Phân lập và tuyển chọn các chủng bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG BACILLUS ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Thị Hai Sinh viên thực MSSV: 1411100668 : Quách Hồng Thúy Lớp: 14DSH03 TP Hồ Chí Minh, 2018 Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án nghiên cứu riêng thực sở lý thuyết, tiến hành nghiên cứu thực tiễn hướng dẫn TS Nguyễn Thị Hai Các số liệu, kết nêu đồ án trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Tp Hồ Chí Minh, ngày …… tháng …… năm…… Sinh viên Quách Hồng Thúy Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp LỜI CÁM ƠN Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học Cơng Nghệ Tp Hồ Chí Minh, q thầy cô giảng dạy Viện Khoa Học Ứng Dụng tất thầy cô truyền dạy kiến thức quý báu cho em suốt năm học vừa qua Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Hai, người định hướng nghiên cứu, quan tâm, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian làm khố luận tốt nghiệp Bên cạnh em xin c ảm ơn thầy Phịng Thí nghiệm Viện Khoa Học Ứng Dụng anh chị, bạn bè nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đề tài Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình ln bên cạnh, động viên lúc khó khăn, nản lịng suốt thời gian học tập, nghiên cứu sống Tp Hồ Chí Minh, ngày …… tháng …… năm…… Sinh viên Quách Hồng Thúy Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp i Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………… 1 Tính cấp thiết đề tài…………………………………………………… Phương pháp nghiên cứu………………………………………………………… Đối tượng phạm vi nghiên cứu……………………………………………… Ý nghĩa đề tài khoa học………………………………………………………… Các kết đạt đề tài………………………………………………… Kết cấu đồ án tốt nghiệp:…………………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………………………… 1.1 Tổng quan chủng Bacillus spp……………………………………………… 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu…………………………………………………………… 1.1.2 Phân loại……………………………………………………………………… 1.1.3 Đặc điểm sinh thái học phân bố tự nhiên……………………………… 1.1.4 Đặc điểm hình thái học……………………………………………………… 1.1.5 Đặc điểm sinh hóa…………………………………………………………… 1.1.6 Đặc điểm tế bào khả sinh bào tử…………………………………… 1.1.7 Khả đối kháng nấm bệnh chủng Bacillus spp………………… 10 1.1.8 Mức độ an toàn sinh học……………………………………………………… 16 1.2 Tổng quan chủng nấm gây bệnh đốm trắng long…………… 16 i Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp 1.2.1 Giới thiệu bệnh đốm trắng………………………………………………… 16 1.2.2 Tác hại bệnh đốm trắng: ………………………………………………….19 1.2.3 Giới thiệu chủng nấm gây bệnh…………………………………………… 19 1.2.4 Phân loại……………………………………………………………………… 21 1.2.5 Đặc điểm hình thái học……………………………………………………… 22 1.2.6 Lịch sử nghiên cứu…………………………………………………………… 22 1.3 Nấm gây bệnh héo vàng ớt (Fusarium sp.)…………………………… 25 1.3.1 Giới thiệu bệnh héo vàng ớt……………………………………… 25 1.3.2 Giới thiệu chủng nấm gây bệnh chủ yếu………………………………… 25 1.3.3.Lịch sử nghiên cứu…………………………………………………………… 27 1.3.4 Phân loại……………………………………………………………………… 27 1.3.5 Đặc điểm sinh thái học phân bố tự nhiên……………………………… 27 1.3.6 Đặc điểm hình thái học……………………………………………………… 28 1.4 Giới thiệu enzyme ngoại bào……………………………………………… 29 1.4.1 Tổng quan Enzyme Chitinase…………………………………………… 29 1.4.2 Tổng quan Enzyme Cellulase…………………………………………… 32 1.5 Phân giải lân khó tan đất ………………………………………………….35 1.5.1 Khái niệm…………………………………………………………………… 35 1.5.2 Sự chuyển hóa lân đất………………………………………………… 36 1.5.3 Vi sinh vật phân giải lân khó tan…………………………………………… 37 ii Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp 1.6 Khả sinh IAA…………………………………………………………… 39 1.6.1 Lịch sử nghiên cứu IAA……………………………………………………… 40 1.6.2 Khái niệm…………………………………………………………………… 41 1.6.3 Vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng trồng (PGPR)………………… 42 1.6.4 Các chủng vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng trồng (PGPR)……… 44 1.7 Tình hình nghiên cứu sử dụng Bacillus spp ứng dụng vào sản xuất nơng nghiệp……………………………………………………………………………… 45 1.7.1 Nghiên cứu nước ngồi……………………………………………………… 45 1.7.2 Nghiên cứu nước……………………………………………………… 46 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU… 48 2.1Thời gian địa điểm nghiên cứu……………………………………………… 48 2.2 Vật liệu nghiên cứu…………………………………………………………… 48 2.2.1 Vật liệu……………………………………………………………………… 48 2.2.2 Hóa chất……………………………………………………………………… 48 2.2.3 Môi trường…………………………………………………………………… 49 2.3.Thiết bị dụng cụ…………………………………………………………… 50 2.3.1 Thiết bị……………………………………………………………………… 50 2.3.2 Dụng cụ……………………………………………………………………… 51 2.4 Bố trí thí nghiệm……………………………………………………………… 52 2.5 Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………… 54 iii Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp 2.5.1 Phương pháp lấy mẫu 54 2.5.2 Phương pháp pha loãng……………………………………………………… 55 2.5.3 Phương pháp phân lập chủng vi khuẩn……………………………………… 55 2.5.4 Phương pháp tăng sinh……………………………………………………… 56 2.5.5 Phương pháp quan sát hình thái tế bào……………………………………… 57 2.5.6 Phương pháp xác định đặc điểm sinh hóa…………………………………… 58 2.5.7 Phương pháp cấy chuyển để bảo quản giống………………………………… 65 2.5.8 Phương pháp bảo quản giống giữ lạnh………………………………… 65 2.5.9 Phương pháp khảo sát khả sinh enzyme ngoại bào (cellulase, chitinase) chủng vi khuẩn………………………………………………………………… 66 2.5.10 Phương pháp xác định mật độ vi khuẩn…………………………………… 69 2.5.11 Khả phân giải phosphate khó tan…………………………………… 75 2.5.12 Khả sinh IAA………………………………………………………… 77 2.5.13 Phương pháp đối kháng nấm……………………………………………… 78 2.5.13 Đánh giá khả phòng trừ nấm bệnh trái long……………… 79 2.5.14 Đánh giá khả phòng trừ nấm bệnh ớt………………………… 81 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………… 83 3.1 Kết phân lập chủng Bacillus spp từ đất nông nghiệp………………… 83 3.1.1 Đặc điểm hình thái chủng…………………………………………… 83 3.1.2 Kết kiểm tra đặc điểm sinh hóa chủng………………………… 89 iv Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp 3.2 Khả sinh enzyme ngoại bào chủng……………………… 90 3.2.1 Khả sinh enzyme chitinase…………………………………………… 90 3.2.2 Khả sinh enzyme cellulase 92 3.3 Khả đối kháng nấm chủng……………………………………… 95 3.3.1 Khả đối kháng nấm Fusarium sp……………………………………… 95 3.3.2 Khả đối kháng nấm Neoscytalidium dimidiatum gây bệnh đốm trắng long………………………………………………………………………………… 97 3.4 Khả phân giải lân khó tan chủng………………………………… 100 3.5 Khả sinh IAA chủng……………………………………………… 102 3.9 Đánh giá khả ức chế nấm bệnh chủng vi khuẩn long ứng dụng bảo quản sau thu hoạch……………………………………………………… 105 3.10 Kết hiệu đối kháng nấm Fusarium sp gây chết ớt……………… 110 3.11 Định danh chủng có triển vọng…………………………………………… 117 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……………………………………… 120 4.1 Kết luận …………………………………………………………………………120 4.2 Kiến nghị……………………………………………………………………… 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 122 PHỤ LỤC………………………………………………………………………… v Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT NB: Môi trường Nutrient Broth NA: Môi trường Nutrient Agar NMSL: Nước muối sinh lý PDA: Môi trường Potato D-glucose Agar PDB: Môi trường Potato D- glucose Broth LBNT: Lây bệnh nhân tạo vi Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp Number of Means Critical Range 1828 1907 1958 1995 2023 2045 2063 Means with the same letter are not significantly different Duncan Grouping Mean N MAU A 7.81333 BTS6 B 5.75333 BT06 C 4.14333 BM06 D 3.34000 BP05 D D 3.18333 BTS5 89 Phân lập tuyển chọn chủng Bacillus ứng dụng sản xuất nông nghiệp Means with the same letter are not significantly different Duncan Grouping Mean N MAU E 2.38000 BTA7 F 0.07667 BD01 F F 0.03333 BM07 The ANOVA Procedure Dependent Variable: DV Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model Error 16 0.5475333 957.4639625 136.7805661 3997.00 F 957.4639625 136.7805661 3997.00 F Model 16 25152.14039 1572.00877 Error 34 53.78667 1.58196 993.71 F 16 25152.14039 1572.00877 98 993.71