Phân lập và tuyển chọn một số chủng xạ khuẩn có khả năng sinh enzyme cellulase trong đất trồng trọt khu vực xuân hoà, phúc yên, vĩnh phúc

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ĐINH THỊ THOA PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG SINH ENZYME CELLULASE TRONG ĐẤT TRỒNG TRỌT KHU VỰC XUÂN HÒA, PHÚC YÊN, VĨNH PHÚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vi sinh vật học HÀ NỘI, 2014 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ĐINH THỊ THOA PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG SINH ENZYME CELLULASE TRONG ĐẤT TRỒNG TRỌT KHU VỰC XUÂN HÒA, PHÚC YÊN, VĨNH PHÚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vi sinh vật học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học PGS. TS. ĐINH THỊ KIM NHUNG HÀ NỘI, 2014 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Đinh Thị Kim Nhung đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ phòng thí nghiệm Vi sinh, khoa Sinh- KTNN, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã nhiệt tình giúp đỡ. Tôi chân thành cảm ơn ban Lãnh đạo trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN, đã tạo mọi điều kiện cho tôi học tập và hoàn thành đề tài. Tôi xin cảm ơn thầy cô và bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm đề tài. Lời cảm ơn sâu sắc nhất tôi xin dành cho gia đình và những ngƣời thân yêu đã động viên và giúp đỡ tôi. Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Đinh Thị Thoa LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nghiên cứu, số liệu đƣợc trình bày trong luận văn là trung thực và không trùng với công trình của các tác giả khác. Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Đinh Thị Thoa CÁC TỪ VIẾT TẮT ADN : Acid DeoxyriboNucleic ADP : Acid Diaminopimelic ARN : Acid RiboNucleic CMC : Cacboxyl Methyl Cellulose CFU : Colony Forming Unit Gr + : Gram dƣơng ISP : International Streptomyces Project HSCC : Hệ sợi cơ chất HSKS : Hệ sợi khí sinh m : meso Nxb : Nhà xuất bản PG : PeptidoGlycan rARN : Riboxom Acid RiboNucleic VSV : Vi sinh vật DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Công thức hóa học của cellulose 15 Hình 1.2. Mô hình Fringed fibrillar và mô hình chuỗi gập 15 Hình 2.3. Bản đồ khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên,Vĩnh Phúc 22 Hình 3.4. Khuẩn lạc của một số VSV……………………………………….28 Hình 3.5. Khuẩn lạc xạ khuẩn phân lập từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 29 Hình 3.6. Một số chủng xạ khuẩn phân lập từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 30 Hình 3.7. Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ các chủng xạ khuẩn phân theo nhóm màu 33 Hình 3.8. Sắc tố tan của một số chủng xạ khuẩn phân lập 34 Hình 3.9. Hoạt tính cellulase của một số chủng xạ khuẩn phân lập 39 Hình 3.10. Đặc điểm màu sắc, sắc tố tan và hình dạng cuống sinh bào tử, bào tử của chủng xạ khuẩn X3………………………………………42 Hình 3.11. Đặc điểm màu sắc, sắc tố tan và hình dạng cuống sinh bào tử, bào tử của chủng xạ khuẩn X5…………………………………….42 Hình 3.12. Đặc điểm màu sắc, sắc tố tan và hình dạng cuống sinh bào tử, bào tử của chủng xạ khuẩn X11……………………………………43 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Các chủng xạ khuẩn phân lập từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc……………………………… 27 Bảng 3.2. Đặc điểm khuẩn lạc của một số VSV 28 Bảng 3.3. Đặc điểm khuẩn lạc của 20 chủng xạ khuẩn phân lập từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 32 Bảng 3.4. Số lƣợng và sự phân bố của xạ khuẩn theo nhóm màu 33 Bảng 3.5. Kết quả thử hoạt tính cellulase trên môi trƣờng chứa CMC 36 Bảng 3.6. Kết quả thử hoạt tính cellulase trên môi trƣờng chứa BG 37 Bảng 3.7. Hoạt tính cellulase của các chủng xạ khuẩn đã phân lập 38 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2 5. Phƣơng pháp nghiên cứu 2 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn…………………………………………… 3 7. Những đóng góp mới của đề tài 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. Đặc điểm và phân loại xạ khuẩn 4 1.1.1. Một số phƣơng pháp trong phân loại xạ khuẩn 4 1.1.1.1. Đặc điểm hình thái và tính chất nuôi cấy 5 1.1.1.2. Đặc điểm hóa phân loại( Chemotaxonomy) 6 1.1.1.3. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa 7 1.1.1.4. Phân loại số (Numerical taxonomy) 7 1.1.1.5. Phân loại xạ khuẩn chi Streptomyces 8 1.1.2. Đặc điểm sinh học của xạ khuẩn 9 1.1.2.1. Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn 9 1.1.2.2. Cấu tạo của xạ khuẩn 11 1.1.2.3. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của xạ khuẩn 12 1.1.3. Vai trò của xạ khuẩn 14 1.2. Cellulose và cellulase 14 1.2.1. Cellulose 14 1.2.2. Hệ thống enzyme cellulase 16 1.2.3. Cơ chế phân giải cellulose 17 1.3. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn sinh cellulase ở Việt Nam và trên thế giới…………………………………………………………………… 18 1.3.1. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn sinh cellulase trên thế giới………… 18 1.3.2. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn sinh cellulase ở Việt Nam………….19 CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…… 20 2.1. Vật liệu và vi sinh vật 20 2.1.1. Vi sinh vật 20 2.1.2. Hóa chất , thiết bị 20 2.2. Môi trƣờng 21 2.2.1. Môi trƣờng phân lập xạ khuẩn 21 2.2.2. Môi trƣờng bảo quản và giữ giống 21 2.2.3. Môi trƣờng thử hoạt tính enzyme 21 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.3.1. Phƣơng pháp lấy mẫu 22 2.3.2. Phƣơng pháp phân lập xạ khuẩn theo Vinogradski 23 2.3.3. Phƣơng pháp bảo quản chủng giống 23 2.3.4. Phƣơng pháp quan sát hình thái xạ khuẩn 23 2.3.5. Nghiên cứu đặc điểm sinh lý, sinh hóa của xạ khuẩn 24 2.3.6. Phƣơng pháp xác định hoạt tính cellulase của xạ khuẩn 24 2.3.7. Phƣơng pháp thống kê và xử lý kết quả 25 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26 3.1. Phân lập, tuyển chọn xạ khuẩn sinh enzyme cellulase từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 26 3.1.1. Phân lập xạ khuẩn từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 26 3.1.1.1. Đặc điểm khuẩn lạc 26 3.1.1.2. Đặc điểm hệ sợi 31 3.1.2. Tuyển chọn một số chủng xạ khuẩn sinh enzyme cellulase trong đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc…………………35 3.2. Nghiên cứu đặc điểm hình thái cuống sinh bào tử, bào tử của các chủng xạ khuẩn đã tuyển chọn 40 3.2.1. Cuống sinh bào tử và bào tử của xạ khuẩn 40 3.2.2. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái cuống sinh bào tử, bào tử của 3 chủng xạ khuẩn X3, X5, X11 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 [...]... sinh enzyme cellulase trong đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 2 Mục đích nghiên cứu Tuyển chọn đƣợc một số chủng xạ khu n có khả năng phân giải cellulose cao góp phần tăng độ phì nhiêu của đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Phân lập, tuyển chọn xạ khu n sinh enzyme cellulase từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 3.2 Nghiên... Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc có diện tích tự nhiên là 423,9 ha, trong đó đất diện tích đất trồng trọt khá lớn Do vậy, việc khảo sát các chủng xạ khu n trong đất trồng trọt có khả năng phân hủy cellulose cao là việc có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc cải tạo đất và bảo vệ môi trƣờng Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài: Phân lập và tuyển chọn một số chủng xạ khu n có khả năng sinh enzyme. .. Phúc 3.1.1 Phân lập xạ khu n từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 3.1.1.1 Đặc điểm khu n lạc Tiến hành lấy mẫu đất ở các độ sâu khác nhau theo thứ tự 0cm, 5cm,10cm, 15cm, 20cm, 25cm, 30cm tại khu vực đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc Bởi vì hệ vi sinh vật phong phú nhất so với trong khí quyển và trong nƣớc Xạ khu n thuộc nhóm vi sinh vật hiếu khí nên trong đất ngập... thái cuống sinh bào tử, bào tử của các chủng xạ khu n đã tuyển chọn 4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Một số chủng xạ khu n có khả năng phân giải cellulose trong đất trồng trọt tại khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 5 Phƣơng pháp nghiên cứu 5.1 Phƣơng pháp lấy mẫu 5.2 Phƣơng pháp phân lập xạ khu n theo Vinogradski 5.3 Phƣơng pháp bảo quản chủng giống 2 5.4 Phƣơng pháp quan sát hình thái xạ khu n 5.5... Thanh Thu (2012) đã tuyển chọn đƣợc 2 chủng có hoạt tính cellulose cao là T5 và T7 Một số công trình gần đây của Hà Thị Thu Hằng (2013) [13], Nguyễn Minh Nguyệt (2013) [16], đã tuyển chọn đƣợc một số chủng xạ khu n có khả năng phân giải cellulose cao trong đất tại khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam việc ứng dụng các chủng xạ khu n sinh enzyme cellulase vào thực tế sản... vật và động vật .Trong số các nhóm vi sinh vật nêu trên thì xạ khu n phân giải cellulose là một trong những đối tƣợng đã và đang đƣợc các nhà khoa học đặc biệt quan tâm Xạ khu n trong đất là một trong các nhóm sinh vật đất có số lƣợng lớn Chúng chiếm tới 10 - 70 % số tế bào vi sinh vật trong đất Ở môi trƣờng trung tính xạ khu n phát triển mạnh nhất trong đất giàu hữu cơ và thông thoáng Xạ khu n có vai... vi sinh vật phục vụ cho việc xử lý rác thải (ủ rác sinh hoạt), chế biến thức ăn gia súc probiotin, chế biến phân bón vi sinh 7 Những đóng góp mới của đề tài Qua nghiên cứu, chúng tôi đã tuyển chọn đƣợc 3 chủng xạ khu n X3, X5, X11 có khả năng sinh enzyme cellulase cao trong đất trồng trọt tại khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm và phân loại xạ khu n Xạ khu n. .. cải tạo đất, bón phân ) theo hƣớng lợi dụng vi sinh vật phân giải cellulose tăng cƣờng các quá trình phân giải hợp chất hữu cơ để làm giàu dinh dƣỡng cho đất, tăng năng suất cây trồng 6.2 Ý nghĩa thực tiễn Tuyển chọn một số chủng xạ khu n có hoạt tính cellulase cao, ứng dụng các chủng xạ khu n này vào đời sống (trong chăn nuôi, môi trƣờng) Từ các chủng xạ khu n có hoạt tính cellulase cao này có thể... trò phân giải chất hữu cơ và nhất là phân giải đƣờng tan trong nƣớc, hemicellulose và cellulose Xạ khu n tham gia vào quá trình hình thành 1 các acid mùn Một vài loài xạ khu n có khả năng cố định nitơ tự do từ khí trời khi cộng sinh với thực vật thuộc bộ đậu Xạ khu n là vi sinh vật tạo ra kháng sinh chủ yếu (tới 80 % chất kháng sinh) vì thế trong đất có nhiều xạ khu n cây trồng ít bị bệnh hơn Phƣờng Xuân. .. hành phân lập theo phƣơng pháp phân lập xạ khu n từ mẫu đất (mục 2.3.2 chƣơng 2) Chọn các hộp petri mà ở đó các khu n lạc mọc riêng rẽ, có thể tuyển chọn đƣợc, không thấy có nấm mốc, không xét các khu n lạc nhẵn, nhày, ƣớt, loại bỏ các hộp petri không có khu n lạc hoặc các khu n lạc phát triển dày khít nhau Xạ khu n mới phân lập thƣờng có hoạt tính kháng sinh chống vi sinh vật kiểm định, nên có thể . CỨU VÀ THẢO LUẬN 26 3.1. Phân lập, tuyển chọn xạ khu n sinh enzyme cellulase từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc 26 3.1.1. Phân lập xạ khu n từ đất trồng trọt khu vực Xuân. tôi chọn đề tài: Phân lập và tuyển chọn một số chủng xạ khu n có khả năng sinh enzyme cellulase trong đất trồng trọt khu vực Xuân Hòa, Phúc Yên, Vĩnh Phúc . 2. Mục đích nghiên cứu Tuyển chọn. 2 KHOA SINH - KTNN ĐINH THỊ THOA PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG XẠ KHU N CÓ KHẢ NĂNG SINH ENZYME CELLULASE TRONG ĐẤT TRỒNG TRỌT KHU VỰC XUÂN HÒA, PHÚC YÊN, VĨNH PHÚC