BÁO CÁO MÔN SINH HỌCCHỦ ĐỀ 3: VI KHUẨN XẠ KHUẨN•VI KHUẨN…………………………………………………………2I.KHÁI QUÁT……………………………………………..4II.VỊ TRÍ PHÂN LOẠI……………………………………..4III.ĐẶC ĐIỂM CHUNG……………………………………..1.Cấu tạo tế bào2.Hình dạng3.Dinh dưỡng4.Sinh sảnIV.LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI…………………………………..19V.ỨNG DỤNG CHUNGỨng dụng của vi khuẩn LacticỨng dụng của vi khuẩn BACILLUS.SPVI.VÍ DỤVi khuẩn EcoliVi khuẩn lamVi khuẩn HP•XẠ KHUẨNI.KHÁI QUÁTII.VỊ TRÍ PHÂN LOẠIIII.ĐẶC ĐIỂM CHUNG1.Cấu tạo tế bàoIV.SINH SẢNV.LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠIVI.ỨNG DỤNG CHUNGỨng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong sản xuấtỨng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong nuôi trồng thủy sảnỨng dụng xạ khuẩn Streptomyces trong nông nghiệp
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG PHỔ THÔNG NĂNG KHIẾU ✯✯✯✯ BÁO CÁO MÔN SINH HỌC CHỦ ĐỀ 3: VI KHUẨN - XẠ KHUẨN BÁO CÁO MÔN SINH HỌC CHỦ ĐỀ 3: VI KHUẨN - XẠ KHUẨN MỤC LỤC VI KHUẨN…………………………………………………………2 I KHÁI QUÁT…………………………………………… II VỊ TRÍ PHÂN LOẠI…………………………………… III ĐẶC ĐIỂM CHUNG…………………………………… Cấu tạo tế bào Hình dạng Dinh dưỡng Sinh sản IV V LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI………………………………… 19 ỨNG DỤNG CHUNG Ứng dụng vi khuẩn Lactic Ứng dụng vi khuẩn BACILLUS.SP VI VÍ DỤ Vi khuẩn Ecoli Vi khuẩn lam Vi khuẩn HP XẠ KHUẨN I KHÁI QUÁT II VỊ TRÍ PHÂN LOẠI III ĐẶC ĐIỂM CHUNG Cấu tạo tế bào IV SINH SẢN V LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI VI ỨNG DỤNG CHUNG Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces sản xuất Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces nuôi trồng thủy sản Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces nông nghiệp I KHÁI QUÁT: VI KHUẨN Vi khuẩn nhóm vi sinh vật có nhân nguyên thủy, thể đơn bào, sinh sản chủ yếu hình thức trực phân, thể nhỏ bé, muốn quan sát phải sử dụng kinh hiển vi Một số có khả gây bệnh cho người, động vật, thực vật số có khả tiết kháng sinh (Bacillus subtillis) đa số sống hoại sinh tự nhiên II VỊ TRÍ PHÂN LOẠI: GIỚI: Prokaryotae III ĐẶC ĐIỂM CHUNG: CẤU TẠO: Để thấy khác biệt tế bào vi khuẩn thử so sánh với tế bào động vật thực vật để tìm đặc điểm phân biệt Đặc điểm so sánh Tế bào động vật thực vật Tế bào vi khuẩn Kích thước Lớn Cấu trúc Phức tạp Đơn giản Màng nhân Có màng bao bọc Khơng có màng bao bọc Hệ thống nội màng Có Khơng có Khung tế bào Có Khơng có Bào quan Các bào quan có màng bao bọc Các bào quan khơng có màng bao bọc Nhỏ Thành tế bào (Cell wall): Thành tế bào gọi vách tế bào, chiếm 10-40% trọng lượng khô tế bào, độ dày thành tế bào vi khuẩn Gram âm 10nm Gram dương 14-18nm Thành tế bào lớp cấu trúc ngồi cùng, có độ rắn định để trì hinh dạng tế bào, có khả bảo vệ tế bào số điều kiện bất lợi Nồng độ đường muối bên tế bào thường cao bên tế bào (áp suất thẩm thấu tương đương với dung dịch glucose 10-20%) tế bào hấp thu kha nhiều nước từ bên vào Nếu khơng có thành tế bào vững thi tế bào bị phá vỡ Khi thực co nguyên sinh quan sát kinh hiển vi, thấy rõ lớp thành tế bào Quan sát kinh hiển vi điện tử thấy rõ Vi khuẩn Gram dương: Có thành phần cấu tạo pepidoglycan gọi glucopeptit, murein, chiếm 95 % trọng lượng khô thành, tạo màng polime xốp, khơng hịa tan bền vững, bao quanh tế bào thành mạng lưới Cấu trúc pepidoglycan gồm thành phần: N acetylglucozamin, N acetylmuramic galactozamin Thành tế bào vi khuẩn Gram dương chứa pepidoglycan đầy đủ lớp (chiếm >50% trọng lượng khơ thành) Ngồi thấy thành phần acid teichoic (la cac polime glycerol va ribitol photphat), gắn với pepidoglycan hay màng tế bào Vi khuẩn Gram âm: Vách vi khuẩn Gram âm gồm màng va khoang chu chất chứa 1-2 lớp pepidoglycan (chiếm 5-10%) trọng lượng khô vách, lớp pepidoglycan màng ngồi có cầu nối lipoprotein Ngồi màng ngồi cịn có thành phần lipopolysaccharit protein LPS chiếm1-50 % trọng lượng khô vách Phần lipd lipopolysaccharit nội độc tố (gây sốt, tiêu chảy, phá hủy hồng cầu) Thành phần Peptidoglycan Acid teicoic (Teichoic acid) Lipid Protein Gram dương Gram âm Tỷ lệ % khối lượng khô thành tế bào 30-95 5-20 Cao Hầu Khơng có có 20 Cao Bảng so sánh cấu trúc vách tế bào vi khuẩn Gram dương Gram âm Màng tế bào chất (plasma membrane): Màng sinh chất hay Màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane, CM) vi khuẩn tương tự sinh vật khác Chúng cấu tạo lớp phospholipid (PL), chiếm 30-40% khối lượng màng, protein (nằm trong, hay xen màng), chiếm 60-70% khối lượng màng Đầu phosphat PL tích điện, phân cực, ưa nước ; hydrocarbon khơng tích điện, khơng phân cực, kỵ nước Chức chủ yếu sau đây: • Bao bọc khối tế bào chất, phân chia tế bào chất với mơi trường trì áp suất bên tế bào • Là hàng rào thẩm thấu chọn lọc: cho phép ion phân tử qua lại hai phía màng, ngăn cản số chất vào Nên ngăn cản mác chất cần thiết bổ xung chất thiếu • Là nơi khu trú enzyme trình biến dưỡng quang trọng dinh dưỡng hô hấp, quang tổng hợp thành phần khác • Là nơi chứa phân tử chất nhân “recepteur” cho phép vi khuẩn nhận đáp ứng lại chất hoá họcrất cần thiết cho sống cịn vi sinh vật nói chung vàvi khuẩn nói riêng Tế bào chất (Cytoplasm): Tế bào chất (Cytoplasm) phần vật chất dạng keo nằm bên màng sinh chất, chứa tới 80% nước Trong tế bào chất có protein, acid nucleic, hydrat carbon, lipid, ion vơ nhiều nhiều chất khác có khối lượng phân tử thấp Bào quan đáng lưu ý Cytoplasm ribosom (ribosome) Ribosom nằm tự Chi Nocardioides: Sợi sơ cấp phân nhánh bề mặt, sau xâm nhập vàp thạch đứt đoạn thành dạng que hay cầu hay khơng Sợi khí sinh thưa thớt, phân nhánh khơng sau đứt thành mẩu ngắn dạng que Những mẩu nguồn gốc sợi Khơng có tế bào di động Khuẩn lạc nhão Gram dương Không nhuộm kháng acid ( Non-acid fast ) Catalase dương tính Hiếu khí bắt buộc Hóa dị dưỡng hữu Mọc dễ dàng môi trường tiêu chuẩn Nhạy cảm với thực khuẩn thể đặc hiệu Acid amin thành tế bào L-DAP glycine Khơng chứa acid mycolic Phospholipid chủ yếu phosphatidylglycerol acylphosphatidlyglycerol Acid béo chiếm ưu 14methylpentadecanoic Thành phần menaquinone MK-8(H4) Tỷ lệ mol G+C ADN từ 66,1-72,7% Có nhiều đất Lồi chuẩn: Nocardioides albus Chi Pseudonocardia: Sợi khí sinh sợi chất sinh bào tử dạng chuỗi Sợi phân đoạn, thường có dạng zich-zac với xu hướng phồng lên ở Sợi kéo dài cách nảy chồi Các đoạn sợi có chức bào tử biến đổi thành bào tử Thành sợi có hai lớp Gram dương Khơng có giai đoạn di động Hiếu khí Sinh trưởng nhiều loại môi trường hữu tổng hợp Ưa ấm ưa nhiệt Loài chuẩn: Pseudonocardia thermophila Chi Saccharopolyspora: Sợi chất phát triển mạnh, phân nhánh, đứt thành đoạn dạng que với kích thước 1x5μm, chủ yếu phần già khuẩn lạc Khuẩn ty khí sinh phân đoạn tạo chuỗi bào tử Gram dương Khơng nhuộm kháng acid Hiếu khí Khuẩn lạc mỏng, nhơ lên, nhăn, sợi khí sinh ít, thường tạo thành chùm, chủ yếu phần già Có thể sử dụng nhiều loại chất hữu nguồn cacbon lượng nhất, phân giải adenine, kháng nhiều loại chất kháng sinh nhạy cảm với lysozym Tỷ lệ mol GC ADN 77% Lồi chuẩn: Saccharopolyspora hirsute Chi Intrasporangium: Sợi phân nhánh, có xu hướng đứt thành nhiều đoạn có kích thước hình dáng khác Khơng có sợi khí sinh Các túi bào tử hình oval hay hình chanh tạo thành hoặc/và đầu sợi Các bào tử không di động Gram dương Không nhuộm kháng acid Hóa dị dưỡng hữu Catalase dương tính Hiếu khí Mọc tốt 28-37oC, khơng mọc 45oC Sinh trưởng tốt môi trường chứa peptone cao thịt Tỷ lệ mol GC ADN 68,2% Thành tế bào chứa L-DAP glycine Thành phần phospholipid chủ yếu loại phospholipid chứa glucosamin chưa biết Thành phần acid béo chủ yếu acid béo mạch thẳng bão hịa khơng bão hịa Menaquinone MK-8 Lồi chuẩn: Intrasporangium calvum Chi Actinopolyspora: Hệ sợi phân nhánh, hình thành nhiều sợi khí sinh có đường kính khoảng μm Sợi chất hầu hết không đứt đoạn Cuống sinh bào tử chứa 20 bào tử dạng que ngắn dạng cầu với vỏ nhẵn hình thành sợi khí sinh theo chiều hướng gốc Sợi chất không sinh bào tử Gram dương Nhuộm kháng acid Thành tế bào chứa meso-DAP, arabinose galactose Không chứa acid mycolic Hiếu khí Hóa dị dưỡng hữu Tỷ lệ mol GC ADN 64,2% Loài chuẩn: Actinopolyspora halophila Chi Saccharomonospora: Chủ yếu sinh bào tử đơn sợi khí sinh Bào tử khơng bền nhiệt, khơng có khả di động, hình thành cuống sinh bào tử đơn giản, không phân nhánh, dài ngắn khác Trên môi trường thạch, hệ sợi dinh dưỡng phân nhánh, bao phủ lớp sợi khí sinh với bào tử mọc dày đặc dọc sợi Sợi khí sinh ban đầu có màu trắng chuyển thành xám xanh xanh sẫm Sắc tố xanh có sợi dinh dưỡng khuếch tán môi trường Thành tế bào chứa meso-DAP, arabinose galactose Không chứa acid mycolic Chứa lượng lớn iso- anteiso- acid béo, phosphatidylethanolamin MK-9(H4) Hiếu khí Hóa dị dưỡng hữu Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng 35-50oC, pH 7-10 Sinh catalase, deaminase phosphatase Phân hủy casein, gelatin, tinh bột xylan tyrosin Đặc biệt sử dụng glycerol làm nguồn cacbon Phân lập đất, chất lắng cặn hồ, than bùn, thấy nhiều phân bón, phân compơt, cỏ khơ Tỷ lệ mol GC ADN 69-74% Loài chuẩn: Saccharomonospora viridis Chi Frankia: Khơng sinh sợi khí sinh Túi bào tử thường sinh cuống sinh bào tử Bào tử khơng có khả di động với hình dạng khơng cố định, từ khơng màu đến màu đen Trong điều kiện khó khăn khơng có q trình cố định đạm, túi (vesicle) hình thành Gram dương- Gram khơng cố định (variable) Hiếu khí vi hiếu khí Catalase dương tính Ưa ấm Hóa dị dưỡng hữu Thường mọc chậm (thời gian hai lần phân đôi tế bào 1-7 ngày) Hầu hết chủng có khả cố định nitơ khơng khí invitro in planta Thành tế bào chứa meso-DAP, acid glutamic, alanin, acid muramic, glucosamine Thành phần phospholipid gồm phosphatidylinositiol mannoside, phosphatidylinositol diphosphatidylglycerol Acid béo dạng thường, mạch thẳng, khơng bão hịa Thành phần đường gồm xylose, madurose fucose, gồm glucose galactose Nhiều chủng gồm 2-O-methyl-D-mannose, hầu hết chủng chứa rhamnose Hầu hết cộng sinh với số thực vật hạt kín định, tạo nốt sần rễ vật chủ thích hợp Có thể tìm đất Tỷ lệ mol GC ADN 66-71% Loài chuẩn: Frankia alni Chi Actinoplanes: Phát triển dạng sợi phân nhánh, không đứt đoạn Gram dương, phần sợi dinh dưỡng Gram âm Khơng nhuộm kháng acid Rất sợi khí sinh khơng có Tạo nhiều loại sắc tố có khả khuếch tán Bào tử chứa túi bào tử, sinh cuống sinh bào tử khơng cuống, thạch Dưới điều kiện định, nhiều chủng có hệ sợi xếp dạng que (palisade) Khi đó, túi bào tử chủ yếu sinh đầu sợi Bào tử hình cầu que ngắn, xếp theo nhiều cách khác bên túi bào tử, hình thành cách đứt đoạn sợi bên túi bào tử trực tiếp sau vài lần phân nhánh Sau ngâm nước, bào tử di động giải phóng từ túi bào tử, số trường hợp, khả di động xuất sau bào tử giải phóng Bào tử di động chứa tiên mao cực Thành tế bào chứameso-DAP glycin Thành phần đường chứa D-xylose L-arabinose Thành phần phospholipid phosphatidylethanolamin Hiếu khí, hóa dị dưỡng hữu cơ, ưa ấm ưa nhiệt vừa phải Hầu hết chủng không cần nhân tố sinh trưởng hữu Tỷ lệ mol GC ADN 72-73% Loài chuẩn: Actinoplanes philippinensis Chi Pilimelia: Túi bào tử sinh bề mặt chất từ cuống sinh bào tử Túi bào tử có hình cầu, hình trứng, hình lê, hình chng hay hình trụ, có kích thước xấp xỉ 10-15 μm Túi bào tử chứa nhiều bào tử xếp thành chuỗi song song hàng cuộn không Gram dương Khuẩn ty chất có đường kính 0,20,8 μm, phân nhánh có vách ngăn Khuẩn ty khí sinh thật khơng hình thành Thành tế bào chứa meso-DAP glycin Thành phần đường chứa xylose arabinose Chỉ mọc môi trường hỗn hợp Khuẩn lạc nhỏ, đặc mềm Khuẩn ty chất có màu vàng chanh, vàng, da cam xanh xám, chuyển sang nâu đến nâu sẫm già Hiếu khí, hóa tự dưỡng hữu cơ, điều kiện sinh trưởng tối ưu pH 6,5-7,5 20-30oC Có khả phân hủy có chất cheratin (lơng tóc động vật có vú) Tỷ lệ mol GC ADN 72-73% Loài chuẩn: Pilimelia terevasa Chi Dactylosporangium: Túi bào tử hình ngón tay hình chùy hình thành từ cuống sinh bào tử ngắn khuẩn ty chất Các túi bào tử phát triển đơn lẻ tụ thành đám bề mặt chất Mỗi túi bào tử chứa dãy gồm ba đến bốn bào tử Bào tử có hình chữ nhật, hình elip, hình trứng trụ, có khả di động nhờ túm tiên mao cực Khơng có khuẩn ty khí sinh thực Khuẩn ty chất có đường kính 0,5-1,0 μm, phân nhánh có vách ngăn Gram dương , Không nhuộm kháng acid Thành tế bào chứa meso-DAP glycin Thành phần đường chứa xylose arabinose Có khả sinh trưởng nhiều loại môi trường Khuẩn lạc đặc, thô, thường phẳng, nhô lên bề mặt trơn nhăn Khuẩn ty chất có màu vàng xanh, da cam, đỏ hay nâu Hiếu khí, hóa tự dưỡng hữu cơ, điều kiện sinh trưởng tối ưu pH 6,0-7,0 25-37oC Tỷ lệ mol GC ADN 71-73% Loài chuẩn: Dactylosporangium aurantiacum Chi Micromonospora: Có hệ sợi sinh trưởng mạnh, phân nhánh, có vách ngăn, đường kính trung bình 0,5 μm Bào tử khơng có khả di động mọc trực tiếp từ cuống sinh bào tử Khơng có khuẩn ty khí sinh Gram dương, khơng nhuộm kháng acid Thành tế bào bào chứa meso-DAP, và/ acid 3-hydroxy diaminopimelic, glycin Thành phần đường chứa xylose arabinose Thành phần phospholipid gồm phosphatidylethanolamin, phosphatidylinositol phosphatidylinositol mannoside Thành phần menaquinone MK-9(H4), MK-10(H4), MK10(H6) MK-12(H6) Hiếu khí đến vi hiếu khí Hóa dị dưỡng hữu Nhạy cảm với pH 6,0 Có khả sinh trưởng nhiệt độ từ 20-40oC Tỷ lệ mol GC ADN 71-73% Loài chuẩn: Micromonospora chalcea Chi Streptomyces: Hệ sợi sinh dưỡng phân nhánh nhiều lần, đứt đoạn, đường kính 0,5-2,0 μm Khuẩn ty khí sinh giai đoạn trưởng thành tạo chuỗi từ ba đến nhiều bào tử Một số lồi hình thành chuỗi bào tử ngắn khuẩn ty chất Bào tử khơng có khả di động Các khuẩn lạc ban đầu thường trơn nhẵn sau khuẩn ty khí sinh phát triển mạnh mẽ Sinh nhiều loại sắc tố khác sắc tố có khả khuếch tán môi trường Rất nhiều chủng sản sinh nhiều loại chất kháng sinh Hiếu khí, Gram dương, khơng nhuộm kháng acid-cồn, hóa dị dưỡng hữu cơ, catalase dương tính Thường có khả khử nitrate thành nitrit, phân hủy adenine, esculin, casein, gelatin, hypoxanthine, tinh bột Ltyrosine Có khả sử dụng nhiều hợp chất hữu làm nguồn cacbon Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 25-35oC, pH tối ưu 6,5-8,0 Thành tế bào chứa LDAP, không chứa acid mycolic Thành phần acid béo gồm phần lớn acid béo bão hòa, iso- anteiso- Thành phần menaquinone MK-9(H6), MK-9(H8) Thành phần phospholipid diphosphatidylglycerol, phosphatidylethanolamine, phosphatidylinositol phosphatidylinositol mannoside Có nhiều đất, phân compơt Một số lồi gây bệnh cho người động vật, số loài gây bệnh thực vật Tỷ lệ mol GC ADN 69-78% Loài chuẩn: Streptomyces albus Chi Actinomadura: Hệ sợi sinh dưỡng phân nhánh, phát triển Khuẩn ty chất khơng đứt đoạn, có khơng có khuẩn ty khí sinh Khuẩn ty khí sinh giai đoạn trưởng thành hình thành chuỗi ngắn, đơi dài bào tử đốt (arthrospore) Chuỗi bào tử dạng thẳng, uốn cong xoắn không (1-4 vịng) Bề mặt bào tử nhẵn có nốt Khuẩn ty khí sinh hình thành bào tử có màu trắng, xám hay nâu, vàng, đỏ, xanh lục, xanh lam hay tím Hiếu khí, hóa dị dưỡng hữu Nhiệt độ sinh trưởng từ 20 đến 45oC Một số loài ưa nhiệt Gram dương Thành tế bào chứa meso-DAP, không chứa acid mycolic Tế bào chứa madurose Thành phần menaquinone MK-9(H4) MK-9(H6) Tỷ lệ mol GC ADN 65-69% Loài chuẩn: Actinomadura madurae Chi Microbispora: Khuẩn ty khí sinh phân nhánh, hình thành cặp hai bao tử gắn với Bào tử mọc trực tiếp cuống sinh bào tử ngắn, hình cầu oval, đường kính trung bình 1,2-1,6μm khơng có khả di động Thành tế bào chứa acid muramic, meso-DAP không chứa đường đặc trưng Thành phần đường toàn tế bào chứa madurose Thành phần menaquinone MK-9(H4) Thành phần phospholipid chứa phosphatidylcholine phospholipid chứa glucosamine Gram dương, hiếu khí, hóa dị dưỡng hữu Ưa ấm ưa nhiệt Hầu hết lồi để sinh trưởng cần vitamin nhóm B, đặc biệt thiamin Trong tự nhiên thường tồn dầu Tỷ lệ mol GC ADN 71-73% Lồi chuẩn: Microbispora rosea Chi Streptosporangium: Túi bào tử hình cầu đường kính khoảng 10μm hình thành khuẩn ty khí sinh Các bào tử hình thành cách hình thành vách ngăn sợi cuộn xoắn khơng phân nhánh bên túi bào tử Bào tử hình cầu, hình oval hình que, khơng có khả di động Thành tế bào chứa acid muramic, meso-DAP khơng chứa đường đặc trưng Thành phần đường tồn tế bào chứa madurose Thành phần phospholipid chứa phosphatidylcholine phospholipid chứa glucosamine Gram dương, hiếu khí, hóa dị dưỡng hữu Ưa ấm, số lồi có khả chịu nhiệt độ cao Một số loài cần vitamin nhóm B cho sinh trưởng Tỷ lệ mol GC ADN 69-71% Loài chuẩn: Streptosporangium roseum Chi Thermomonospora: Khuẩn ty khí sinh sản sinh bào tử đơn lẻ, bền nhiệt, khơng có khả di động Bào tử sinh trực tiếp thường đầu cuống sinh bào tử có khơng phân nhánh Bào tử có hể sinh từ khuẩn ty chất Gram dương Thành tế bào chứa meso-DAP không chứa loại acid amin hay đường đặc trưng Hiếu khí, hóa dị dưỡng hữu Cần cung cấp nguồn acid amin vitamin cho sinh trưởng cao nấm men Tất chủng sinh trưởng nhiệt độ 40-48oC, pH 7,0-9,0 pH > 8,0 thích hợp cho sản sinh khuẩn ty khí sinh hình thành bào tử Sản sinh catalase, deaminase, β-glucosidase β-galactosidase Có khả phân giải esculin, xylan, casein, gelatin cacboxymetylcellulose Bào tử chết 90oC 30 phút nước Tất chủng nhạy cảm với novobiocin (50 μg/ml) Có thể phân lập từ đất tồn nhiều phân bón, phân compơt cỏ khơ sấy Loài chuẩn: Thermomonospora curvata Chi Actinosynnema: Khuẩn ty gồm hai loại khuẩn ty chất hình thành bó sợi (synnemata) bề mặt thạch khuẩn ty khí sinh hình thành từ bó sợi Khuẩn ty sinh chuỗi bào tử Các bào tử có khả hình thành tiên mao mơi trường nước Thành tế bào chứa meso-DAP, acid glutamic, alanin, glucosamin acid muramic Tế bào không chứa thành phần đường đặc trưng Thành phần phospholipid phosphatidylinositol mannoside, phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine phosphatidylglycerol Acid béo gồm loại mạch thẳng mạch nhánh Thành phần menaquinon MK-9(H4) MK-9(H6) Gram dương, khơng acid fast, sinh catalase Hiếu khí Ưa ấm Hóa dị dưỡng hữu Hầu hết chủng phân lập trực tiếp từ mô thực vật cỏ bên bờ sông Tỷ lệ mol GC ADN 73% Loài chuẩn: Actinosynnema mirum Chi Nocardiopsis: Khuẩn ty chất phát triển mạnh, phân nhánh nhiều, đứt đoạn thành thể hình cầu hình que Khuẩn ty khí sinh dài, phân nhánh khơng đều, thẳng, uốn hình zích zắc, đứt đoạn thành bào tử với chiều dài khác Bào tử hình oval kéo dài, bề mặt nhẵn Gram dương, hiếu khí, hóa dị dưỡng hữu cơ, khơng nhuộm kháng axít Thành tế bào chứa meso-DAP, khơng chứa đường đặc trưng, khơng có acid mycolic Thành phần menaquinon MK-10(H2,4,6) MK-9(H4,6) Tỷ lệ mol GC ADN 64-69% Loài chuẩn: Nocardiopsis dassonvillei III ĐẶC ĐIỂM CHUNG: Cấu tạo tế bào: Khuẩn lạc xạ khuẩn có dạng sợi phân nhánh phức tap đan xen toàn hệ sợi tế bào có nhiều nhân, khơng có vách ngăn ngang Giống vi khuẩn, nhân thuộc loại đơn giản, khơng có màng nhân Thành tế bào xạ khuẩn giống với thành tế bào vi khuẩn gram + Màng tế bào chất dày khoảng 50 nm có cấu trúc tương tự màng tế bào chất vi khuẩn Nhân khơng có cấu trúc điển hình, nhiễm sắc thể khơng có màng Khi cịn non, tồn tế bào có nhiễm sắc thể sau hình thành nhiều hạt rải rác toàn hệ khuẩn ty (gọi hạt Cromatin) Một số ví dụ xạ khuẩn: Rickettsia giống Rickettsiaceae, Rickettsiales, vi khuẩn ký sinh nội bào, có nhóm (Tribus): Rickettsiae, Ehrlichiae Wolbachiae với giống chủ yếu Rickettsia Coxiella, ký sinh động vật có xương Những vi khuẩn có loại acid nucleic, thành tế bào có hợp chất đặc trưng thành tế bào vi khuẩn, sinh sản cách chia tế bào động vật Chlamydia giống Chlamydiaceae, thuộc Chlamydiales, vi khuẩn ký sinh bắt buộc, Gram âm có nhiều điểm giống Rickettsia, động vật có xương sống chúng khơng tạo ATP riêng mà sử dụng ATP vật chủ, kích thước chúng nhỏ (0,3 - 0,45μm) thời gian dài trước người ta coi chúng loại virus (virus kiềm tính Van Royen) Mycoplasma thuộc họ Mycoplasmaceae, họ độc Mycoplasmales (đôi Mycoplasmatales - Freundt, 1955) Chúng vi khuẩn khơng có thành tế bào, thân mềm dễ biến hình, bất động Trong Mycoplasmales có dạng vi khuẩn Mycoplasma dạng L PPLO Đây vi khuẩn thuộc Tenerecutes, lớp Mollicutes, lớp vi khuẩn tiêu giảm thành, vi khuẩn có kích thước nhỏ khoa học biết (0,1 - 0,3μm) chúng dễ qua màng lọc vi khuẩn, chúng tác nhân gây bệnh hô hấp, tiết niệu - sinh dục IV SINH SẢN: Xạ khuẩn sinh sản sinh dưỡng bào tử Bào tử hình thành nhánh phân hố từ khuẩn ty khí sinh gọi cuống sinh bào tử Cuống sinh bào tử loài xạ khuẩn có kích thước hình dạng khác Có lồi dài tới 100 - 200 nm, có lồi khoảng 20 - 30 nm Có lồi cấu trúc theo hình lượn sóng, có lồi lị xo hay xoắn ốc Sắp xếp cuống sinh bào tử khác Chúng xếp theo kiểu mọc đơn, mọc đơi, mọc vịng chùm Đặc điểm hình dạng cuống sinh bào tử tiêu chuẩn phân loại xạ khuẩn Bào tử hình thành từ sinh bào tử theo kiểu kết đoạn (fragmentation) cắt khúc (segmentation) Kiểu kết đoạn: Hạt cromatit cuống sinh bào tử phân chia thành nhiều hạt phân bố đồng dọc theo sợi cuống sinh bào tử Sau tế bào chất tập trung bao bọc quang hạt cromatin gọi tiền bào tử Tiền bào tử hình thành màng tạo thành bào tử nằm trng cuống sinh bào tử Bào tử thường có hình cầu ơvan, giải phóng màng cuống sinh bào tử bị phân giải bị tách Kiểu cắt khúc: Hạt cromatit phân chia phân bố đồng dọc theo cuống sinh bào tử Sau hạt hình thành vách ngăn ngang, phần có tế bào chất Bào tử hình thành theo kiểu thường có hình viên trụ hình que Ngồi hình thức sinh sản bào tử, xạ khuẩn cịn sinh sản khuẩn ty Các đoạn khuẩn ty gãy môi trường phát triển thành hệ khuẩn ty Thuộc nhóm Procaryotes ngồi xạ khuẩn vi khuẩn cịn có niêm vi khuẩn, xoắn thể, ricketsia Mycoplasma Các nhóm có cấu tạo nhân đơn giản Cấu tạo tế bào hoạt tính sinh lý có nhiều sai khác Ví dụ Mycoplasma có kích thước nhỏ bé so với vi khuẩn, khơng có màng tế bào, hình dạng ln biến đổi Ricketsia có kích thước nhỏ bé, sống ký sinh bắt buộc v.v V LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI: Xạ khuẩn phân bố rộng rãi tự nhiên có vai trò quan trọng nhiều mặt: +Tham gia vào trình phân giải mạnh hợp chất hữu kể chất phức tạp celluose, kitin, keratin, pectin, linhin, đất bùn làm tăng độ phì đất góp phần làm cân thành phần vật chất tự nhiên +Hầu hết xạ khuẩn thuộc chi Actinomyces có khả sinh kháng sinh, nhiều kháng sinh quan trọng chiết suất từ xạ khuẩn như: tetraciclin, streptomycin, chloramphenicol (chất thú y cấm sử dụng), số kháng sinh sản xuất từ xạ khuẩn có tác dụng diệt côn trùng hay tuyến trùng, +Một số xạ khuẩn có khả tổng hợp mạnh chất sinh học vitamin nhóm B, số acid hữu hay enzyme proteaza, ammylaza, kitinaza, +Một số xạ khuẩn gây hại cho vi sinh vật đất tiết độc tố phytotoxin Một số có khả gây bệnh cho người, gia súc gọi chung bệnh Actinomycose Một số xạ khuẩn sinh chất độc kìm hãm sinh trưởng thực vật Một số gây bệnh cho người động vật Một số xạ khuẩn gây hại cho vi sinh vật đất tiết độc tố phytotoxin Một số có khả sinh chất độc kìm hãm, gây bệnh cho người , gia súc trồng VI ỨNG DỤNG: Xạ khuẩn nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi đất, chúng tham gia vào trình phân giải hợp chất hữu đất xenluloza, tinh bột v.v góp phần khép kín vịng tuần hồn vật chất tự nhiên Đặc tính cịn ứng dụng trình chế biến phân huỷ rác v.v Nhiều xạ khuẩn có khả sinh chất kháng sinh Đặc điểm sử dụng nghiên cứu sản xuất chất kháng sinh dùng y học, nông nghiệp bảo quản thực phẩm Đặc tính xạ khuẩn khả tiết kháng sinh (antibiotic), dùng làm thuốc điều trị bệnh cho người gia súc trồng Xạ khuẩn cịn có khả sinh vitamin thuộc nhóm B, số acid amin acid hữu Xạ khuẩn cịn có khả tiết enzym(proteas, amylaz ) tương lai dùng xạ khuẩn để chế biến thực phẩm thay cho nấm vi khuẩn nấm sinh aflatonxin độc cho người gia súc Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces sản xuất: Streptomyces sp công nhận rộng rãi vi sinh vật công nghiệp quan trọng tiềm việc sản xuất đa dạng chất chuyển hóa thứ cấp bao gồm thuốc kháng sinh, tác nhân kháng u, chống ký sinh trùng, thuốc ức chế miễn dịch, enzyme Một số hoạt chất sản phẩm tiêu biểu từ xạ khuẩn: Thuốc kháng sinh: streptomycin, erythromycin, tetracyclin, neomycin, chloramphenicol, vancomycin, gentamicin Thuốc kháng nấm: nystatin, amphotericin Thuốc chống ung thư: doxorubicin, bleomycin, mitomycin Thuốc ức chế miễn dịch: rapamycin Thuốc diệt cỏ: bialaphos Trong khuôn khổ viết này, muốn giới thiệu tổng quan nhóm xạ khuẩn Streptomyces tiềm ứng dụng xạ khuẩn lĩnh vực nông nghiệp, thực phẩm, nuôi trồng thủy sản y dược Xạ khuẩn Streptomyces gì? Xạ khuẩn (danh pháp khoa học: Actinobacteria; tiếng Anh: Actinomycetes) nhóm vi khuẩn thật (Eubacteria) phân bố rộng rãi tự nhiên Trước xếp vào nhóm Tản thực vật (tức nấm), ngày chúng xếp vào nhóm vi khuẩn (Schizomycetes) Phân loại xạ khuẩn Streptomyces: Streptomyces chi lớn ngành Actinobacteria chi thuộc nhánh Streptomycetaceae Tính đến nay, có 500 lồi vi khuẩn Streptomyces mô tả Giống hầu hết Actinobacteria khác, Streptomyces vi khuẩn Gram dương, có gen với tỉ lệ GC% cao Vi khuẩn tìm thấy chủ yếu đất thảm thực vật mục nát Đặc điểm xạ khuẩn Streptomyces: Streptomyces có cấu trúc giống nấm số người lầm tưởng Streptomyces nấm Nhánh chúng có xếp tế bào hình sợi thành mạng lưới gọi sợi nấm Chúng chuyển hóa hợp chất khác bao gồm: đường, rượu, acid amin, hợp chất thơm cách sản xuất enzyme thủy phân ngoại bào Do gen chúng lớn nên trao đổi chất chúng đa dạng, có hàng trăm nhân tố phiên mã kiểm soát biểu gene, cho phép chúng đáp ứng nhu cầu cụ thể Streptomyces sinh bào tử, tạo mùi đặc trưng, kết từ sản sinh geosmin q trình chuyển hóa chất Streptomyces nghiên cứu rộng rãi biết đến nhiều chi họ xạ khuẩn (Actinomyces) Môi trường nuôi cấy xạ khuẩn Streptomyces: Để phân lập xạ khuẩn Streptomyces người ta thường dùng phương pháp thạch đĩa với môi trường dành riêng cho xạ khuẩn môi trường GauseI, GauseII, môi trường Krasilnicov, hệ thống mơi trường ISP Photo by V Krejzar Vai trị xạ khuẩn Streptomyces: Streptomyces thường sống đất có vai trò vi sinh vật phân hủy quan trọng Một đặc điểm quan trọng xạ khuẩn khả hình thành kháng sinh Trong số 8000 kháng sinh giới có 80% có nguồn gốc từ xạ khuẩn Các kháng sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn có tính phổ kháng rộng Là kháng sinh có tính chất chọn lọc Khả kháng khuẩn kháng sinh đặc điểm quan trọng để phân loại xạ khuẩn Nhiều chủng xạ khuẩn có khả tổng hợp đồng thời hay nhiều chất kháng sinh có cấu trúc hóa học có tác dụng tương tự Quá trình sinh tổng hợp kháng sinh phụ thuộc vào chế điều chỉnh đa gene, gene chịu trách nhiệm tổng hợp kháng sinh, cịn có enzyme chịu trách nhiệm tổng hợp tiền chất cofactor Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces nuôi trồng Thủy sản Để đáp ứng nhu cầu thủy sản ngày tăng từ dân số ngày phát triển, nuôi trồng thủy sản trở thành ngành sản xuất thực phẩm động vật phát triển nhanh Tuy nhiên, việc sử dụng bừa bãi kháng sinh nuôi trồng thủy sản dẫn đến xuất vi khuẩn kháng kháng sinh Probiotics xem bổ sung vi sinh sống nhằm phát huy tác dụng có lợi thể vật chủ cải thiện thông số môi trường Probiotics chứng minh có hiệu việc cải thiện tình trạng tăng trưởng, sống sức khỏe loài thủy sản ni Đánh giá nhằm mục đích để làm bật việc sử dụng xạ khuẩn Streptomyces loại probiotics tiềm để sản xuất chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản Các nghiên cứu cho thấy thức ăn bổ sung Streptomyces bảo vệ cá tơm khơng bị nhiễm mầm bệnh gia tăng phát triển sinh vật nước Việc sản xuất loạt hợp chất hóa học phổ rộng Streptomyces mang lại lợi sản xuất hợp chất đối kháng kháng khuẩn tiềm mà có giá trị để dùng làm chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản Khả sản xuất hợp chất đối kháng giúp chế phẩm sinh học cạnh tranh chất dinh dưỡng địa điểm gắn bó vật chủ Khả sản xuất bacteriocins, siderophores, enzyme (protease, amylase, lipase), hydrogen peroxide axit hữu ghi nhận từ chế phẩm sinh học dùng nuôi trồng thủy sản You et al (2005) ghi nhận chủng Streptomyces sinh siderophores hoạt động cho việc sử dụng Streptomyces sp ảnh hưởng đến phát triển mầm bệnh Vibrio sp cạnh tranh sắt môi trường nước Siderophores chất tạo phức ion sắt có khối lượng phân tử thấp mà thường sản xuất vi sinh vật thực vật điều kiện sắt hạn chế (Ahmed Holmstrom, 2014) Probiotics với khả sản xuất siderophores cho chiến thắng tác nhân gây bệnh cách hạn chế hiệu lực sinh học sắt dẫn đến suy giảm tăng trưởng tác nhân gây bệnh sắt cần thiết cho phát triển hình thành màng sinh học (Weinberg, 2004) Ngoài ra, Streptomyces chứng minh sản sinh hợp chất ức chế chất chuyển hóa có liên quan đến suy giảm việc hình thành màng sinh học, hoạt động cảm biến chống lại tác nhân gây bệnh (You et al., 2007) hoạt động chống độc lực vi khuẩn Vibrio sp (Iwatsuki et al., 2008) Bên cạnh hiệu ứng ức chế vi khuẩn gây bệnh nuôi trồng thủy sản, Streptomyces ghi nhận có hoạt động chống virus, đặc biệt virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV; Jenifer et al, 2015) Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces Nông nghiệp: Việc sử dụng kháng sinh trồng trọt nhằm mục đích chống bệnh nấm gây rau trồng, chống bệnh vi khuẩn gây ra, diệt côn trùng cỏ dại….kiềm chế bệnh thực vật sinh từ đẩt So với thuốc hóa học, dùng chất kháng sinh bảo vệ thực vật vừa có tác dụng nhanh, dễ phân hủy, có tác dụng chọn lọc cao, độ độc thấp không gây ô nhiễm môi trường, cịn có khả ức chế vi sinh vật kháng thuốc hóa học Chất kháng sinh dịch lên men chủng sinh kháng sinh dùng xử lý hạt giống với mục đích tiêu diệt nguồn bệnh bên hạt, diệt bệnh phận nằm đất khử trùng đất Sự đối kháng vi sinh vật đất sở biện pháp sinh học phịng chống bệnh Sự có mặt xạ khuẩn đối kháng đẩt làm giảm rõ rệt tỉ lệ mắc bệnh Thông thường loại xạ khuẩn đối kháng ức chế vài loại nấm gây bệnh có lồi hoạt động rộng ức chế nhiều tác nhân gây bệnh có đất Khơng phải tất có hoạt tính kháng nấm in vitro thể đất (khoảng – %) chúng có vai trị quan trọng việc ức chế nấm gây bệnh ngăn ngừa khả nhiễm bệnh cho Đây quy luật cân sinh học tự nhiên Nếu cân đi, lập tứ nảy sinh bệnh đất có mầm gây bệnh Xạ khuẩn chống nấm ngồi việc tiết kháng sinh, cịn tác dụng lên khu hệ vi sinh vật thông qua enzyme phân giải Ngồi ra, nhiều xạ khuẩn cịn tiết chất sinh trưởng thực vật kích thích khu hệ vi sinh vật có lợi vùng rễ Năm 2002 Ấn Độ phân lập chủng Streptomyces sp 201 có khả sinh kháng sinh z – methylheptyl iso- nicotinate, chất kháng sinh có khả kháng nhiều loại nấm gây bệnh Furasium oxysporum, F solina… Ở Việt Nam sử dụng nhiều chế phẩm kháng sinh bảo vệ thực nhập từ Trung Quốc hay Nhật Bản phân lập số chủng xạ khuẩn có khả chống Pyricularia oryae gây bệnh đạo ôn F oxysporum gây bệnh thối rễ thực vật Tuy nhiên việc sử dụng chất kháng sinh lĩnh vực bảo vệ thực vật nước ta mức độ thấp tập quán canh tác quen dùng số hóa chất bảo vệ thực vật định VI KHUẨN: PHỤ LỤC http://vietsciences.free.fr/khaocuu/nguyenlandung/cautructebaovk.htm https://123doc.org//document/716019-luan-van-bai-trinh-bay-ve-vi-khuan.htm https://vi.wikipedia.org/wiki/Vi_khu%E1%BA%A9n#C%C3%A1c_qu%C3%A1_tr %C3%ACnh_trao_%C4%91%E1%BB%95i_ch%E1%BA%A5t https://123doc.org//document/207881-vi-khuan-e-coli.htm http://phubinhlab.com/tin-tuc/ung-dung-cua-vi-khuan-lactic.html http://saomaibiotech.com/index.php?com=tin-tuc&id=31&p=2 https://gastimunhp.vn/vi-khuan-hp-duong-tinh-la-gi-1268/ https://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki/Vi_khu%E1%BA %A9n_lam_(cyanobacteria)_-_M%E1%BB%99t_kh%C3%A1i_qu%C3%A1t XẠ KHUẨN: https://www.chungvisinh.com/phan-loai-xa-khuan.html/ https://123doc.org/document/3445-vi-tri-phan-loai-cua-xa-khuan.htm http://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-nghien-cuu-xa-khuan-thuoc-chi-streptomycessinh-chat-khang-sinh-chong-nam-gay-benh-tren-cay-che-o-thai-nguyen-1761/ https://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/2565159 http://www.blogsinhhoc.com/2013/01/cau-tao-phan-loai-xa-khuan.html https://thuocbietduoc.edu.vn/xa-khuan/ https://archive.cnx.org/contents/b62971b7-0d3d-455f-83ef-9d9683a53113@1.html https://text.123doc.org/document/2264688-dac-diem-va-vai-tro-cua-cac-loai-xakhuan.htm https://www.slideshare.net/dinhson169/chuong3-1417 http://vietsciences.free.fr/khaocuu/nguyenlandung/phanloaixakhuan01.htm http://vietsciences.free.fr/khaocuu/nguyenlandung/phanloaixakhuan02.htm https://text.123doc.org/document/2117081-xa-khuan-actinomycetes-ppsx.htm http://tailieu.vn/doc/luan-van-nghien-cuu-xa-khuan-thuoc-chi-streptomyces-sinhchat-khang-sinh-chong-nam-gay-benh-tren-ca-1214991.html http://www.blogsinhhoc.com/2013/01/cau-tao-phan-loai-xa-khuan.html https://toc.123doc.org/document/198427-ii-vai-tro-cua-xa-khuan-doi-voi-connguoi-va-moi-truong.htm https://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/2565159 http://www.blogsinhhoc.com/2015/04/xa-khuan-va-vai-tro-cua-xa-khuan-oivoi.html https://www.chungvisinh.com/ung-dung-xa-khuan-streptomyces-trong-sanxuat.html/ ... Sinh sản IV V LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI………………………………… 19 ỨNG DỤNG CHUNG Ứng dụng vi khuẩn Lactic Ứng dụng vi khuẩn BACILLUS.SP VI VÍ DỤ Vi khuẩn Ecoli Vi khuẩn lam Vi khuẩn HP XẠ KHUẨN I KHÁI QUÁT II... VÀ TÁC HẠI VI ỨNG DỤNG CHUNG Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces sản xuất Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces nuôi trồng thủy sản Ứng dụng xạ khuẩn Streptomyces nông nghiệp I KHÁI QUÁT: VI KHUẨN Vi khuẩn. .. khuẩn bào tử giống với vi khuẩn Đồng thời sợi xạ khuẩn thường không chứa vách ngăn Xạ khuẩn đích cơng thực khuẩn thể giống vi khuẩn, đó, nấm khơng bị cơng thực khuẩn thể Xạ khuẩn thường nhạy cảm