ứng dụng vi khuẩn methylobacterium sp. trong việc kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành

Báo cáo nghiệm thu i SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH ĐOÀN TP. HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM SÁNG TẠO KH-CN TRẺ BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu ngày 16 tháng 8 năm 2010) ỨNG DỤNG VI KHUẨN METHYLOBACTERIUM SP. TRONG VIỆC KÉO DÀI TUỔI THỌ HOA CẮT CÀNH CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: KIỀU PHƯƠNG NAM CÁN BỘ THAM GIA: PGS.TS Bùi Văn Lệ; CN. Trần Minh Tuấn; CN. Phan Nguyễn Quang Hưng; CN. Trần Thị Trinh; CN Nguyễn Ngọc Trinh; CN. Nguyễn Nhữ; CN. Lại Trịnh Anh Khoa CƠ QUAN CHỦ TRÌ: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 9/ 2010 Báo cáo nghiệm thu ii XÁC NHẬN CHỈNH SỬA BÁO CÁO NGHIỆM THU (Theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu ngày 16/8/2010) Tên đề tài: Ứng dụng vi khuẩn Methylobacterium sp. trong việc kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành Chủ nhiệm đề tài: Kiều Phương Nam Cơ quan chủ trì đề tài: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ TT Góp ý của Hội đồng Chỉnh sửa của chủ nhiệm đề tài Trang 1 Dư về vật liệu, chủng thí nghiệm Xóa tên loài vi khuẩn Methylobacterium extorquens (mục 2.2.1) 15 2 Phương pháp định lượng protein sai Hiệu chỉnh phương pháp xác định hàm lượng protein tổng số (mục 2.3.2) 17 3 Thiếu phương pháp xác định phytohormone Bổ sung phương pháp ly trích và xác định hàm lượng chất điều hòa sinh trưởng nội sinh (mục 2.3.5) 21 4 Chú thích tài liệu tham khảo thiếu Bổ sung và chỉnh sửa tài liệu tham khảo cho thống nhất. 78 5 Chệch mục tiêu. Khó theo dõi kết quả Bố cục lại báo cáo để nêu bật vai trò của vi khuẩn Methylobacterium cũng như theo nội dung đề tài được duyệt. 6 Bố cục thí nghiệm với MMS, CMS không logic Lược bỏ nội dung thí nghiệm với môi trường MMS để bố cục thí nghiệm được hợp lý. 25 7 Thiếu tên latin Bổ sung tên latin cây hoa cẩm chướng 15 8 Chỉ tiêu hàm lượng diệp lục tố có ý nghĩa gì? Chú giải mục tiêu xác định hàm lượng diệp lục tố. 16 9 Thiếu sản phẩm bài báo giao nộp Bổ sung bài báo khoa học, tóm tắt công trình 76 Báo cáo nghiệm thu iii 10 Thời gian sử dụng chế phẩm 1 tháng hay 2 tháng Kết luận lại thời gian sử dụng chế phẩm là một tháng. 75 11 Điều kiện thí nghiệm Điều kiện cắm hoa 15 12 Định dạng lai cách đánh số bảng biểu, hình ảnh minh họa. 13 Chỉnh sửa lại hình ảnh minh họa thí nghiệm ảnh hưởng của bạc nitrate. 46 14 Bổ sung các chú thích về phân hạng kết quả xử lý thông kê ở các bảng kết quả. 15 Biện luận rõ hơn các kết quả thu được. CƠ QUAN CH Ủ TRÌ Giám đốc CH Ủ NHI Ệ M Đ Ề TÀI Kiều Phương Nam PH Ả N BI Ệ N 1 PGS. TS. Nguyễn Thị Quỳnh PH Ả N BI Ệ N 2 TS. Nguyễn Du Sanh CH Ủ T Ị CH H Ộ I Đ Ồ NG GS. TS Nguyễn Văn Thanh Báo cáo nghiệm thu iv BÁO CÁO NGHIỆM THU Tên đề tài: Ứng dụng vi khuẩn Methylobacterium sp. trong việc kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành Chủ nhiệm đề tài: KIỀU PHƯƠNG NAM Cơ quan công tác: Bộ môn Công nghệ Sinh học Thực vật – Chuyển hóa Sinh học, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Tp. HCM Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học – Công nghệ trẻ Thời gian thực hiện đề tài: 10/2007 – 1/2010 Kinh phí được duyệt: 70 triệu đồng Kinh phí đã cấp: theo TB số : 147 /TB-SKHCN ngày 31/10/2007 Mục tiêu: - Chứng minh tiềm năng sử dụng vi khuẩn Methylobacterium sp. để tạo chế phẩm có hoạt tính kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành. - Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm chế phẩm từ vi khuẩn ứng dụng trong việc kéo dài tuổi thọ của hoa cắt cành. Hướng tới tạo chế phẩm cho người sử dụng hoa và phân phối hoa cắt cành. Nội dung: (Theo đề cương đã duyệt và hợp đồng đã ký) Công việc dự kiến Công việc đã thực hiện Xác định: canh trường nuôi cấy vi khuẩn, canh trường loại bỏ sinh khối hay sinh khối vi khuẩn có hoạt tính kéo dài tuổi thọ của hoa cúc và hoa cẩm chướng Đã thực hiện So sánh sự lão suy của hoa trong điều kiện có bổ sung vi khuẩn Methylobacterium sp. với các hóa chất khác như: cytokinine, auxin, AgNO 3 , aspirine, acetaldehyde, 8- hydroxyquinoline, ethanol theo các chỉ tiêu cảm quan (thời gian hoa tàn, mầu sắc hoa, hiện tượng thối gốc, rụng cánh, Đã thực hiện Báo cáo nghiệm thu v rụng lá…). Phối hợp các thành phần thích hợp để xây dựng công thức một chế phẩm từ vi khuẩn Methylobacterium sp. có tác dụng gia tăng tuổi thọ của hoa cắt cành Đã thực hiện Xác định các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm: màu sắc chế phẩm, mùi của chế phẩm, mật độ vi sinh, hàm lượng các hóa chất bổ sung vào chế phẩm. Đã thực hiện Xác định hiệu quả của chế phẩm và tính toán giá thành của chế phẩm so với chế phẩm đã thương mại hóa trên thị trường (chế phẩm NH của Trung tâm nghiên cứu khoai tây, rau và hoa) Đã thực hiện Báo cáo nghiệm thu vi TÓM TẮT Sinh khối vi khuẩn Methylobacterium có đặc tính kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành. Việc phối hợp sinh khối với các thành phần bổ trợ đã tạo nên chế phẩm có giá thành thấp và hiệu quả. Chế phẩm bao gồm: sinh khối vi khuẩn Methylobacterium raditolerans H2T 2.1011 tế bào/lít; Đường sucrose 1,5%, AgNO3 35 ppm, GA3 8 ppm có khả năng kéo dài tuổi thọ hoa cẩm chướng lên 2,5 lần, hoa đồng tiền, hoa hồng, hoa cát tường, hoa cúc tăng lên khoảng 2 lần so với cắm trong nước máy. Chế phẩm không những gia tăng tuổi thọ của hoa cắt cành mà còn gia tăng khả năng nở của nụ hoa, hoa nở to, cánh hoa cứng, màu sắc tươi, cuống hoa cứng và lá vẫn còn xanh. Giá thành chế phẩm khoảng 2 ngàn đồng/15g (pha thành 1 lít dung dịch cắm hoa). Chế phẩm cải tiến có tính chất tương tự nhưng giảm tính gây ô nhiễm (kim loại năng) do thay thế AgNO3 35 ppm bằng calcium nitrat 200 ppm và tannic acid 400 ppm. ABSTRACT Methylobacterium bacteria biomass is characterized by long product life cut flowers. The coordination of biomass components should be created off preparations with low cost and effective. We had developed a bioproduct to prolong the life of cut flower, which consists of 2.1011 CFU/L of Methylobacterium radiotolerans H2T; 1.5% sucrose; 35 ppm AgNO3; 8 ppm GA3. This product not only increases the life of Gerbera and Carnation by 2.5 and 1.6 fold, respectively; but also proliferates flower blossoming; flower size; color and leaves. As our rough calculating; its price is approximately 2000 dong/15g. Preparations have improved similar properties but reduce contaminants (heavy metals) by replacing 35 ppm AgNO3 with 200 ppm calcium nitrate and 400 ppm tannic acid. Báo cáo nghiệm thu vii MỤC LỤC MỤC LỤC vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC SƠ ĐỒ - BIỂU ĐỒ - ĐỒ THỊ xiii DANH MỤC HÌNH xv MỞ ĐẦU 1 TỔNG QUAN 3 1.1 Hoa cắt cành 3 1.1.1 Hiện tượng lão suy ở thực vật 3 1.1.2 Kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành 5 1.2 Vi khuẩn Methylobacterium 6 1.2.1 Vi khuẩn Methylobacterium trong tự nhiên 7 1.2.2 Đặc điểm chung của vi khuẩn Methylobacterium 8 1.2.3 Sự tương tác giữa vi khuẩn Methylobacterium và thực vật 10 1.2.4 Giả thuyết về sự phân hủy tiền chất trực tiếp tổng hợp ethylene 12 2 NỘI DUNG & PHƯƠNG PHÁP 15 2.1 Thời gian & Địa điểm 15 2.2 Vật liệu 15 2.2.1 Đối tượng thí nghiệm 15 2.2.2 Điều kiện thí nghiệm 15 2.2.3 Môi trường 16 2.2.4 Hóa chất 16 Báo cáo nghiệm thu viii 2.3 Phương pháp thu nhận kết quả 16 2.3.1 Định lượng hàm lượng diệp lục tố 16 2.3.2 Định lượng protein tổng số 17 2.3.3 Định lượng hàm lượng đường tổng số 19 2.3.4 Phương pháp đánh giá dựa trên cảm quan 20 2.3.5 Ly trích và định lượng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật 22 2.4 Bố trí thí nghiệm 25 2.4.1 Khảo sát sự lão suy của hoa cẩm chướng cắt cành trong điều kiện bình thường (cắm hoa với nước) 25 2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của Methylobacterium sp. 25 2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của các chất bổ trợ cho vi khuẩn Methylobacterium sp. trong chế phẩm 27 2.4.4 Phối hợp nồng độ carbon, AgNO 3 và sinh khối vi khuẩn Methlobacterium sp. 32 2.4.5 Khảo sát kết hợp các dạng chế phẩm từ canh trường nuôi khuẩn và các chất bổ trợ lên việc kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành 33 2.4.6 Cải tiến chế phẩm 1. 34 2.4.7 Thử nghiệm chế phẩm trên các loại hoa cắt cành khác 36 2.4.8 Các thông số kĩ thuật của chế phẩm 37 3 KẾT QUẢ & THẢO LUẬN 38 3.1 Khảo sát sự lão suy của hoa cẩm chướng cắt cành trong điều kiện bình thường (cắm hoa với nước) 38 3.2 Khảo sát ảnh hưởng của Methylobacterium 42 Báo cáo nghiệm thu ix 3.3 Khảo sát ảnh hưởng của các chất bổ trợ cho vi khuẩn Methylobacterium sp. trong chế phẩm 44 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của AgNO 3 44 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của Aspirin 46 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của Javel 48 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của Ethanol 50 3.3.5 Khảo sát ảnh hưởng của Acetaldehyde 52 3.3.6 Khảo sát ảnh hưởng của GA 3 54 3.3.7 Khảo sát ảnh hưởng của NAA 56 3.3.8 Khảo sát ảnh hưởng của BA 58 3.4 Phối hợp nồng độ carbon, AgNO 3 và vi khuẩn tối ưu 60 3.5 Khảo sát kết hợp các dạng chế phẩm 63 3.6 Cải tiến chế phẩm 1. 67 3.6.1 Khảo sát ảnh hưởng của Calcium nitrate 67 3.6.2 Khảo sát ảnh hưởng của Tannic acid 68 3.6.3 Khảo sát khả năng thay thế AgNO 3 trong chế phẩm CP1 bởi Tannic acid và Calcium Nitrate 70 3.7 Thử nghiệm chế phẩm trên các loại hoa cắt cành khác 71 3.8 Các thông số kĩ thuật của chế phẩm 73 3.9 Kết luận 76 3.10 Đề nghị 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 Báo cáo nghiệm thu x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ACC 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid ACO ACC oxidase ACS 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase IAA indole-3-acetic acid IPA isopentenyladenosine PPFM Pink-Pigmented Facultative Methylotrophic bacteria SAM S-adenosyl methionine STS Silver Thiosulfate [...]... Methylobacterium sp để tạo chế phẩm có hoạt tính kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành - Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm chế phẩm từ vi khuẩn ứng dụng trong vi c kéo dài tuổi thọ của hoa cắt cành Hướng tới tạo chế phẩm cho người sử dụng hoa và phân phối hoa cắt cành 2 Báo cáo nghiệm thu TỔNG QUAN 1.1 Hoa cắt cành Hoa cắt cành là một phần của cây, mang đặc tính của một phát hoa và không bao gồm rễ cũng như đất trồng... hơn thế nữa, vi c phun PPFM lên cây trồng sẽ làm tăng năng suất cây trồng [40] Từ các bằng chứng về mối tương tác giữa các chủng PPFM và cây chủ, và chiến lược phát triển ngành công nghệ hoa cắt cành của Vi t Nam, chúng tôi đã tiến hành đề tài: ỨNG DỤNG VI KHUẨN METHYLOBACTERIUM SP TRONG VI C KÉO DÀI TUỔI THỌ HOA CẮT CÀNH” Nhằm vào các mục tiêu sau: - Chứng minh tiềm năng sử dụng vi khuẩn Methylobacterium. .. thức gia tăng tuổi thọ hoa cắt cành đã được công bố Trong đó, một số tác giả đã thành công trong vi c xây dựng quy trình bảo quản nhiều loại hoa cắt cành như hồng, cẩm chướng, layơn [1] Để cải thiện chất lượng hoa cũng như tuổi thọ hoa cắt cành, hiện nay người ta sử dụng các khoáng chất ở dạng dung dịch để bổ sung vào dịch cắm hoa [2], [38], [39] Một số nghiên cứu ở Vi t Nam đề cập đến vi khuẩn hiếu khí... định hướng về chế phẩm kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành của đề tài trước, chúng tôi tiến hành khảo sát tiềm năng của vi khuẩn Methylobacterium trong vi c tạo ra chế phẩm sinh học kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành 14 Báo cáo nghiệm thu 2 NỘI DUNG & PHƯƠNG PHÁP 2.1 Thời gian & Địa điểm Đề tài được thực hiện từ tháng 12/2007 đến tháng 12/2009 tại trại thực nghiệm Sinh học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - cơ... gian kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành có thể gia tăng từ 1,2 đến 1,4 lần so với đối chứng [28], [29], [20], [35] Ở hoa lan cắt cành, GA3, abscisic acid, ABA, indole – 3 – acetic acid có ảnh hưởng đến mức độ lâu tàn của hoa với các mức độ khác nhau phụ thuộc nổng độ sử dụng [20] Đó cũng chính là cơ sở để tìm ra các hoạt chất có thể kết hợp với vi khuẩn Methylobacterium để tạo ra một sản phẩm kéo dài tuổi thọ. .. môi trường ngày càng gia tăng trong những năm gần đây, điều đó đòi hỏi phải phát triển một chất thay thế khác Takashi Onozaki và cộng sự (1998) đã chứng tỏ ảnh hưởng của calcium nitrate kết hợp với AIB (αaminoisobutyric acid) để kéo dài tuổi thọ hoa trong điều kiện cắm bình Trong khi đó Michalczuk và cộng sự (2001) đã chứng tỏ hiệu quả kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành bằng vi c kết hợp calcium nitrate... cây Ở hoa cẩm chướng, sự 4 Báo cáo nghiệm thu héo rũ của cánh hoa đi kèm với sự giảm hấp thu nước, mặc dù không có sự cản trở vận chuyển của bó mạch nhưng cánh hoa vẫn mất khả năng hấp thu nước [8] 1.1.2 Kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành Các sản phẩm kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành đều chứa hoạt chất diệt khuẩn để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật Các sản phẩm hydrate hóa dễ dàng được hấp thụ vào thân... Hồ Chí Minh,chọn hoa chưa xứ lý với các chất có tác dụng kéo dài tuổi thọ 2.2.2 Điều kiện thí nghiệm Vận chuyển hoa Hoa tươi được bao gói và vận chuyển về phòng thí nghiệm Trước khi được cắt và cắm trong các nghiệm thức thì hoa được ngâm gốc trong nước máy Cách tiến hành Hoa được cắt bằng dao lam để vết cắt không bị dập, vị trí cắt cách cuống khoảng 10cm đối với hoa hồng, 20cm đối với hoa cúc và cẩm... của hoa (theo chiều kim đồng hồ) 4 Hình 1.2 Ảnh chụp vi khuẩn Methylobacterium sp từ kính hiển vi điện tử [26] 7 Hình 1.3 Vi khuẩn Methylobacterium xâm nhiễm vào cây chủ qua khí khẩu [19] 8 Hình 1.4 Tương tác giữa vi khuẩn Methylobacterium sp và cây chủ 11 Hình 1.5 Mô hình minh họa giả thuyết các bước phức tạp trong vi c làm giảm nồng độ ethylene thực vật và đặc tính khác của vi khuẩn Methylobacterium. .. hơn Dung dịch giữ hoa thường có thành phần đường cung cấp năng lượng cần thiết để hoa tiếp tục nở Ánh sáng có thể gia tăng chất lượng cũng như tuổi thọ của hoa cắt cành Thông thường hoa cắt cành được xử lý cắm ứng trong dung dịch trong thời gian ngắn, thường ít hơn 24 giờ ở nhiệt độ thấp, sau đó được vận chuyển đi Hiện nay, mối quan tâm đến công tác bảo quản hoa cắt cành, đặc biệt là hoa cẩm chướng đã . METHYLOBACTERIUM SP. TRONG VI C KÉO DÀI TUỔI THỌ HOA CẮT CÀNH” Nhằm vào các mục tiêu sau: - Chứng minh tiềm năng sử dụng vi khuẩn Methylobacterium sp. để tạo chế phẩm có hoạt tính kéo dài tuổi thọ hoa cắt. Chứng minh tiềm năng sử dụng vi khuẩn Methylobacterium sp. để tạo chế phẩm có hoạt tính kéo dài tuổi thọ hoa cắt cành. - Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm chế phẩm từ vi khuẩn ứng dụng trong vi c. cắt cành. - Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm chế phẩm từ vi khuẩn ứng dụng trong vi c kéo dài tuổi thọ của hoa cắt cành. Hướng tới tạo chế phẩm cho người sử dụng hoa và phân phối hoa cắt cành.