263 Ghi chú: “ - ” Không có ho t tính K t qu b ng 1 cho th y: trên 100 µg/ml (B18, B16, B10, B08, B07 - 7/15 ch ng Bacillus nghiên c u có ho t và B05). tính i kháng vi khuNn gây b nh héo xanh - T k t qu trên, 4 ch ng B18, B16, khoai tây. Trong ó b n ch ng có ư ng kính B08 và B05 ã ư c l a ch n cho các c ch vi khuNn gây b nh héo xanh trên 15 nghiên c u ti p theo. mm (B18, B16, B08 và B05); c bi t ch ng V i m c ính s d ng ch ng Bacillus B16 có ư ng kính c ch vi khuNn gây b nh trong ki m soát b nh héo xanh vi khuNn i héo xanh cao nh t ( t 22 mm). v i cây khoai tây, ti p t c ánh giá ho t - 12/15 ch ng Bacillus nghiên c u có tính i kháng vi khuNn gây b nh héo xanh ho t tính sinh t ng h p IAA. Trong ó 5 c a các ch ng Bacillus l a ch n trên cây ch ng có hàm lư ng IAA hình thành t tr ng. K t qu ư c th hi n trong b ng 2. B ng 2. Kh năng i kháng VKHX c a các ch ng Bacillus tuy n ch n trên cây khoai tây Ch tiêu theo dõi Cây b b nh Cây b b nh so v i đ i M c đ ho t tính đ i Công th c (%) ch ng (%) kháng CT1 (ĐC nhi m VKHX) 66,6 - - CT2 (B05 + VKHX) 25,7 38,6 Khá CT3 (B08 + VKHX) 28,9 43,4 Khá CT4 (B16 + VKHX) 16,7 25,1 Cao CT5 (B18 + VKHX) 20,5 30,8 Khá K t qu b ng 2 cho th y, 4 ch ng thích sinh trư ng th c v t. Tính a ch c Bacillus nghiên c u u có kh năng c ch năng c a ch ng B16 có ý nghĩa trong vi c VKHX, t l cây b b nh so v i i ch ng nghiên c u s d ng s n xu t phân bón vi t 25,1 n 38,6 %. D a theo 10 TCN 714 - sinh v t ch c năng cho cây khoai tây. 2006, ch ng B16 có m c ho t tính i kháng cao (t l cây b b nh so v i i 2. Xác đ nh tên, m c đ an toàn sinh ch ng < 30 %). h c c a ch ng B16 D a vào k t quá ánh giá ho t tính i 2.1. Phân lo i d a trên đ c đi m kháng VKHX cây khoai tây c a các ch ng hình thái khu n l c và t bào Bacillus trong i u ki n phòng thí nghi m và trên cây tr ng, ã tuy n ch n ư c B ng 3. c i m hình thái khu n l c, t ch ng B16 có ho t tính i kháng VKHX bào c a ch ng B16 cây khoai tây cao. Ngoài ra, ch ng B16 còn Đ c đi m Ch ng B16 có ho t tính sinh t ng h p ho t ch t kích
Gram (+) Kh năng di đ ng Chuy n đ ng ch m Đ c đi m khu n D ng mép răng cưa, b t, hơi l c nhăn, tr ng đ c, kích thư c D a vào c i m khuNn l c và t bào khu n l c 1,2 - 1,5 cm cho th y ch ng B16 có nhi u c i m Đ c đi m t bào D ng hình que, bào t hình elip gi ng Bacillus subtilis. 2.2. Phân lo i d a trên gi i trình t đo n ADN 16S riboxom K t qu gi i trình t o n 16S ADN riboxom c a ch ng B16 có 99,3% tương ng v i Bacillus subtilis. Trình t nucleotid o n ADN 16S ribosome c a ch ng B16 như sau: Hình 1. Cây phát sinh ch ng lo i ư c hình thành trên cơ s so sánh trình t nucleotid o n AD 16S ribosome c a ch ng B16 v i trình t nucleotid o n AD 16S ribosome c a Bacillus subtilis phân l p các nư c khác nhau trên th gi i. DE: CHLB c; KR: Hàn Qu c; QT: Bacillus subtilis ch ng Qu c t , ư c các nư c h p tác gi i mã toàn b genom; JP: h t B n. an toàn sinh h c c a ch ng Bacillus subtilic.
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 2.3. Đ an toàn sinh h c c a ch ng Bacillus subtilis an toàn sinh h c c a các ch ng vi sinh v t s d ng trong i s ng có ý nghĩa c bi t quan tr ng. Theo hư ng d n s 90/679/EWG ngày 26 thàng 11 năm 1990 c a C ng ng châu Âu v an toàn sinh h c, nhóm tác nhân sinh h c “Vi khuNn” ư c phân làm 4 c p an toàn, trong ó ch các vi khuNn c p 1 và 2 ư c ng d ng trong s n xu t i u ki n bình thư ng. -C p 1 (Risiko gruppe 1) là các vi khuNn không th gây b t c m t nguy hi m nào i v i ngư i và ng v t -C p 2 (Risiko gruppe 2) là các vi khuNn có th gây b nh i v i ngư i, ng v t m c th p, không có kh năng lan truy n và có th phòng, ch ng và lo i tr d dàng trong i u ki n bình thư ng. -C p 3 (Risiko gruppe 3) là các vi khuNn có nguy cơ gây b nh n ng i v i ngư i, ng v t và có kh năng lan truy n r ng, song v n có th phòng ch ng và lo i tr ư c. -C p 4 (Risiko gruppe 4) là các vi khuNn có th gây b nh n ng i v i ngư i, ng v t, có nguy cơ l n v m c lan truy n r ng và không th phòng, ch ng ho c lo i tr . K t qu so sánh v i danh m c các vi khuNn an toàn c a CHLB c và C ng ng Châu Âu cho th y ch ng Bacillus subtilis B16 thu c nhóm vi khuNn có an toàn cao (c p 1). Như v y, ch ng B16 l a ch n là ch ng vi sinh v t b o m an toàn sinh h c; có th s d ng trong s n xu t phân bón vi sinh v t. 3. Đánh giá nh hư ng ch ng B16 đ n sinh trư ng và phát tri n c a cây khoai tây K t qu ánh giá nh hư ng c a ch ng B16 n sinh trư ng c a cây khoai tây sau 30 ngày tr ng ư c th hi n trong b ng 4. B ng 4. nh hư ng c a ch ng B16 n sinh trư ng và phát tri n c a cây khoai tây Tr ng lư ng tươi thân lá Tr ng lư ng khô thân lá Công th c Chi u cao cây (cm) (g) (g) CT1 (ĐC) 39,70 40,80 3,92 CT2 43,20 44,95 4,43 (nhi m B16) CV% 4,10 4,20 4,40 LSD0,05 3,867 4,097 0,419 K t qu b ng 4 cho th y, công th c nhi m B16 (CT 2), chi u cao cây, tr ng lư ng tươi và tr ng lư ng khô thân lá u cao hơn so v i i ch ng. i u này cho th y, ch ng B16 có nh hư ng tích c c n sinh trư ng và phát tri n c a cây khoai tây. Như v y, t các k t qu trên cho th y ch ng Bacillus subtilis B16 có kh năng ki m soát b nh héo xanh vi khuNn và có nh hư ng tích c c n sinh trư ng, phát tri n c a cây khoai tây. Ch ng Bacillus subtilis B16 s ư c gi i thi u cho s n xu t phân bón vi sinh v t ch c năng cho cây khoai tây. IV. KÕT LUËN - T 15 ch ng Bacillus nghiên c u ã tuy n ch n ư c ch ng Bacillus subtilis B16 có ho t tính i kháng vi khuNn gây b nh héo xanh cho cây khoai tây cao, có kh năng sinh t ng h p ch t kích thích sinh trư ng th c v t (IAA); ng th i là ch ng vi sinh v t có m c an toàn sinh 5
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam h c cao (c p 1). ây là ch ng vi sinh v t có giá tr s d ng trong s n xu t phân bón vi sinh v t ch c năng. - Th nghi m trên cây khoai tây cho th y, ch ng Bacillus subtilis B16 có kh năng h n ch b nh héo xanh vi khuNn, tăng kh năng sinh trư ng và phát tri n i v i cây khoai tây. TÀI LI U THAM KH O 1. 10 TCN 714:2006 Phương pháp ánh giá ho t tính i kháng c a vi sinh v t có kh năng i kháng vi khuNn Ralstonia solanacearum gây b nh héo xanh cây tr ng c n. 2. Bais HP, Fall R and Vivanco JM (2004), Biocontrol of Bacillus subtilis against infection of Arabidopsis roots by Pseudomonas syringae is facilitated by biofilm formation and surfactin production. Plant Physiol. 134, 307 - 319. 3. Borriss R (2002), Extracellular phytase activity of Bacillus amyloliquefaciens FZB45 contributes to its plant - growth - promoting effect. Microbiol. 148, 2097 - 2109. 4. Danielsson J, Reva O and Meijer J (2007), Protection of oilseed rape (Brassica napus) toward fungal pathogens by strains of plant - associated Bacillus amyloliquefaciens. Microb. Ecol. 54, 134 - 140. 5. Idriss EE, Makarewicz O, Farouk A, Rosner K, Greiner R, Bochow H, Richter T and Jacobsen B, Zidack N and Larson B (2004), The role of Bacillus based biological control agents in integrated pest management systems: Plant diseases. Phytopathology 94, 1272 - 1275. Ngư i ph n bi n GS. TSKH. Tr n Duy Quý 6