Bài viết nghiên cứu khả năng sinh trưởng của các chủng vi khuẩn phân giải Phốtphát trong môi trường có độ muối khác nhau; khả năng phân giải Phốtphát của 10 chủng trong các nồng độ muối. Để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu mời các bạn cùng tham khảo bài viết.
25 (2): 19-24 Tạp chí Sinh học 6-2003 khả chịu muối số chủng vi khuẩn phân giải phốtphát khó tan Phạm Thanh Hà, Nguyễn Thị Quỳnh Mai Nguyễn Thị Phơng Chi Viện Công nghệ sinh học Hiện nay, nhiều nơi giới nớc [3, 4, 8, 9] nghiên cứu sử dụng vi sinh vật phân giải phốtphát khó tan để nhiễm vào hạt bón vào đất làm tăng suất chất lợng trồng, bảo vệ môi trờng sinh thái đất, góp phần xây dựng nông nghiệp bền vững Nh vi sinh vật khác, khả sinh trởng hoạt tính vi sinh vật phân giải phốtphát khó tan chịu ảnh hởng nhiều yếu tố lý, hóa, sinh học môi trờng đất, rễ (rhizosphere) rễ Muốn sử dụng thành công chủng vi sinh vật phân giải phốtphát vào điều kiện đất trồng đó, cần phải hiểu rõ sinh trởng thể hoạt tính môi trờng sinh thái không Trong trớc [8], đ trình bày kết nghiên cứu ¶nh h−ëng cđa mét sè ngn dinh d−ìng (nit¬, cacbon, phốtphát) lên sinh trởng hoạt tính phân giải phốtphát số chủng nấm sợi vi khuẩn Bài báo muốn nêu lên kết nghiên cứu ảnh hởng nồng độ muối khác tới số chủng vi khuẩn hoà tan phốtphát Theo tổng kết Viện Quy hoạch Thiết kế nông nghiệp năm 1996 [5], đất vùng ven biển đồng Bắc phần lớn đất chua mặn, thuộc tỉnh Hải Phòng, Nam Định, Hà Nam, Ninh Bình Vùng ®ång b»ng s«ng Cưu Long (diƯn tÝch ®Êt n«ng nghiƯp 2,6 triệu hecta), có tới 40,7% đất phèn mặn 18,9% đất mặn Có lẽ rằng, diện tích đất mặn vi sinh vật có khả chịu muối phát huy đợc lợi Các tác giả ấn Độ [3, 7] đ quan tâm tìm kiếm vi khuẩn phân giải phốtphát chịu mặn để sử dụng vùng ®Êt nhiƯt ®íi kiỊm, nång ®é mi kho¶ng 2%, pH tới 10,5 nhiệt độ dao động từ 35oC đến 45oC Việc tìm chủng vi sinh vật hữu ích cho trồng có khả chịu mặn có ý nghĩa lớn cho công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh phân hữu - vi sinh phục vụ cho vùng đất mặn i phơng pháp nghiên cứu Mời chủng vi khuẩn có khả phân giải phốtphát khó tan, thuộc su tập chủng vi sinh vật Phòng Vi sinh vật đất, Viện C«ng nghƯ sinh häc Nu«i cÊy vi khn 50 ml môi trờng dịch thể Gerretsen [1] chứa bình nón dung tích 250 ml Thay đổi nồng độ NaCl dịch nuôi từ 0% đến 5% Cấy huyền phù vi khuẩn đ nuôi lắc 24 theo tỷ lệ 1% Điều kiện nuôi cấy: lắc tốc độ 200 vòng/phút, nhiệt độ 30oC Phân tích mẫu sau 48 nuôi cấy Các mẫu thí nghiệm phân tích so với đối chứng có nồng độ muối tơng ứng Phân tích mật độ vi khuẩn dịch nuôi cách đếm thạch đĩa Gerretsen theo phơng pháp Koch [2] Xác định hàm lợng P2O5 tan dịch (sau ly tâm) theo phơng pháp so mầu bớc sóng = 620 nm, dựa phản ứng hỗn hợp xanh molypdophotphoric Lợng P2O5 tan đợc tính dựa vào đờng chuẩn thiết lập theo dung Công trình đợc hỗ trợ kinh phí Chơng trình nghiên cứu 19 dịch KH2PO4 [6] Bảng II Kết thảo luận Mời chủng vi khuẩn có khả phân giải phốtphát khó tan đ đợc định loại theo Kit chuẩn API 20E, ký hiệu chủng tên phân loại đợc trình bày bảng 1 Khả sinh trởng chủng vi khuẩn phân giải phốtphát môi trờng có độ muối khác Các kết phân tích mật độ vi khuẩn dịch nuôi cấy sau 48 môi trờng dịch thể Gerretsen cho thấy 10 chủng sinh trởng tốt không bổ sung NaCl vào môi trờng (nồng độ 0%) Mức độ chịu muối 10 chủng chia làm nhóm Nhóm thứ chịu muối nhất, phát triển môi trờng 0% 1% NaCl Kết trình bày bảng Danh sách chủng đợc nghiên cứu STT Ký hiệu chủng Tên phân loại theo API 20E 10 RTL 2.2 RTL RTL RTL Q 5.2 §TL 2.2 RTL §§P §TL IIIe Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas sp Pseudomonas aeruginosa Achromobacter sp Achromobacter sp Achromobacter sp Flavobacterium odoratum Flavobacterium odoratum Flavimonas orizihabitans Enterobacter aerogenes Mời chủng vi khuẩn đợc nuôi cÊy nång ®é NaCl (%) : 0, 1, 2, 3, 4, Bảng Các chủng vi khuẩn phát triển nồng độ NaCl 0% 1% STT Ký hiệu chủng Mật độ VK ban đầu (x106 CFU/ml) RTL 102 MËt ®é VK sau 48 giê nồng độ NaCl (x106 CFU/ml) 0% 1% 2% 3% 4% 5% 2900 2250 18,80 16,3 6,9 1,42 §TL 2.2 46,8 1640 Hai chñng nhãm thø nhÊt đợc nuôi môi trờng có nồng độ muối từ 2% trở lên, đ giảm hẳn mật độ Sau 48 nuôi lắc, chủng RTL 18,43% CFU/ml so với mật độ ban đầu, chủng ĐTL 2.2 46,15% Các tỷ lệ giảm dần theo nồng độ NaCl tăng lên 567 21,6 16,1 2,86 2,12 Nhóm thứ hai gồm chủng có khả phát triển tốt nồng độ NaCl: 0%, 1% 2% Khi chuyển từ nồng độ NaCl thuận lợi cho phát triển sang đến nồng độ không thuận lợi (3%), tỷ lệ mật độ vi khuẩn bị giảm theo thứ tù: §§P (87,25%) > Q5,2 (86,40%) > RTL (65,22%) (bảng 3) Bảng Các chủng vi khuẩn phát triĨn nång ®é NaCl 0%, 1%, 2% 20 STT Ký hiệu chủng Mật độ VK ban đầu (x106 CFU/ml) RTL 92,0 MËt ®é VK sau 48 giê nồng độ NaCl (x106 CFU/ml) 0% 1% 2% 3% 4% 5% 1790 850 420 60 13,7 8,6 Q5.2 54,4 1530 710 630 47 1,2 5,5 §§P 102 1970 1090 365 89 19,4 5,5 B¶ng trình bày mật độ vi khuẩn dịch nuôi cấy sau 48 giê cña nhãm thø ba, bao gåm chủng có khả phát triển tốt nồng độ NaCl 0%, 1%, 2% 3% Bảng Các chủng vi khuẩn phát triển nồng độ NaCl 0%, 1%, 2%, 3% STT Ký hiƯu chđng MËt ®é VK ban đầu (x106 CFU/ml) RTL 42,4 Mật ®é VK sau 48 giê c¸c nång ®é NaCl (x106 CFU/ml) 0% 1% 2% 3% 4% 5% 2150 1510 162 76,2 25,2 10,3 RTL3 55,2 2960 1960 157 106 19,0 9,0 §TL4 53,8 3850 3080 832 301 10,3 1,6 Trong 10 chđng, cã chđng lµ cã khả phát triển thử nghiệm nồng độ muối (bảng 5) Bảng Các chủng vi khuẩn phát triển nồng độ NaCl STT Ký hiệu chủng Mật độ VK ban đầu (x106 CFU/ml) RTL 2.2 79,2 MËt ®é VK sau 48 nồng độ NaCl (x106 CFU/ml) 0% 1% 2% 3% 4% 5% 1450 1250 660 211 134 104 III e 36,8 710 Nh− bµi tr−íc [8] đ trình bày, chủng IIIe chủng đ sử dụng để sản xuất chế phẩm vi sinh vật cố định nitơ, có khả cố định nitơ hội sinh kỵ khí với vài trồng có khả hòa tan Ca3(PO4)2 đợc nuôi nguồn cacbon khác Trong môi trờng dịch thể Gerretsen với nồng độ muối khác nhau, chủng IIIe phát triển với mật độ tế bào chủng khác, nhng có khả phát triển nồng độ từ 0% đến 5% Hai chủng RTL2.2 IIIe hai chủng có khả chịu mặn tốt mời chủng Cả 10 chủng thử nghiệm chủng Gram âm, không sinh bào tử Khi tăng nồng độ NaCl môi trờng nuôi cấy tíi 5%, chđng ë nhãm 1, vµ không chết hoàn toàn, số lợng tế bào tồn sau 48 giờ, thể tạo khuẩn lạc thạch đĩa Phải mật độ CFU/ ml huyền phù nuôi (không tăng số lợng so với ban đầu) chủng biểu số lợng tế bào có khả tạo dạng cyst nång ®é 690 508 426 309 87 muèi? Cã lÏ thí nghiệm kéo dài thêm thời gian nuôi cấy cho hiểu biết sâu Khả phân giải phốtphát 10 chủng nồng độ muối Qua nhiều thực nghiệm, đồng ý quan điểm Jayandra cộng [3] là, phân tích trực tiếp hàm lợng phốtpho tan dịch nuôi cho kết sát với thực tế đo vòng phân giải chủng môi trờng thạch đĩa Kết khả phân giải phốtphát khó tan Ca3(PO4)2 chủng nồng độ muối khác đợc biểu thị theo nhóm đ chia phần Các số liệu trình bày đồ thị kết phân tích hàm lợng phốtpho tan (mg/l) sau 48 nuôi lắc vi khuẩn Đây số liệu so sánh nồng độ muối theo thời điểm, không mang ý nghĩa mức độ phân giải phốtphát tối đa chủng Theo nghiên cứu nh 21 số tác giả [3, 8], thời gian nuôi cấy để đạt mức độ phân giải phốtphát tối đa chủng vi khuẩn khác Từ kết bớc đầu này, sâu nghiên cứu động thái phân giải phốtphát chủng chịu muối theo thời gian nuôi cấy Hình 1, 2, Lợng P tan (mg/l) trình bày mức độ phân giải phốtphát sau 48 nuôi lắc chủng thuộc nhóm (nhóm phát triển quần thể tốt nồng độ 0% 1% NaCl), nhãm (trong nång ®é 0, 1%, 2% NaCl), nhãm (trong nång ®é 0%, 1%, 2%, 3% NaCl) nhóm (trong nồng độ) Lợng P tan (mg/l) 600 RTL7 §TL2.2 500 600 400 400 300 300 200 200 100 Nång ®é Nacl (%) 100 Nång ®é Nacl (%) 0 Hình Khả phân giải phốtphát khó tan nồng độ NaCl nhóm Lợng P tan (mg/l) 600 RTL1 RTL3 ĐTL4 500 L−ỵng P tan (mg/l) 600 500 400 300 300 200 200 100 Hình Khả phân giải phốtphát khó tan nồng độ NaCl nhãm 400 RTL2.2 IIIe 100 0 Nồng độ Nacl (%) Hình Khả phân giải phốtphát khó tan nồng độ NaCl cđa nhãm 22 RTL6 Q5.2 §§P5 500 Nång ®é Nacl (%) 0 Hình Khả phân giải phốtphát khó tan nồng độ NaCl nhóm Các dẫn liệu trình bày đồ thị cho thấy 10 chủng nghiên cứu phân giải Ca3(PO4)2 nồng độ muối không theo khả sinh trởng đ đợc chia làm nhóm Có lẽ trình chuyển sang trạng thái nghỉ (dạng cyst) vi khuẩn tiết chất có khả phân giải phốtphát khó tan Để giải thích chế phân giải phốtphát chủng, cần có nhiều nghiên cứu sâu Kapoor [4] ® tỉng quan s¬ bé cã tíi kiĨu c¬ chế phân giải phốtphát khó tan nhờ vi sinh vật Sau 48 nuôi lắc 30oC, số 10 chủng đợc nghiên cứu, có chủng thể khả phân giải Ca3(PO4)2 cao nồng độ 2% NaCl, gåm: §TL 2.2, RTL6, Q5.2, RTL1, IIIe Trong sè này, hoạt tính hòa tan phốtphát cao chủng RTL6 544,91 mg/l chủng ĐTL2.2 480,25 mg/ l Năm chủng lại (RTL7, ĐĐP5, RTL3, ĐTL4, RTL2.2) có hoạt tính phân giải phốtphát cao nồng độ 3% NaCl Các chủng có hoạt tính cao §TL4 (600, 46 mg/l) RTL6 (544,91 mg/l) vµ RTL7 (508,83 mg/l) Nh phần mở đầu đ trình bày, đất canh tác Việt Nam phần lớn không bị mặn, nhng có diện tích lớn đất nhiễm mặn Theo thống kê Viện Quy hoạch thuỷ lợi Nam Bộ năm 1999 [5], mức độ muối trung bình nhiều năm vào tháng t số vùng thuộc sông Vàm Cỏ Đông Vàm Cỏ Tây dao động từ 0,41% đến 1,16%; độ muối tối đa 0,69% đến 2,33% Với nghiên cứu ảnh hởng độ muối lên sinh trởng khả phân giải phốtphát 10 chủng vi khuẩn này, có sở khoa học để sử dụng chúng hợp lý cho vùng sinh thái đất III Kết luận Đ nghiên cứu ảnh hởng nồng độ NaCl (0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%) lên phát triển khả phân giải Ca3(PO4)2 10 chủng vi khuẩn điều kiện nuôi lắc sau 48 Dựa vào mật độ tế bào dịch nuôi, đ chia nhãm: nhãm gåm chñng RTL7, ĐTL2.2 phát triển tốt nồng độ 0% 1% NaCl; nhóm gồm chủng RTL6, Q5.2, ĐĐP5, phát triĨn tèt nång ®é 0%, 1%, 2%; nhãm gồm chủng RTL1, RTL3, ĐTL4 phát triển tốt nồng độ 0%, 1%, 2%, 3%; nhóm gồm chủng RTL2 IIIe phát triển tốt nồng độ NaCl Cả 10 chủng thể khả phân giải phốtphát sau 48 nuôi cấy Năm chủng thể khả phân giải Ca3(PO4)2 cao nồng độ 2% NaCl, gồm: ĐTL 2.2, RTL6, Q5.2, RTL1, IIIe Năm chủng lại (RTL7, ĐĐP5, RTL3, ĐTL4, RTL2.2) có hoạt tính phân giải phốtphát cao nồng độ 3% NaCl tài liệu tham khảo Babenko Iu S et al., 1984: Microbiologia, 53: 533-539 (tiÕng Nga) Egorov N X., 1983: Thùc tËp Vi sinh vật học NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hµ Néi Jayandra Kumar Johri, Sanjay Suraige, Chandra Shekhar Nautiyal, 1999: Current Microbiology, 39: 89-93 Kapoor K K., 1996: Phosphate mobilization through soil microorganisms In: "Plant microbe interactin in sustainable agriculture" Eds: R.K Behl; A.L Khurane; R.C Dogra; CCSHAU, Hisar and MMB New Delhi, 46-60 Lª Huy Bá, Lâm Minh Triết, 2000: Sinh thái môi trờng ứng dơng NXB Khoa häc vµ Kü tht, Hµ Néi Lowry O H., Lopes J A., 1978: Thùc tËp lín sinh lý thực vật NXB Trờng Cao Đẳng, Matxcơva, 119-120 (tiÕng Nga) Nautiyal C S et al., 2000: FEMS Microbiol Lett 182 (2): 291-296 Nguyễn Thị Phơng Chi, Phạm Thanh Hà, Nguyễn Thị Quỳnh Mai, 2000: ảnh hởng nguồn dinh dỡng lên khả phân giải hợp chất photphat khó tan số chủng vi sinh vật Những vấn đề nghiên cứu sinh học: 18-22 NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội, Phạm Văn Toản, 2000: Báo cáo tổng kết ®Ị tµi KHCN 02.06b 23 the salt- tolerance of some Phosphate-solubilizing bacteria strains Pham Thanh Ha, Nguyen Thi Quynh Mai, Nguyen Thi Phuong Chi summary The reproduction and the phosphate-solubilizing ability of ten bacterial strains in different NaCl concentrations (0 %, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%) have been studied The experiments carried out under shaking condition (180 rpm.) for 48 h at 30oC Based on the cell densities of cultured broth, we divided 10 strains into groups The group (well reproductive in the 0% and 1% NaCl mediums) consisted of two strains RTL7, DTL2.2 The group (well reproductive in the 0%, 1%, 2% NaCl mediums) consisted of three strains: RLT6, Q5.2, DDP5 The group (well reproductive in the 0%, 1%, 2%, 3% NaCl mediums) consisted of three strains RTL1, RTL3, DTL4 The group was well reproductive in all different NaCl concentrations All ten bacterial strains showed the phosphate- solubilizing ability after 48 hours incubating Five strains had the highest phosphate-solubilizing ability in the presence of 2% salt (NaCl) They were DTL2.2, RTL6, Q5.2, RTL1 and IIIe strains Five rest strains solubilized most tricalcium phosphate in the presence of 3% NaCl Ngµy nhËn bµi: 13-6-2002 24 ... luận Mời chủng vi khuẩn có khả phân giải phốtphát khó tan đ đợc định loại theo Kit chuẩn API 20E, ký hiệu chủng tên phân loại đợc trình bày bảng 1 Khả sinh trởng chủng vi khuẩn phân giải phốtphát. .. (%) 0 Hình Khả phân giải phốtphát khó tan nồng độ NaCl nhóm Lợng P tan (mg/l) 600 RTL1 RTL3 ĐTL4 500 Lợng P tan (mg/l) 600 500 400 300 300 200 200 100 Hình Khả phân giải phốtphát khó tan nồng độ... tối đa chủng vi khuẩn khác Từ kết bớc đầu này, sâu nghiên cứu động thái phân giải phốtphát chủng chịu muối theo thời gian nuôi cấy Hình 1, 2, Lợng P tan (mg/l) trình bày mức độ phân giải phốtphát