Ứng Dụng Kỹ Thuật Metagenomics Trong Nghiên Cứu Hệ Vi Sinh Vật Vùng Rễ Cây Dó Bầu Tại Một Số Tỉnh

Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT HỒ MẠNH TƢỜNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT METAGENOMICS TRONG NGHIÊN CỨU HỆ VI SINH VẬT VÙNG RỄ CÂY DÓ BẦU TẠI MỘT SỐ TỈNH CỦA VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC (Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm) HÀ NỘI, 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT HỒ MẠNH TƢỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC (Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm) Mã số: 60 42 01 14 Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS LÊ VĂN SƠN Đơn vị: Viện Cơng nghệ sinh học Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Hà Nội, 2015 MỞ ĐẦU Metagenomics nghành nghiên cứu mới, độc đáo áp dụng rộng rãi lĩnh vực Sinh học Công nghệ sinh học Công nghệ metagenomics kết hợp với kỹ thuật gen, kỹ thuật protein cung cấp hiểu biết sâu sắc vấn đề tiến hóa gen thơng tin sinh vật mà bí ẩn chúng khó đƣợc ni cấy phịng thí nghiệm Mơi trƣờng đất phức tạp nghiên cứu số lƣơng đa dạng loài hệ vi sinh vật Dựa việc phân lập DNA từ vài mẫu đất khác nhau, số lƣợng sinh vật nhân sơ đƣợc xác định từ khoảng 2000 đến 18000 gen gram đất Số lƣợng thấp gen loài chƣa đƣợc biết đến bị loại q trình phân tích Do đó, số lƣợng đa dạng sinh vật nhân sơ gram đất phải lớn nhiều Trong đó, phƣơng pháp ni cấy trực tiếp không trực tiếp để khám phá khai thác đa dạng hệ vi sinh vật có đất Nuôi cấy phân lập DNA vi sinh vật phƣơng pháp phổ biến nhƣng đƣợc từ 0,1 đến 1% vi sinh vật đƣợc ni cấy sử dụng phƣơng pháp tiêu chuẩn, đa dạng hệ vi sinh vật chƣa đƣợc khám phá hết Cây dó bầu (Aquilaria spp.) thuộc chi Trầm họ Trầm, Bông lớp Cây gỗ lớn thuộc ngành Mộc Lan Chi Trầm có tất 25 loài khác phân bố chủ yếu khu vực nhiệt đới từ Ấn Độ đến Đông Nam Á miền Nam Trung Quốc Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Tại Việt Nam, dó bầu phân bố rải rác rừng rậm nhiệt đới thƣờng xanh, rừng ẩm nguyên sinh Trầm hƣơng đƣợc sử dụng để chữa số bệnh hiểm nghèo, có tác dụng kháng khuẩn, có tính kháng sinh Giá trị quan trọng dó bầu nguồn vật liệu sinh trầm hƣơng Trầm hƣơng đƣợc coi loại lâm sản ngồi gỗ có giá trị thƣơng mại quốc tế Trên giới, Trầm hƣơng đƣợc sử dụng để chƣng cất tinh dầu trầm, chất quan trọng cho ngành cơng nghiệp mỹ phẩm cao cấp Tinh dầu trầm có giá trị đặc biệt, đƣợc dùng công nghệ chế biến loại chất thơm, loại nƣớc hoa cao cấp, giá trị Hệ vi sinh vật vùng rễ đóng vai trò quan trọng sinh trƣởng phát triển dó bầu Tuy nhiên, vai trị chúng chƣa đƣợc nghiên cứu kỹ nhƣ chƣa có nghiên cứu tác động hệ vi sinh vật đến khả tạo trầm Vì vậy, nghiên cứu tập trung vào sử dụng kỹ thuật metagenomic để nghiên cứu hệ vi sinh vật vùng rễ dó bầu để phục vụ cho nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu - Xác định đƣợc thành phần giới, họ, chi, loài mẫu nghiên cứu - So sánh giống khác mẫu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu - Phân lập DNA tổng số từ đất mẫu nghiên cứu - Gắn adapter với mẫu nghiên cứu - Xác định trình tự 16S mẫu nghiên cứu - Xác định độ đa dạng mẫu nghiên cứu - Xác định thành phần giới, họ, chi mẫu nghiên cứu - So sánh thành phần giới, họ, chi mẫu nghiên cứu Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường I 1.1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Cây dó bầu khả tạo trầm 1.1.1 Nguồn gốc, phân bố Cây dó bầu (Aquilaria spp.) thuộc chi Trầm (Aquilaria), họ Trầm (Thymelaeaceae), Bông (Malvales), lớp Cây gỗ lớn thuộc ngành Mộc Lan Chi Trầm có tất 25 lồi khác nhau, nhiên có 15 lồi có khả cho trầm hƣơng gồm: Aquilaria crassna; A.baillonii; A.sinensis A.chinesis; A.borneensis ; A.malaccensis ; A.gollocha ; A.hirta; A.rostrata; A.beccariana; A.cummingiana; A.filaria; A.khasiana; A.microcarpa; A.grandiflora; A.bancana; A.rugosa, lồi A rugosa đƣợc Kiet cộng phát năm 2005 (Kiet et al., 2005) Chi Trầm phân bố chủ yếu khu vực nhiệt đới từ Ấn Độ đến Đông Nam Á miền Nam Trung Quốc Tại Việt Nam, dó bầu phân bố rải rác rừng rậm nhiệt đới thƣờng xanh, rừng ẩm nguyên sinh thuộc tỉnh Tuyên Quang, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, đặc biệt từ Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quãng Ngãi, Bình Định, Ninh Thuận, Bình Thuận đến Tây Nguyên, An Giang, Kiên Giang đảo Phú Quốc (Hình 1, Danh lục loài thực vật Việt Nam) Trầm hƣơng phân bố Việt nam có lồi là: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Trầm hƣơng (A.crassna Pierre ex Lecomte); dó baillon (A baillonii Pierre ex Lecomte), dó bana (A banaensae.Phamhoang.) (Phạm Hồng Hộ 1992) dó nhăn (A rugosa L.C Kiet & Krbler) (Lê Công Kiệt et al., 2005) Trong đó, dó bầu A crassna lồi đƣợc trồng phổ biến khả loại trầm tốt giới (Hoàng Cảnh 2006) Các lồi dó baillon (A baillon), dó bana (A banaensae) dó nhăn (A rugosa) đặc hữu bắt gặp vài địa điểm thuộc Quảng Trị, Thừa Thiên Huế Quảng Nam Trong kho đó, dó nhăn (A rugosa) lồi đƣợc phát Kon Tum Hình 1.1 Phân bố dó bầu Việt Nam Hiện nay, cá thể trƣởng thành trầm hƣơng bị tuyệt diệt tự nhiên Vùng trọng điểm gây trồng dó trầm nƣớc ta Bán Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, Tây Nam Bộ Trong đó, vùng Bắc Trung Bộ tập trung chủ yếu Hà Tĩnh,vùng Nam Trung Bộ tập trung chủ yếu Quảng Nam, vùng Tây Nguyên chủ yếu tập trung Kon Tum, Đông Nam Bộ tập trung chủ yếu Bình Phƣớc, Tây Nam Bộ tập trung chủ yếu Kiên Giang An Giang 1.1.2 Giá trị kinh tế, dược liệu sinh thái Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Giá trị kinh tế: Giá trị quan trọng dó bầu nguồn vật liệu sinh trầm hƣơng Trầm hƣơng đƣợc coi loại lâm sản ngồi gỗ có giá trị thƣơng mại quốc tế Trên giới, Trầm hƣơng đƣợc sử dụng để chƣng cất tinh dầu trầm, chất quan trọng cho ngành công nghiệp mỹ phẩm cao cấp Tinh dầu trầm có giá trị đặc biệt, đƣợc dùng công nghệ chế biến loại chất thơm, loại nƣớc hoa cao cấp, giá trị Theo công ƣớc bn bán quốc tế lồi động thực vật hoang dã nguy cấp, khối lƣợng mua bán trầm hƣơng thị trƣờng giới thời kỳ 1995 – 1997 khoảng 1.350 Giá mua bán Trầm hƣơng đƣợc tính theo kg tùy thuộc vào chất lƣợng Giá bán Trầm thị trƣờng Dubai (Arabia Saudi) vào năm 1993 dao động từ 27 đô la Mỹ/kg (loại thấp nhất) đến 10.000 đô la Mỹ/kg (loại tốt nhất) (Barden et al., 2000) Giá trị dược liệu: Trong y học, trầm hƣơng đƣợc sử dụng để chữa số bệnh hiểm nghèo, chữa bệnh đau bụng, đau ngực, nôn mửa, hen suyển, lợi tiểu, giảm đau, trấn tĩnh, hạ sốt, cấm khẩu, thổ huyết, khó thở, kích dục… Trầm hƣơng có tác dụng kháng khuẩn, đặc biệt với loại khuẩn Mycobacterium tuberculosis Shigella flexneri, có tính khánh sinh, tạo kháng thể mạnh (diệt khuẩn, làm lành vết thƣơng), có tác dụng chữa số bệnh nhƣ bệnh tim mạch (suy tim, đau ngực), bệnh hô hấp (hen suyễn), bệnh thần kinh (an thần, ngủ, giảm đau, trấn tĩnh….), bệnh tiêu hoá (đau bụng, buồn nơn, tiêu chảy), bệnh tiết niệu (bí tiểu tiện) Đặc biệt dùng trầm hƣơng để chữa ung thƣ tuyến giáp Giá trị sinh thái: Đối với môi trƣờng sinh thái phát triển bền vững, việc đƣa dó bầu (Aquilaria sp.) vào cấu rừng với mục tiêu triệu hecta rừng tỉnh Hà Tĩnh nói riêng nƣớc nói chung góp phần thúc đẩy tăng độ che phủ rừng, chống xói mịn đất bảo vệ mơi trƣờng Cây gió bầu góp phần bảo tồn phát triển lồi đặc hữu, qúy hiếm, có giá trị khoa học Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường kinh tế nƣớc ta, giải pháp phù hợp với quy luật sản xuất đôi với bảo vệ mơi trƣờng, kết hợp lợi ích trƣớc mắt với lợi ích lâu dài, làm giàu sở khai thác tái tạo lợi đặc hữu, ƣu việt tài nguyên quốc gia Hơn nữa, dó bầu cịn có ý nghĩa tạo cơng ăn việc làm cho ngƣời lao động, mở hƣớng phát triển kinh tế bền vững cho nông thôn, vùng sâu vùng xa (Thái Thành Lƣợm 2009) 1.1.3 Khả sinh trầm dó bầu Sự tạo trầm tự nhiên dó bầu biến đổi phần tử gỗ tác động bệnh lý vết nứt gãy, xâm nhập lồi nấm…Có giả thuyết tồn đến tạo trầm liên quan đến tác nhân bệnh lý, thƣơng tích bệnh lý thƣơng tích khơng bệnh lý (Ng et al., 1997) Kết nghiên cứu không cung cấp đƣợc chứng thuyết phục tác nhân số tác nhân tác động đến tạo trầm Ngoài ra, nghiên cứu Oldfield et al (1998) cho q trình tạo trầm có liên quan đến đáp ứng với nấm Hơn nữa, Heuveling Phillips (1999) cho liên quan đến đáp ứng với thƣơng tích Nghiên cứu cho xâm nhiễm nấm làm tăng tạo trầm nhƣ đáp ứng tế bào chủ với vết phát triển nấm xâm nhiễm Dó bầu đƣợc xâm nhiễm tự nhiên vài loại nấm nhƣ: Aspergillus spp, Botryodyplodia spp, Diplodia spp, Fusarium bulbiferum, F laterium, F oxysporum , F solani, Penicillium spp, and Pythium spp (Anon 1998; Soehartono and Mardiastuti 1997; Wiriadinata 1995) Sự tƣơng tác tế bào chủ với nấm hay tác nhân khác để tạo thành trầm chƣa đƣợc nghiên cứu kỹ Sự tƣơng tác xảy cách tự nhiên năm sang năm khác Căn vào hóa nhựa nhiều hay mà có sản phẩm nhƣ: Tóc, Trầm hƣơng Kỳ nam Thực tế cho thấy dó bầu sau chết rục lƣợng Kỳ nam Trầm hƣơng thƣờng đƣợc phát phần gốc rễ, nơi thƣờng tiếp Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường xúc với hệ sinh vật đất Đây tác nhân sinh học gây bệnh tạo trầm hƣơng Trên chế hình thành trầm tự nhiên, kỹ thuật cấy tạo trầm nhân tạo phổ biến đƣợc nhà khoa học quan tâm nghiên cứu là: phƣơng pháp vật lý (gây vết thƣơng giới); phƣơng pháp hóa học (xúc tác hóa chất); phƣơng pháp sinh học (xử lý với men vi sinh) Ngoài ra, số cách tạo trầm khác nhƣ: kết hợp số phƣơng pháp với Kết phƣơng pháp tạo trầm hƣơng khác số lƣợng, chất lƣợng, thời gian chi phí, nhƣng hiệu tạo trầm chƣa cao, nhƣ kỳ vọng nhà sản xuất Hiệu tạo trần thấp chế tƣơng tác tác nhân (đặc biệt tác nhân sinh học) việc sinh tạo trầm tự nhiên chƣa đƣợc làm rõ Hơn nữa, năm gần nghiên cứu tạo chromone invitro (thành phần tinh dầu trầm) từ nuôi cấy huyền phù tế bào dó bầu thu đƣợc kết khả quan ban đầu (Qi et al., 2005; Ito et al., 2005) 1.2 Ứng dụng Công nghệ metagenomics nghiên cứu hệ vi sinh vật 1.2.1 Vai trò hệ vi sinh vật môi trường trồng Các vi sinh vật đóng vai trị to lớn sinh vật sống trái đất Sự đa dạng hệ vi sinh vật phản ánh phong phú chức năng, cung cấp thành phần cần thiết cho tất dạng sống tồn Các vi sinh vật tham gia vào hầu hết chu trình sinh, hóa học tái đất từ xử lý rác thải tới thúc đẩy tăng trƣởng sinh sản thực vật, động vật Hơn nữa, vi sinh vật cung cấp cho ngƣời sản phẩm nhƣ: thuốc, loại sản phẩm lên men góp phần vào việc trì sức khỏe Chỉ gần nhà vi sinh vật học đánh giá xác đa dạng hệ vi sinh vật nhiều vi sinh vật đƣợc nuôi cấy điều kiện phịng thí nghiệm Kết dẫn đến nhà vi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường sinh vật khó để tìm hiểu hệ vi sinh vật phát phƣơng pháp truyền thống Vai trò vi sinh vật đƣợc khái quát nhƣ sau: Microbial services: Các vi sinh vật sinh vật quan trọng trái đất nhƣng vai trị chúng đƣợc biết đến chúng đƣợc phát mắt thƣờng Vi sinh vật cung cấp cho ngƣời khơng khí, thức ăn thực hầu hêt chức thể, ngƣời biết vai trò chúng với sống Có nhiều ví dụ điển hình cho việc cung cấp thành phần thiết yếu vi sinh vật cho sinh vật khác (Madigan and Martinko 2005) Sự tạo thành oxi: Một bƣớc quan trọng lịch sử sống trái đất chuyển từ hô hấp kỵ khí sang hiếu khí đƣợc tạo vi sinh vật tự dƣỡng Khi sống trái đất bắt đầu, môi trƣờng sống hô hấp kỵ khí khơng cần oxi Khoảng tỷ năm trƣớc đây, vài vi sinh vật đại dƣơng tiến hóa khả sử dụng lƣợng mặt trời để tham gia vào phản ứng mà kết giả phóng oxi Oxi trái đất tích tụ lại tạo thành khí lƣợng chúng đủ để hình thành ni dƣỡng sinh vật hiếu khí Trong dạng oxi phân tử cao đƣợc hình thành O3 phân tử O2 va chạm với Ozone phân tử đặc biệt, khơng giống nhƣ oxi, hấp thụ tia UV Do đó, sống bề mặt trái đất phát triển tầng ozone lọc hết tia UV bảo vệ trái đất khỏi phóng xạ phá hủy DNA tế bào Ngay sau hình thành oxi tầng ozone tầng bình lƣu, sống bắt đầu bùng Tầng oxi ozone đƣợc hình thành hồn tồn vi sinh vật ngày đƣợc trì vi khuẩn tự dƣỡng thực vật (Handelsman 2007) Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 10 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Cần đánh giá cụ thể để nghiên cứu xác định đƣợc thành phần loài hệ vi sinh vật hệ rễ dó bầu Cần có thêm nhiều nghiên cứu với mục đích so sánh khả tạo trầm giá trị loại trầm dó bầu địa điểm thu mẫu Tiếp tục đánh giá ảnh hƣởng hệ vi sinh vật khu vực tới dó bầu phân loại nhóm vi sinh vật có ảnh hƣởng tới khả tạo trầm dó bầu TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Hoàng Cảnh (2006) Trầm hƣơng loại tạo trầm hƣơng, lợi ích, thách thức triển vọng Hội trầm hƣơng Việt Nam http://www.tramhuongvietnam.com/thongtinbaochip1.php Thái Thành Lƣợm (2009) Kết nghiên cứu giống trầm hƣơng 20 năm tuổi (Aquilaria crassna Pierre) dịng mẹ có khả tụ nhựa trầm vùng đảo Phú Quốc Tạp chí Nơng nghiệp phát triển Nơng thơn 4: 95-98 Phạm Hoàng Hộ (1992) Cây cỏ Việt Nam Nhà xuất Trẻ Tài liệu tiếng Anh Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 48 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Allen EE and Banfield JF (2005) Community genomics in microbial ecology and evolution Nat Rev Microbiol 3: 489-498 Amann RI, Ludwig W and Schleifer KH (1995) Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells withOTU cultivation Microbiol Rev 59: 143-169 Anon (1998) Medicinal Plant Significant Trade Study (CITES) India Country Report TRAFFIC India and WWF-India, New Delhi 103pp Aragon AD, Torrez-Martinez N and Edwards JS (2012) Genomic analysis of Saccharomyces cerevisiae isolates that grow optimally with glucose as the sole carbon source Electrophoresis 33(23): 3514-3520 Ayman Grada and Kate Weinbrecht (2013) Next-generation sequencing: methodology and application Journal of Investigative Dermatology 133: e11 Azad AK, Curtis A, Papp A, Webb A, Knoell D, Sadee W and Schlesinger LS (2013) Allelic mRNA expression imbalance in C-type lectins reveals a frequent regulatory SNP in the human surfactant protein A (SP-A) gene Genes Immun 14(2): 99-106 Barden A, Awang AN, Mulliken T and Song M (2000) Heart of the matter: agarwood use and trade and CITES implementation for Aquilaria malaccensis Available from: www.traffic.org/forestry- reports/traffic_pub_forestry7.pdf Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 49 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ 10 Hồ Mạnh Tường Beja O, Koonin EV, Aravind L, Taylor LT et al (2002) Comparative genomic analysis of archaeal genotypic variants in a single population and in two different oceanic provinces Appl Environ Microbiol 68, 335–345 11 Bomar L, Maltz M, Colston S and Graf J (2011) Directed culturing of microorganisms using metatranscriptomics MBio 2: e000120001 12 Breitbart M, Salamon P, Andresen B, Mahaffy JM, Segall AM, Mead D, Azam F and Rohwer F (2002) Genomic analysis of uncultured marine viral communities Proceedings of the National Academy USA 99 (22): 14250-14255 13 Castro TL, Seyffert N, Ramos RT, Barbosa S, Carvalho RD, Pinto AC, Carneiro AR, Silva WM, Pacheco LG, Downson C, Schneider MP, Miyoshi A, Azevedo V, Silva A (2013) Ion Torrent-based transcriptional assessment of a Corynebacterium pseudotuberculosis equi strain reveals denaturing high-performance liquid chromatography a promising rRNA depletion method Microb Biotechnol 6(2): 168-177 14 Chen K and Patcher L (2005) Bioinformatics for whole-genome shortgun sequencing of microbial communities PLoS Comput Biol 1: 24 15 Courtois S (2003) Recombinant environmental libraries provide access to microbial diversity for drug discovery from natural products Appl Environ Microbiol 69: 49-55 16 Daniel R (2005) The metagenomics of soil Nat Rev Microbiol 3(6):470-8 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 50 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Daves K (2010) It’s “Watson Meets Moore” as Ion Torrent 17 Introduces Semiconductor Sequencing Bio-IT World 2010 Available from http://www.bio-itworld.com/news/03/01/10/ion-torrent- semiconductor-sequencing.html 18 Diaz-Torres ML, McNab RD, Spratt A, Villedieu A, Hunt NM, Wilson and Mullany P (2003) Novel tetracycline resistance determinant from the oral metagenome Antimicrob Agents Chemother 47: 1430-1432 19 Edwards RA, Rodriguez-Brito B, Wegley L, Haynes M, Breitbart M, Peterson DM, Saar MO, Alexander S, Alexander EC, Rohwer F (2006) Using pyrosequencing to shed light on deep mine microbial ecology BMC Genomics 7: 57 20 Elliott AM, Radecki J, Moghis B, Li X, Kammesheidt A (2012) Rapid detection of the ACMG/ACOG-recommended 23 CFTR diseasecausing mutations using ion torrent semiconductor sequencing J Biomol Tech 23(1): 24-30 21 Gillespie DE, Brady SF, Bettermann AD, Cianciotto NP, MR, Rondon MR, Clardy JR, Liles Goodman M and Handelsman J (2002) 22 Isolation of antibiotics turbomycin A and B from a metagenomic library of soil microbial DNA Appl Environ Microbiol 68: 4301-4306 22 Handelsman J (2004) Metagenomics: Application of genomics to uncultured microorganisms Microbiol Molec Biol Rev 68(4):669-685 23 Handelsman J, Rondon MR, Brady SF, Clardy J, Goodman RM (1998) Molecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes: a new frontier for natural products Chem Biol 5(10): 245-249 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 51 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ 24 Hồ Mạnh Tường Hardeman F and S Sjoling (2007) Metagenomic approach for the isolation of a novel low-temperature-active lipase from uncultured bacteria of marine sediment FEMS Microbiol Ecol 59: 524-534 25 Hartwig B, James GV, Konrad K, Schneeberger K and Turck F (2012) Fast isogenic mapping-by-sequencing of ethyl methanesulfonateinduced mutant bulks Plant Physiol 160(2): 591-600 26 Hassan SS, Guimarães LC, Pereira Ude P, Islam A, Ali A, Bakhtiar SM, Ribeiro D, Rodrigues Dos Santos A, Soares Sde C, Dorella F, Pinto AC, Schneider MP, Barbosa MS, Almeida S, Abreu V, Aburjaile F, Carneiro AR, Cerdeira LT, Fiaux K, Barbosa E, Diniz C, Rocha FS, Ramos RT, Jain N, Tiwari S, Barh D, Miyoshi A, Müller B, Silva A, Azevedo V (2012) Complete genome sequence of Corynebacterium pseudotuberculosis biovar ovis strain P54B96 isolated from antelope in SOTUh Africa obtained by rapid next generation sequencing technology Stand Genomic Sci 7(2): 189-199 27 Healy FG, Ray RM, Aldrich HC, Wilkie AC, ILO and Shanmugam KT (1995) Direct isolation of functional genes encoding cellulases from the microbial consortia in a thermophilic, anaerobic digester maintained on lignocellulose Appl Microbiol Biotechnol 43: 667-674 28 Henne A, Schmitz RA, Bomeke M, Gottschalk G, Daniel R (2000) Screening of environmental DNA libraries for the presence of genes conferring lipolytic activity on Escherichia coli Appl Environ Microbiol 66: 3113-3116 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 52 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ 29 Hồ Mạnh Tường Henne A, Daniel R, Schmitz RA, Gottschalk G (1999) Construction of environmental DNA libraries in Escherichia coli and screening for the presence of genes conferring utilization of 4- hydroxybutyrate Appl Environ Microbiol 3901-3907 30 Heuveling van Beek H and Phillips D (1999) Agarwood: Trade and CITES Implementation in Southeast Asia Unpublished report prepared for TRAFFIC Southeast Asia, Malaysia 31 Hochmuth T, Niederkruger H, Gernert C, Siegl A, Taudien S,Platzer M, Crews P, Hentschel U and Piel J (2010) Linkingchemical and microbial diversity in marine sponges: possiblerole for Poribacteria as producers of methyl-branched fatty acids Chembiochem 11: 2572-2578 32 Howden BP, McEvoy CR, Allen DL, Chua K, Gao W, Harrison PF, Bell J, Coombs G, Bennett-Wood V, Porter JL, Robins-Browne R, Davies JK, Seemann T, Stinear TP (2011) Evolution of multidrug resistance during Staphylococcus aureus infection involves mutation of the essential two component regulator WalKR PLoS Pathog 7(11): e1002359 33 Hugenholz, P (2002) Exploring prokaryotic diversity in the genomic era Genome Biology (2): 1-8 34 Iqbal Z, Caccamo M, Turner I, Flicek P and McVean G (2012) De novo assembly and genotyping of variants using colored de Bruijn graphs Nat Genet 44: 226-232 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 53 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ 35 Hồ Mạnh Tường Ito M, Okimoto K, Yagura T, Honda G (2005) Induction of sesquiterpenoid production by methyl jasmonate in Aquilaria sinensis cell suspension culture J Essent Oil Res 17: 175-180 36 Jünemann S, Prior K, Szczepanowski R, Harks I, Ehmke B, Goesmann A, Stoye J and Harmsen D (2012) Bacterial community shift in treated periodontitis patients revealed by ion torrent 16S rRNA gene amplicon sequencing PLoS One 7(8): e41606 37 Kakirde Kavita S, Larissa C Parsley and Mark R Liles (2010) Size Does Matter: Application-driven Approaches for Soil Metagenomics Soil biology & biochemistry 42 (11): 1911-1923 38 Karow J (20011) At AGBT, Ion Torrent Customers Provide First Feedback; Life Tech OTUlines Platform's Growth In Sequence 39 Kiet L, Kessler PJA and Eurlings M (2005) A new species of Aquilaria (Thymelaceaceae) from Vietnam Blumea 50: 135-141 40 Lussier FX, Chambenoit O, Côté A, Hupé JF, Denis F, Juteau P, Beaudet R and Shareck F (2011) Construction and functional screening of a metagenomic library using a T7 RNA polymerase-based expression cosmid vector J Ind Microbiol Biotechnol 38 (9): 1321-1328 41 Madigan M and Martinko J (2005) Brock Biology of Microorganisms, Chaps 1, and 10 San Francisco, CA: Benjamin Cummings 42 Majernik A, Gottschalk G and Daniel R (2001) Screening of environmental DNA libraries for the presence of genes conferring Na_(Li_)/H_antiporter activity on Escherichia coli: characterization of the recovered genes and the corresponding gene products J Bacteriol 183: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 54 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường 6645-6653 43 Mardis ER (2008) Next-generation DNA sequencing methods Annu Rev Genomics Hum Genet 9: 387-402 44 Margulies M, Egholm M, Altman WE, et al (2005) Genome Sequencing in Open Microfabricated High Density Picoliter Reactors Nature 437 (7057): 376-380 45 Mellmann A, Harmsen D, Cummings CA, Zentz EB, Leopold SR, Rico A, Prior K, Szczepanowski R, Ji Y, Zhang W, McLaughlin SF, Henkhaus JK, Leopold B, Bielaszewska M, Prager R, Brzoska PM, Moore RL, Guenther S, Rothberg JM and Karch H (2011) Prospective genomic characterization of the German enterohemorrhagic Escherichia coli O104:H4 OTUbreak by rapid next generation sequencing technology PLoS One 11; 6(7): e22751 46 Metzker ML (2005) Emerging technologies in DNA sequencing Genome Res 15(12): 1767-1776 47 Ng LT, Chang YS and Kadir AA (1997) A review on agar (gaharu) producing Aquilaria species Journal of Tropical Forest Products 2(2): 272-285 48 Nikolouli K and Mossialos (2012) Bioactive compounds synthesized by non-ribosomal peptide synthetases and type-I polyketide synthases discovered through genome-mining and metagenomics Biotechnology Letters 34(8):1393 49 Nyrén P (2007) The History of Pyrosequencing Methods Mol Biology 373: 1–14 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 55 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ 50 Hồ Mạnh Tường Oldfield S, Lusty C and MacKinven A (1998) The Word List of Threatened Trees World Conservation 51 Olsvik O, J Wahlberg, B Petterson, M Uhlén, T Popovic, I K Wachsmuth and P I Fields (1993) Use of automated sequencing of polymerase chain reaction-generated amplicons to identify three types of cholera toxin subunit B in Vibrio cholerae O1 strains J Clin Microbiol 31 (1): 22–5 52 Pace NR and Delong EF (1991) Analysis of a marine picoplankton community by 16S rRNA gene cloning and sequencing Journal of Bacteriology 173 (14): 4371-4378 53 Pace NR, Stahl DA, Lane DJ and Olsen GJ (1985) Analyzing natural microbial populations by rRNA sequences ASM News 51: 4-12 54 Pace NR, Stahl DA, Lane DJ and Olsen GJ (1986) The analysis of natural microbial populations by ribosomal RNA se-quences Adv Microb Ecol 9: 1-55 55 Parachin Nádia Skorupa and Marie F Gorwa-Grauslund (2011) Isolation of xylose isomerases by sequence- and function-based screening from a soil metagenomic library Biotechnology for Biofuels (1): 56 Patrick D, Schloss and Handelsman Jo (2005) Metagenomics for studying unculturable microorganisms: cutting the Gordian knot Genome Biol 6: 229 57 Perkel J (2011) Making contact with sequencing's fourth generation Biotechniques 50(2):93-95 58 Pettersson E, Lundeberg J and Ahmadian A (2009) Generations of Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 56 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường sequencing technologies Genomics 93 (2): 105-11 59 Poehlmann A, Kuester D, Meyer F, Lippert H, Roessner A and Schneider-Stock R (2007) Kras mutation detection in colorectal cancer using the Pyrosequencing technique Pathol Res Pract 203: 489-497 60 Poinar HN, Schwarz C, Qi J, Shapiro B, Macphee RD, Buigues B, Tikhonov A, Huson D, Tomsho LP, Auch A, Rampp M, Miller W and Schuster SC (2006) Metagenomics to Paleogenomics: Large-Scale Sequencing of Mammoth DNA Science 311(5759): 392-394 61 Pongrawee Nimnoi, Neelawan Pongsilp and Saisamorn Lumyong (2011) Actinobacterial community and diversity in rhizosphere soils of Aquilaria crassna Pierreex Lec assessed by RT-PCR and PCR-DGGE Biochemical Systematics and Ecology 39: 509-519 62 Qi SH, He ML, Lin DL, Zhang CH, Hu LJ and Zhang HZ (2005) Production of 2-(2-phenylethyl) chromones in cell suspension cultures of Aquilaria sinensis Biomedical and Life Science 83(2): 217-221 63 Raaijmakers JM, Weller DM and Thomashow LS (1997) Frequency of antibiotic-producing Pseudomonas spp in natural environments Appl Environ Microbiol 63: 881-887 64 Ramos RT, Carneiro AR, Soares Sde C, dos Santos AR, Almeida S, Guimarães L, Figueira F, Barbosa E, Tauch A, Azevedo V and Silva A (2013) Tips and tricks for the assembly of a Corynebacterium pseudotuberculosis genome using a semiconductor sequencer Microb Biotechnol 6(2): 150-156 65 Riesenfeld CS, Goodman RM and Handelsman J (2004) Uncultured soil bacteria are a reservoir of new antibiotic resistance genes Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 57 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Environ Microbiol 6: 981-989 66 Ronaghi M, S Karamohamed, B Pettersson, M Uhlén and P Nyrén (1996) Real-time DNA sequencing using detection of pyrophosphate release Analytical Biochemistry 242 (1): 84–89 67 Ronaghi M, Uhlén M, Nyrén P (1998) A sequencing method based on real-time pyrophosphate Science 281 (5375): 363 68 Rusch DB, Halpern AL, Sutton G, Heidelberg KB, Williamson S, et al (2007) The Sorcerer II Global Ocean Sampling Expedition: Northwest Atlantic through Eastern Tropical Pacific PLoS Biology 5: e77 69 Rusk N (2011) Torrents of sequence Nat Meth 8(1): 44-44 70 Sanger F, Nicklen S and Coulson AR (1977) DNA sequencing with chain‐terminating inhibitors Proc Natl Acad Sci U.S.A 74 (12): 5463–7 71 Schadt EE, Turner S and Kasarskis A (2010) A window into third- generation sequencing Human Molecular Genetics 19 (R2): R227–40 72 Schloss PD, Larget BR and Handelsman J (2004) Integration of microbial ecology and statistics: a test to compare gene libraries Appl Environ Microbiol 70: 5485-5492 73 Schmeisser C, Steele H and Streit WR (2007) Metagenomics, biotechnology with nonculturable microbes Appl Microbiol Biotechnol 75: 955-962 74 Schmidt TM, DeLong EF Pace NR (1991) Analysis of a marine picoplankton community by 16S rRNA gene cloning and sequencing J Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 58 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Bacteriol 173: 4371-4378 75 Schuster SC (2008) Next-generation sequencing transforms todayʹs biology Nat Meth (1): 16-18 76 Soehartono T and Mardiastuti A (1997) The current trade in gaharu in West Kalimantan Jurnal Ilmiah Biodiversitas Indonesia 1(1) 77 Stein JL, Marsh TL, Wu KY, Shizuya H, DeLong EF (1996) Characterization of uncultivated prokaryotes: isolation and analysis of a 40- kilobase-pair genome fragment front a planktonic marine archaeon J Bacteriol 178: 591-599 78 Susannah Green Tringe and Edward M Rubin (2005) Metagenomics: DNA sequencing of environmental samples Nature Rev Gen 6: 805-814 79 Thi Huyen Do, Thi Thao Nguyen, Thanh Ngoc Nguyen, Quynh Giang Le, Cuong Nguyen, Keitarou Kimura and Nam Hai Truong (2014) Mining biomass-degrading genes through Illumina-based de novo sequencing and metagenomic analysis of free-living bacteria in the gut of the lower 80 Torsvik V, Daae FL, Sandaa RA and Øvreås L (2002) Microbial diversity and function in soil: from genes to ecosystems Curr Opin Microbiol 5: 240-245 81 Tringe SG, Von Mering C, Kobayashi A, Salamov AA, Chen K, Chang HW, Podar M, Short JM, Mathur EJ and Detter JC (2005) Comparative metagenomics of microbial communities Science 308: 554557 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 59 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ 82 Hồ Mạnh Tường Turnbaugh PJ, Ley RE, Hamady M, Fraser-Liggett CM, Knight R, et al (2007) The Human Microbiome Project Nature 449: 804-810 83 Tyson GW, Chapman J, Hugenholtz P, Allen EE, Ram RJ, Richardson PM, Solovyev VV, Rubin EM,Rokhsar DS and Banfield JF (2004) Community structure and metabolism through reconstruction of microbial genomes from the environment Nature 428: 37-43 84 Valouev A, Ichikawa J, Tonthat T, Stuart J, Ranade S, Peckham H, Zeng K, Malek JA, Costa G, McKernan K, Sidow A, Fire A and Johnson SM (2008) A highresolution, nucleosome position map of C elegans reveals a lack of universal sequence-dictated positioning Genome Res 18 (7): 1051–1063 85 Venter JC; Remington K, Heidelberg JF, Halpern AL, Rusch D, Eisen JA, Wu D, Paulsen I, Nelson KE, Nelson W, FOTUs DE, Levy S, Knap AH, Lomas MW, Nealson K, White O, Peterson J, Hoffman J, Parsons R, Baden-Tillson H, Pfannkoch C, Rogers Y, Smith HO (2004) Environmental Genome Shotgun Sequencing of the Sargasso Sea Science 304 (5667): 66-74 86 Visi DK, D'Souza N, Ayre BG, Webber Iii CL and Allen MS (2013) Investigation of the bacterial retting community of kenaf (Hibiscus cannabinus) under different conditions using next-generation semiconductor sequencing J Ind Microbiol Biotechnol 40(5): 465-475 87 Vogel U, Szczepanowski R, Claus H, Jünemann S, Prior K, Harmsen D (2012) Ion torrent personal genome machine sequencing for genomic typing of Neisseria meningitidis for rapid determination of multiple layers of typing information J Clin Microbiol 50(6): 1889-1894 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 60 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ 88 Hồ Mạnh Tường Whiteley AS, Jenkins S, Waite I, Kresoje N, Payne H, Mullan B, Allcock R, O'Donnell A (2012) Microbial 16S rRNA Ion Tag and community metagenome sequencing using the Ion Torrent (PGM) Platform J Microbiol Methods 91(1): 80-88 89 Wiriadinata H (1995) Gaharu (Aquilaria spp.) Pengembangan dan Pemanfaatan yang Berkelanjutan In Lokakarya Pengusahaan Hasil Hutan Non Kayu (Rotan, Gaharu, dan Tanaman Obat) Departemen Kehutanan Indonesia-UK Tropical Forest Management Programme Surabaya, 31 July-1 August 1995 90 Woese CR (1987) Bacterial evolution Microbiol Rev 51: 221- 271 91 Woese CR and Fox GE (1977) Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms Proc Natl Acad Sci USA 74(11): 5088-5090 92 Yergeau E, Lawrence JR, Sanschagrin S, Waiser MJ, Korber DR and Greer CW (2012) Next-generation sequencing of microbial communities in the Athabasca River and its tributaries in relation to oil sands mining activities Appl Environ Microbiol 78(21): 7626-7637 93 Zuckerkandl E and Pauling L (1965) Molecules as documents of evolutionary history J Theor Biol 8(2): 357-366 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 61 http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn Thạc sĩ Hồ Mạnh Tường Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 62 http://www.lrc.tnu.edu.vn ... nghiên cứu hệ vi sinh vật đất nói chung nhƣ hệ vi sinh vật rễ dó bầu nói riêng Vì vậy, nghiên cứu tập trung vào đánh giá hệ vi sinh vật địa điểm trồng dó bầu khác ứng dụng kỹ thuật metagenomic Số. .. 1.2 Ứng dụng Công nghệ metagenomics nghiên cứu hệ vi sinh vật 1.2.1 Vai trò hệ vi sinh vật môi trường trồng Các vi sinh vật đóng vai trị to lớn sinh vật sống trái đất Sự đa dạng hệ vi sinh vật. .. chƣa có nghiên cứu tác động hệ vi sinh vật đến khả tạo trầm Vì vậy, nghiên cứu tập trung vào sử dụng kỹ thuật metagenomic để nghiên cứu hệ vi sinh vật vùng rễ dó bầu để phục vụ cho nghiên cứu Mục