Nghiên cứu đặc điểm sinh học một số chủng xạ khuẩn có khả năng phân giải cellulose trong đất trồng khu vực xuân hòa

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH – KTNN ********* NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC MỘT SỐ CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CELLULOSE TRONG ĐẤT TRỒNG KHU VỰC XUÂN HÒA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vi sinh vật Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS DƢƠNG MINH LAM PGS.TS ĐINH THỊ KIM NHUNG HÀ NỘI, 2012 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đinh Thị Kim Nhung TS Dương Minh Lam tận tình giúp đỡ trình thực hoàn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Khắc Thanh cán phòng thí nghiệm Vi sinh học, Khoa Sinh – KTNN, Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ Xin cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2, Ban chủ nhiệm khoa Sinh – KTNN, Bộ môn Vi sinh vật học tạo điều kiện cho học tập hoàn thành đề tài Tôi xin cảm ơn thầy cô bạn bè động viên, tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình làm đề tài Lời cảm ơn sâu sắc xin dành cho gia đình người thân yêu động viên giúp đỡ hoàn thành đề tài Hà Nội, tháng năm 2012 Sinh viên Nguyễn Thị Phương LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các kết nghiên cứu, số liệu trình bày khóa luận trung thực không trùng với kết tác giả khác Tác giả Nguyễn Thị Phƣơng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH Trang MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục tiêu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa lí luận thực tiễn đề tài CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu xạ khuẩn 1.1.1 Sự phân bố xạ khuẩn tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm hình thái xạ khuẩn 1.1.3 Cấu tạo xạ khuẩn 1.1.4 Vai trò xạ khuẩn 1.2 Các phương pháp phân loại xạ khuẩn đại 10 1.2.1 Đặc điểm hình thái tính chất nuôi cấy 10 1.2.2 Đặc điểm hóa phân loại 11 1.2.3 Đặc điểm sinh lý , sinh hóa 12 1.2.4 Phân loại số 12 1.3 Nhu cầu dinh dưỡng xạ khuẩn 13 1.3.1 Nhu cầu cacbon 14 1.3.2 Nhu cầu nitơ 14 1.3.3 Nhu cầu vitamin chất khoáng 15 1.4 Cellulose Cellulase 15 1.4.1 Cellulose 15 1.4.2 Hệ thống cellulase 19 1.4.3 Cơ chế phân giải cellulose 20 1.4.4 Ứng dụng cellulase 22 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu 27 2.1.1 Vi sinh vật 27 2.1.2 Hóa chất – Thiết bị 27 2.2 Môi trường 27 2.2.1 Môi trường phân lập xạ khuẩn 27 2.2.2 Môi trường bảo quản giữ giống ( pH: 7,2) 28 2.2.3 Môi trường thử hoạt tính enzyme 28 2.3 Phương pháp nghiên cứu 28 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu 28 2.3.2 Phương pháp phân lập xạ khuẩn từ mẫu đất 29 2.3.3 Phương pháp bảo quản chủng giống 28 2.3.4 Nghiên cứu đặc điểm sinh học xạ khuẩn 30 2.3.5 Phương pháp xác định hoạt tính cellulase xạ khuẩn 31 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân lập xạ khuẩn từ đất trồng 34 3.2 Đặc điểm khuẩn lạc chủng xạ khuẩn phân lập 36 3.3 Đặc điểm hình thái tính chất nuôi cấy chủng xạ khuẩn 37 3.4 Đặc điểm sinh lý – sinh hóa 39 3.4.1 Khả chịu muối 38 3.4.2 Khả đồng hóa nguồn cacbon 39 3.4.3 Khả sinh enzyme ngoại bào 41 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố môi trường điều kiện nuôi cấy đến khả sinh cellulase chủng xạ khuẩn 43 3.5.1 Ảnh hưởng nguồn cacbon 43 3.5.2 Ảnh hưởng nguồn nitơ 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 47 4.2 Kiến nghị 47 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VSV: : Vi sinh vật HSCC : Hệ sợi chất HSKS : Hệ sợi khí sinh AND : Deoxyribonucleic Acid ARN : Ribonucleic Acid ADP : Diaminopimelic Acid C1 : Enzyme endoglucanase Cx : Enzyme exoglucanase CMC : Cacboxyl methyl cellulose CBH : Celobiohydrolase SSA : Vùng bề mặt đặc hiệu cellulose CFU : Colony Forming Unit DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các thành phần lingocellulose enzyme phân giải Bảng 1.2 Thành phần lignocellulose rác thải phế phụ liệu nông nghiệp phổ biến Bảng 3.1 Các chủng xạ khuẩn phân lập từ đất trồng Bảng 3.2 Đặc điểm khuẩn lạc chủng xạ khuẩn nghiên cứu Bảng 3.3 Khả chịu muối chủng T5, T7, T9, T13 Bảng 3.4 Khả đồng hóa nguồn cacbon chủng xạ khuẩn T5, T7, T9, T13 Bảng 3.5 Khả sinh enzyme ngoại bào chủng xạ khuẩn T5, T7, T9, T13 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nguồn cacbon tự nhiên đến hoạt tính cellulase chủng xạ khuẩn nghiên cứu Bảng 3.7 Ảnh hưởng nguồn nitơ đến khả sinh trưởng hoạt tính cellulase chủng xạ khuẩn nghiên cứu DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc lập thể phân tử cellulose Hình 1.2 Cấu trúc cellulose Hình 1.3 Tác dụng enzyme hệ thống cellulase Hình 1.4 Sơ đồ trình thủy phân cellulose theo Erickson, 1973 Hình 3.1 Một số chủng xạ khuẩn phân giải cellulose phân lập Hình 3.2 Một số hình ảnh xạ khuẩn Hình 3.3 Hình ảnh hệ sợi cuống sinh bào tử chủng xạ khuẩn nghiên cứu Hình 3.4 Khả sinh enzyme ngoại bào chủng T5 Hình 3.5 Môi trường chứa nguồn cacbon tự nhiên Hình 3.6 Hoạt tính cellulase chủng xạ khuẩn môi chứa nguồn cacbon tự nhiên Hình 3.7 Ảnh hưởng nguồn nitơ đến hoạt tính cellulase chủng xạ khuẩn nghiên cứu MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong trình sống giới sinh vật xảy phản ứng hóa sinh chuyển hóa vật chất Các phản ứng gắn chặt với có mặt enzyme, chất xúc tác sinh học Dưới tác dụng enzyme phản ứng hóa sinh thể xảy nhanh không cần điều kiện nhiệt độ, áp suất cao, nồng độ axit hay kiềm đặc Tế bào động vật, thực vật vi sinh vật có chứa nhiều loại enzyme Vì vậy, dùng tế bào mô chúng làm nguồn sản xuất enzyme Trước người ta sản xuất enzyme từ động vật thực vật với lượng lớn (hàng chục vạn tấn/năm), ví dụ: amylase từ hạt nảy mầm, protease từ nhựa đu đủ, dày, tụy tạng…Tuy nhiên, thể động vật thực vật trình sinh tổng hợp enzyme gắn liền với trao đổi chất tế bào, số lượng enzyme cần tổng hợp gắn liền với yêu cầu sống thể, phận thể có số lượng enzyme không đồng Vì vậy, có số phận dùng để sản xuất enzyme Muốn thu enzyme cần phải phá bỏ tổ chức để chiết rút Như việc dùng động vật, thực vật làm nguyên liệu sản xuất enzyme hạn chế không kinh tế, đáp ứng nhu cầu ngày cao enzyme Tế bào vi sinh vật có chứa nhiều enzyme Trong trình nuôi cấy, vi sinh vật tạo thành bên tế bào enzyme nội bào mà số vi sinh vật tiết vào môi trường enzyme ngoại bào để phân hủy chất giúp tế bào dễ đồng hóa Vi sinh vật nguồn sản xuất enzyme tương đối lí tưởng, có nhiều ưu việt so với nguồn động vật thực vật Cho đến nay, công nghiệp sản xuất chế phẩm enzyme có bước tiến khổng lồ với tiến độ phát triển mạnh mẽ Số lượng enzyme sản xuất ngày tăng, phương pháp tách chiết tinh Nồng độ muối có ảnh hưởng đến khả sinh trưởng xạ khuẩn Kết trình bày bảng 3.3 cho thấy: Cả chủng có khả sử dụng nồng độ muối tới 10% Ở nồng độ muối cao (14%) chủng T7, T9, T13 khả sinh trưởng Tuy nhiên chủng T5 có khả sinh trưởng yếu nồng độ muối Như nồng độ muối 0,5% có tác dụng kích thích xạ khuẩn sinh trưởng Kết nghiên cứu phù hợp với kết tác giả khác Bùi Thị Hà (2008), nghiên cứu khả chịu muối hai chủng xa khuẩn Đ1 R2 nghiên cứu Các muối vô nguồn chất dinh dưỡng thiếu sinh trưởng VSV Chúng có chức sinh lý chủ yếu là: tham gia vào thành phần trung tâm hoạt tính enzyme VSV, trì tính ổn định kết cấu đại phân tử tế bào, điều tiết trì cân áp suất thẩm thấu tế bào, khống chế điện oxy hoá khử tế bào nguồn vật chất sinh lượng số loài VSV Tùy loài VSV mà chúng sử dụng muối nồng độ khác (khoảng – 5%) không cao không thấp Nếu nồng độ muối cao hoạt tính sinh lý VSV bị giảm sút, chí ngừng sinh trưởng 3.4.2 Khả đồng hóa nguồn cacbon Nguồn cacbon nguồn vật chất cung cấp C trình sinh trưởng VSV Trong tế bào nguồn C trải qua loạt trình biến hoá hoá học phức tạp biến thành vật chất thân tế bào sản phẩm trao đổi chất C chiếm đến khoảng nửa trọng lượng khô tế bào Đồng thời hầu hết nguồn C trình phản ứng sinh hoá sinh tế bào nguồn lượng cần thiết cho hoạt động sống VSV Vi sinh vật sử dụng cách chọn lọc nguồn C Đường nói chung nguồn 39 C nguồn lượng tốt cho vi sinh vật Nhưng tuỳ loại đường mà vi sinh vật có khả sử dụng khác Để đánh giá khả đồng hóa nguồn cacbon khác nhau, tiến hành nuôi cấy chủng T5, T7, T9, T13 môi trường Czapeck- glucose có thay đổi nguồn đường khác Sau 7-14 ngày nuôi cấy, kết trình bày bảng 3.4: Bảng 3.4 Khả đồng hóa nguồn cacbon chủng xạ khuẩn T5, T7, T9, T13 Nguồn Cacbon Mức độ sinh trƣởng Chủng T5 Chủng T7 Chủng T9 Chủng T13 Glucose ++++ ++++ ++++ ++++ Saccharose +++ + ++ +++ Mantose +++ ++ + - Fructose + +++ ++ Ghi chú: ++++: Sinh trưởng tốt; +++: Sinh trưởng tốt; ++: Sinh trưởng yếu; +: Sinh trưởng yếu -: Không sinh trưởng Qua kết bảng 3.4 cho thấy: Cả chủng xạ khuẩn nghiên cứu có khả đồng hóa tốt nguồn cacbon khác Chủng T5 đồng hóa tốt glucose, saccharose, mantose sinh trưởng yếu môi trường chứa nguồn cacbon fructose Chủng T7 sinh trưởng tốt môi trường chứa nguồn cacbon glucose, mantose, fructose sinh trưởng yếu môi trường chứa nguồn cacbon saccharose Chủng T13 sinh trưởng tốt môi trường chứa nguồn cacbon glucose, saccharose, fructose khả sinh trưởng môi trường chứa nguồn cacbon mantose 40 3.4.3 Khả sinh enzyme ngoại bào Hiện nay, việc phân hủy hợp chất hữu phương pháp vật lý hóa học phức tạp, tốn gây độc hại cho môi trường Trong việc xử lý chất thải hữu công nghệ sinh học, đặc biệt sử dụng enzyme ngoại bào từ VSV có nhiều ưu điểm mặt kĩ thuật, kinh tế môi trường Trong trình sống, để phân giải hợp chất hữu phức tạp thành hợp chất đơn giản hấp thu Xạ khuẩn có khả tiết môi trường enzyme ngoại bào Từ tiến hành kiểm tra khả chủng xạ khuẩn nghiên cứu Kết trình bày bảng sau: Bảng 3.5 Khả sinh enzyme ngoại bào chủng xạ khuẩn T5, T7, T9, T13 Enzyme Chủng T5 T7 T9 T13 Cellulase Protease Amylase + + + + + + + + + + + Ghi chú: Cơ chất CMC – cellulase +: có hoạt tính Cơ chất bột sữa- protease - hoạt tính Cơ chất TBT- amylase Hình 3.4 Khả sinh enzyme ngoại bào chủng T5 Kết cho thấy chủng có khả sinh enzyme ngoại bào, mạnh hoạt tính enzyme cellulase thủy phân chất CMC 41 3.5 Nghiên cứu ảnh hƣởng số yếu tố môi trƣờng điều kiện nuôi cấy đến khả sinh cellulase chủng xạ khuẩn 3.5.1 Ảnh hưởng nguồn cacbon Cacbon nguồn dinh dưỡng thiếu đời sống loài sinh vật nào, nguồn cacbon tồn nhiều dạng khác từ hợp chất vô đơn giản (CO2) đến hợp chất vô phức tạp (đường, polisaccharide ) Cellulose nguồn cacbon chủ yếu tự nhiên, lượng cellulose phần lớn từ rác thải (thân, lá, rễ thực vật, rác thải công nghiệp ) Để đồng hóa lượng cellulose khổng lồ đòi hỏi chủng xạ khuẩn nói riêng VSV nói chung phải có khả tổng hợp cellulase Sự phát triển công nghệ sinh học, người ta bắt đầu nghĩ đến việc tận dụng nguồn cellulose phế thải (bã ngô, bã đậu, bã mía, vỏ lạc, vỏ trấu ) để sản xuất loại thức ăn cho gia súc Đây nguồn phế thải nông nghiệp dồi chưa tận dụng Để tìm chủng xạ khuẩn có hoạt tính cellulase, tiến hành nuôi cấy chủng xạ khuẩn T5, T7, T9, T13 môi trường chứa nguồn cacbon tự nhiên lõi ngô, rơm rạ, bã mía từ tìm chủng có hoạt tính cellulase cao ứng dụng đời sống sản xuất Hình 3.5 Môi trường chứa nguồn cacbon tự nhiên 42 Tôi tiến hành cấy chủng xạ khuẩn T5, T7, T9, T13 môi trường lỏng chứa lõi ngô, rơm rạ, bã mía Nuôi lắc ổn nhiệt ( 30 oC, 160v/p) ngày li tâm thu lượng enzyme thô, đem thử hoạt tính cellulase phương pháp nhỏ dịch Kết trình bày bảng sau: Bảng 3.6 Ảnh hưởng nguồn cacbon tự nhiên đến hoạt tính cellulase chủng xạ khuẩn nghiên cứu Chủng T5 T7 T9 T13 Cơ chất Lõi ngô 30 26 25 30 Rơm rạ 35 25 28 22 Bã mía 27 20 24 28 Hoạt tính enzyme: D-d Đơn vị: mm Hình 3.6 Hoạt tính cellulase chủng xạ khuẩn môi chứa nguồn cacbon tự nhiên Từ bảng ta nhận thấy chủng có hoạt tính enzyme cellulase mạnh ba môi trường Trong môi trường rơm rạ chủng T5 T13 phát triển mạnh Ở môi trường lõi ngô chủng T7 T13 phát triển mạnh Trong chủng chủng T5 T13 có khả sinh trưởng phát triển đồng môi trường chứa nguồn cacbon tự nhiên Ba nguồn cacbon: lõi ngô, rơm rạ, bã mía có cấu tạo chủ yếu cellulose hemicellulose giống với nguồn cacbon tự nhiên Điều 43 giải thích nuôi cấy chủng xạ khuẩn chứa nguồn cho hoạt tính enzyme cellulase cao 3.5.2 Ảnh hưởng nguồn nitơ Nuôi cấy chủng xạ khuẩn T5, T7, T9, T13 môi trường chứa nguồn nitơ khác nhau, nuôi lắc ổn nhiệt ( 160v/p) ngày Sau li tâm thu sinh khối tế bào dịch enzyme thô, cân khối lượng khô tế bào thử hoạt tính enzyme phương pháp nhỏ dịch Kết trình bày bảng sau: Bảng 3.7 Ảnh hưởng nguồn nitơ đến khả sinh trưởng hoạt tính cellulase chủng xạ khuẩn nghiên cứu Chủng Bột đậu tƣơng Cao nấm men (NH4)2SO4 KNO3 D-d (mm) Mtb (g) D-d (mm) Mtb (g) D-d (mm) Mtb (g) D-d (mm) Mtb (g) T5 32 0,532 30 0,487 27 0,423 24 0,327 T7 26 0,416 27 0,435 24 0,311 25 0,362 T9 28 0,458 31 0,514 24 0,358 22 0,312 T13 30 0,436 28 0,433 22 0,367 19 0,320 Mtb: Khối lượng khô tế bào D-d: Hoạt tính cellulase Hình 3.7 Ảnh hưởng nguồn nitơ đến hoạt tính cellulase chủng xạ khuẩn nghiên cứu 44 Nitơ nguồn dinh dưỡng thiếu VSV nói chung xạ khuẩn nói riêng Trong môi trường lên men, nguồn nitơ có ảnh hưởng nhiều đến hình thành enzyme cellulase ngoại bào Nguồn nitơ sử dụng môi trường lên men xạ khuẩn dạng vô hữu Vì tiến hành khảo sát ảnh hưởng nguồn nitơ đến khả hình thành enzyme cellulase chủng xạ khuẩn nghiên cứu Bột đậu tương KNO3 Cao nấm men (NH4)2SO4 Hình 3.7 Ảnh hưởng nguồn nitơ khác đến hoạt tính enzyme cellulase Từ kết cho thấy chủng xạ khuẩn nghiên cứu sinh trưởng tốt môi trường chứa nguồn nitơ hữu bột đậu tương cao nấm men Chủng T5 T13 có hoạt tính cellulase mạnh môi trường bột đậu tương có hoạt tính yếu môi trường chứa nguồn nitơ vô (NH4)2SO4, KNO3 Chủng T7 T9 có hoạt tính mạnh môi trường chứa cao nấm men có hoạt tính yếu môi trường có (NH 4)2SO4, KNO3 45 Điều khẳng định ảnh hưởng ưu nguồn nitơ hữu lên khả sinh trưởng sinh tổng hợp cellulase xạ khuẩn nói chung Có thể giải thích nguồn nitơ hữu cơ, thành phần protein chứa chất cần thiết cho trình sinh tổng enzyme cellulase ngoại bào Mối quan hệ sinh trưởng khả sinh enzyme mật thiết Phần lớn loài sinh vật môi trường sinh trưởng tốt khả sinh enzyme cao Tuy nhiên số loài môi trường nuôi cấy thu enzyme khác biệt so với môi trường thu sinh khối Điều có nghĩa là: điều kiện môi trường định VSV sinh trưởng tốt chưa cho lượng enzyme caos Việc nghiên cứu tác động yếu tố môi trường đến khả sinh enzyme VSV giúp ta tìm môi trường tối ưu dùng vào việc nuôi cấy thu enzyme 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 4.1.1 Đất môi trường tốt cho VSV phát triển nói chung xạ khuẩn phát triển nói riêng Từ mẫu đất trồng khác phân lập 18 chủng xạ khuẩn Trong chủng T5, T7, T9, T13 có hoạt tính cellulase mạnh 4.1.2 Màu sắc HSKS, HSCC sắc tố tan phong phú: xám, trắng, xanh, hồng Hình dạng cuống sinh bào tử đa dạng: dạng xoắn, xoắn thẳng, dạng móc câu… 4.1.3 Nồng độ muối 0,5% có tác dụng kích thích xạ khuẩn sinh trưởng Xạ khuẩn có khả đồng hóa tốt nguồn cacbon khác Các chủng xạ khuẩn nghiên cứu có khả sinh enzyme ngoại bào ,đặc biệt enzyme cellulase ngoại bào có hoạt tính mạnh 4.1.4 Ba nguồn cacbon: lõi ngô, rơm rạ, bã mía có cấu tạo chủ yếu từ cellulose hemicellulose giống với nguồn cacbon tự nhiên Vì nuôi cấy chủng xạ khuẩn môi trường chứa nguồn cho hoạt tính enzyme cellulase cao 4.1.5 Nguồn nitơ hữu bột đậu tương cao nấm men có ảnh hưởng ưu nguồn nitơ vô đến khả hình thành enzyme cellulase ngoại bào chủng xạ khuẩn 4.2 Kiến nghị 4.2.1 Tiếp tục nghiên cứu nhằm định loại chủng xạ khuẩn có hoạt tính cellulase cao phân lập 4.2.2 Tối ưu hóa môi trường nuôi cấy yếu tố môi trường ảnh hưởng đến hình thành enzyme ngoại bào 47 4.2.3 Nghiên cứu phương pháp tách chiết, tinh enzyme cellulase ngoại bào Ứng dụng enzyme cellulase vào công nghệ thực phẩm, chế biến thức ăn gia súc, xử lý nước thải… 4.2.4 Tiếp tục nghiên cứu khả sinh chất kháng sinh xạ khuẩn phân lập từ đất trồng nhằm tìm loại kháng sinh quý nhóm xạ khuẩn 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Kiều Hữu Ảnh, 1999, Vi sinh vật công nghiệp, Nxb Khoa hoc – Kĩ thuật [2] Nguyễn Lân Dũng, 1976, “Góp phần nghiên cứu cải tiến cấu thức ăn chăn nuôi lợn”, Báo cáo hội nghị khoa học, Trường ĐH Tổng Hợp [3] Nguyễn Lân Dũng, Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thanh Huyền, Lê Đình Lương, Đoàn Xuân Mượu, Phạm Văn Ty, 1997, “ Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật”, trang 325- 327 [4] Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty ( năm 2002 ), “ Vi sinh vật học ”, Nxb Giáo dục, Hà Nội, tr 39 – 41 [5] Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty ( năm 1977 ), “ Vi sinh vật học – tập 2”, Nxb Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội [6] Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Nữ Kim Thảo, “ Các nhóm vi khuẩn chủ yếu ”, Vietciences, 15/02/2006 [7] Nguyễn Thành Đạt , 1999, “ Cơ sở vi sinh vật học ”, Nxb Giáo dục [8] Nguyễn Thành Đạt, K.A Vinogradva V.A.Poltorac (1974), “Tính biến dị bề mặt bào tử xạ khuẩn sinh choromomycin”, Act.A Buraviensis, microbiologia, TXL III, N5, Nxb Academia cccp [9] Nguyễn Thành Đạt, Mai Thị Hằng, 2001, “ Sinh học vi sinh vật”, Nxb Giáo dục, trang 243- 245 [10] Bùi Thị Hà, 2008, “Nghiên cứu xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces sinh chất kháng sinh chống nấm gây bệnh chè Thái Nguyên” [11] Vương Trọng Hào, 1986, “Nghiên cứu số chủng Xạ khuẩn thuộc nhóm Hồng phân lập Việt Nam”, luận án phó tiến sĩ sinh học, trang 23- 54 49 [12] Vũ Văn Minh, 2002, “Nghiên cứu khả sinh chất kháng sinh số chủng xạ khuẩn phân lập từ đất Bình Trị Thiên”, luận văn tiến sĩ sinh học, trang: 3- 4, 32- 52 [13] Lương Đức Phẩm ( năm 2004), “ Công nghệ vi sinh vật ”, Nxb Nông Nghiệp, trang 254 – 277 [14] Ths Đỗ Hữu Phương, “Đặc san khoa học kĩ thuật thức ăn chăn nuôi”, số 3/2004 [15] Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Bá Hiên, Hoàng Hải, Vũ Thị Hoan ( năm 2007 ), “ Vi sinh vật học công nghiệp ” [16] Nguyễn Xuân Thành, Lê Văn Hưng, Phạm Văn Toản, 2003, “Công nghệ VSV sản xuất nông nghiệp xử lý môi trường, Nxb Nông Nghiệp” [17] Đặng Thị Thu, Lê Ngọc Tú, Tô Kim Oanh, Phạm Thu Thủy, Nguyễn Xuân Sâm, năm 2004, “ Công nghệ enzyme ”, Nxb Giáo dục [18] Nguyễn Thị Thu, 2005, “ Nghiên cứu đặc điểm sinh học khả sinh chất kháng sinh số chủng Streptomyces phân lập từ đất rừng ngập mặn Việt Nam”, luận văn tốt nghiệp, trang: 5- 9, 14- 16, 20-29, Luận văn tốt nghiệp, ĐHSP Hà Nội TÀI LIỆU TIẾNG ANH [19] Shirling E.B, D Gottileb, 1986, “Cooperative description of type culture of Steptomyces II, Species description from first study, international journal of systematic”; Bacteriology Vol 18, No 2, p.69- 189 [20] Waksman, S A, 1961, “The Actinomycetes classification, indentification and descriptions of general and species, vol 2, The Williams and Wilkins Co, Baltimore, USA [21] Weinberrg E.D (1973), “Secondary metabolism Controled by temperature and inorganic phosphate”, Ind Microbiol 15, – 14 50 [22] Werner Braun, 1976, “Di truyền học vi khuẩn” (Người dịch Lê Đình Lương), Nxb Khoa hoc – Kĩ thuật, Hà Nội [23] Williams Wilkins, 1989, “Bergey’s manual of systematic Bacterilogy”, vol 4, p 2451 – 2492 51 PHỤ LỤC Thành phần lignocellulose Cơ chế phân giải cellulose 52 Hệ khuẩn ty xạ khuẩn Sắc tố tan số chủng xạ khuẩn phân lập 53 [...]... giải cellulose trong đất trồng khu vực Xuân Hòa – Phúc Yên – Vĩnh Phúc” 2 Mục tiêu 2.1 Phân lập và tuyển chọn một số chủng xạ khu n có khả năng phân giải cellulose trong đất trồng khu vực Xuân Hòa 2.2 Nghiên cứu đặc điểm sinh học của các chủng xạ khu n có hoạt tính enzyme cellulase mạnh nhất 2 3 Nội dung nghiên cứu 3.1 Phân lập và tuyển chọn một số chủng xạ khu n có khả năng phân giải cellulose trong đất. .. là cellulose Để phân giải lượng lớn cellulose này khu hệ vi sinh vật đất đóng vai trò rất quan trọng đặc biệt là các chủng vi sinh vật có hệ enzyme cellulase có tác dụng phân giải cellulose Từ những lí do trên cùng với việc tận dụng khả năng phân giải cellulose của các chủng xạ khu n trong đất tôi đã lựa chọn và nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu đặc điểm sinh học một số chủng xạ khu n có khả năng phân giải. .. đất trồng khu vực Xuân Hòa – Phúc Yên – Vĩnh Phúc 3.2 Nghiên cứu đặc điểm hình thái và tính chất nuôi cấy : HSKS, HSCC, sắc tố tan, cuống sinh bào tử 3.3 Nghiên cứu một số đặc điểm sinh lí, sinh hóa: khả năng chịu muối, khả năng sử dụng các nguồn cacbon, khả năng sinh enzyme ngoại bào 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và điều kiện nuôi cấy đến hoạt tính cellulase của các chủng xạ khu n. .. thậm chí cả trong cơ chất mà vi khu n và nấm mốc không phát triển được Sự phân bố của xạ khu n phụ thuộc vào khí hậu, thành phần đất, mức độ canh tác và thảm thực vật Theo Waksman thì trong một gam đất có khoảng 29.000 – 2.400.000 mầm xạ khu n, chiếm 9 – 45% tổng số vi sinh vật [20] Tuy nhiên tùy vùng đất khác nhau trên thế giới mà có sự biến đổi lớn về số lượng xạ khu n trong đất, số lượng xạ khu n ở... thành phần đặc trưng có ý nghĩa cho phân loại xạ khu n Trong phân loại xạ khu n thì type thành tế bào là đặc điểm quan trọng nhất Khi muốn đưa ra một loài mới hoặc mô tả một loài có ý nghĩa nào đó, người ta không thể nào không xác định thành tế bào 1.2.3 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa Để phân loại xạ khu n đến loài người ta sử dụng hàng loạt các đặc điểm sinh lý, sinh hóa khác như khả năng đồng hóa các nguồn... sắc khác với màu sắc của HSKS Đây cũng là đặc điểm phân loại xạ khu n quan trọng Một số xạ khu n không có HSKS mà chỉ có HSCC, loại sợi này cho bề mặt xạ khu n nhẵn và khó tách ra khỏi môi trường khi cấy chuyền Loại chỉ có sợi khí sinh thì ngược lại, rất dễ tách toàn bộ khu n lạc ra khỏi môi trường Khi nuôi cấy xạ khu n trong môi trường dịch thể, xạ khu n có thể mọc thành dạng màng, hay dạng vòng trên... Ngoài ra số lượng xạ khu n trong đất còn phụ thuộc vào mức độ canh tác, độ phì nhiêu của đất, mức độ che phủ của thực vật Đất giàu dinh dưỡng hữu cơ, khoáng thì có nhiều xạ khu n hơn so với đất nghèo dinh dưỡng Trong 1g đất canh tác có thể phân lập được 5.000.000 CFU/g xạ khu n Đất vùng xa mạc khô nóng, nghèo dinh dưỡng có số lượng xạ khu n ít hơn, dao động trong khoảng 10.000 – 100.000 CFU/g Sự phân bố... của xạ khu n còn phụ thuộc nhiều vào độ pH môi trường, chúng có nhiều trong các lớp đất trung tính và kiềm yếu hoặc axit yếu 6.8 – 7,5 Đồng thời số lượng xạ khu n trong đất cũng thay đổi theo thời gian trong năm Do đó khi lấy mẫu đất nghiên cứu cần phải chú ý tới các điều kiện như thành phần lớp đất, sinh cảnh, thời điểm lấy mẫu, độ ẩm, nhiệt độ 4 1.1.2 Đặc điểm hình thái của xạ khu n * Khu n lạc Đặc. .. hóa sinh học, lí sinh học nên việc định tên một số loại xạ khu n được tiến hành tương đối nhanh chóng và chính xác với nhiều phương pháp mới như phân loại số, nghiên cứu chủng loại phát sinh Song người ta vẫn chủ yếu dựa vào các đặc điểm hình thái, tính chất nuôi cấy, đặc điểm sinh lý- sinh hóa, miễn dịch học và sinh học phân tử 1.2.1 Đặc điểm hình thái và tính chất nuôi cấy Đặc điểm hình thái và... tâm [5] Khu n lạc có ba lớp, lớp vỏ ngoài có dạng sợi bện chặt, lớp trong tương đối xốp, lớp giữa có cấu trúc tổ ong Khu n ty trong mỗi lớp có chức năng sinh học khác nhau Các sản phẩm trong quá trình trao đổi chất như: CKS, độc tố, enzyme, vitamin, axit hữu cơ… có thể được tích lũy trong sinh khối tế bào xạ khu n hay được tiết ra trong môi trường 5 * Khu n ty Trên môi trường đặc, hệ sợi của xạ khu n ... xạ khu n có khả phân giải cellulose đất trồng khu vực Xuân Hòa – Phúc Yên – Vĩnh Phúc” Mục tiêu 2.1 Phân lập tuyển chọn số chủng xạ khu n có khả phân giải cellulose đất trồng khu vực Xuân Hòa. .. 2.2 Nghiên cứu đặc điểm sinh học chủng xạ khu n có hoạt tính enzyme cellulase mạnh Nội dung nghiên cứu 3.1 Phân lập tuyển chọn số chủng xạ khu n có khả phân giải cellulose đất trồng khu vực Xuân. .. Hình 3.1 Một số chủng xạ khu n phân giải cellulose phân lập 34 3.2 Đặc điểm khu n lạc chủng xạ khu n phân lập đƣợc Tiến hành nghiên cứu đặc điểm HSKS, HSCC chủng xạ khu n phân lập Nuôi cấy chủng