Từ các mẫu đất lấy từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hoà, tôi đã tiến hành phân lập xạ khuẩn chi Streptomyces. Mẫu đất đ−ợc pha loãng 103 trong n−ớc muối sinh lý vô trùng. Môi tr−ờng phân lập là môi tr−ờng Gause I và môi tr−ờng Czapek-tinh bột, n−ớc chiết đất. Mỗi mẫu đất đ−ợc phân lập trên 4 hộp petri khác nhau ( 2 hộp chứa môi tr−ờng Gause I, 2 hộp chứa môi tr−ờng Czapek-tinh bột). Mục đích nhằm sơ bộ kiểm tra môi tr−ờng sinh tr−ởng chủ yếu. Kết quả phân lập đ−ợc trình bày ở bảng 1.
Bảng 1 : Kết quả phân lập xạ khuẩn chi Streptomyces từ các mẫu đất trồng trọt khu vực Xuân Hoà.
Độ sâu Số chủng phân lập đ−ợc Số tế bào(CFU/g) Đất mặt (0,1-0,2cm) 14 5,27.10 2 Đất sâu (10cm) 23 9,85.10 2 Từ bảng 2 cho thấy :
Số l−ợng xạ khuẩn chi Streptomyces tính trung bình trong 1g đất bề mặt (0,1-0,2cm) ít hơn so với số l−ợng xạ khuẩn tính trung bình trong 1g lớp đất sâu (10cm). Kết quả này cũng giống với kết quả phân lập các loại vi khuẩn khác.
Điều này có thể giải thích là do tác động của các yếu tố chính là: ánh sáng, nhiệt độ.
ở lớp đất mặt th−ờng có c−ờng độ chiếu sáng liên tục và mạnh với các tia cực tím có khả năng diệt khuẩn mạnh. Đồng thời nhiệt độ cao cùng với trời m−a cũng cuốn trôi một phần xác hữu cơ làm giảm 1 phần độ màu mỡ của lớp đất bề mặt.
ở lớp đất sâu (10cm) c−ờng độ ánh sáng yếu, nhiệt độ t−ơng đối ổn định, xác hữu cơ đ−ợc tích tụ và phân giải d−ới tác động của nhiều nhóm VSV trung gian tạo thành các chất hữu cơ trung gian và hàm l−ợng oxy hoà tan khá cao, thuận lợi cho sự sinh tr−ởng và phát triển của xạ khuẩn.
4.2. Đặc điểm hình thái và nuôi cấy của các chủng xạ khuẩn nghiên cứu
Nuôi cấy xạ khuẩn trên môi tr−ờng Gause I, Gause II, Crapeck-tinh bột, Crapeck-glucose, ISP2, ISP4, ISP6, theo dõi khả năng sinh tr−ởng, hình dạng khuẩn lạc, màu sắc HSKS, màu sắc HSCC. Kết quả thể hiện ở bảng 2:
Bảng 2: Đặc điểm hình thái và nuôi cấy của 4 chủng xạ khuẩn nghiên cứu
XK Môi tr−ờng Kh n ng sinh tr ng Hình d ng khu n l c Màu s c h s i khí sinh Màu s c h s i c ch t Cz- TB +++ Gồ gề 50% h i h ng nh t 50% xám chì Da cam l c b n Cz- G +++ Nt 75% h ng nh t Nt G I +++ Nt 50% h ng nh t Nt ISP4 ++ nh nt Kém phát tri n Vàng l c G II + nh Nt Vàng nh t ISP2 +++ To h n 80% xám chì Da cam l c b n N 9 ISP6 +++ Nt Nt Nt
Cz- TB + B t Kém phát tri n Vàng l c Cz- G + B t Nt Nt G I ++ Nt Nt Nt ISP4 ++ B t Xám tím Da cam đ m G II +++ B t Nt Nt ISP2 +++ B t Nt Nt 138 ISP6 +++ B t Nt Nt Cz- TB ++ B t Vàng h i xám Da cam th m Cz- G +++ Nt Nt Nt G I +++ Nt Nt Nt ISP4 ++ Nt Kém phát triển Tr ng G II +++ Nt Vàng h i xám Da cam th m ISP2 +++ Nt Nt Nt 027 ISP6 +++ Nt Nt Nt Cz- TB ++ B t Trắng Trắng hơi vàng Cz- G + B t Phát triển kém nt G I + Nt Phát triển kém nt ISP4 + Nt Phát triển kém nt G II +++ Nt Vàng xám nhạt Vàng oliu thẫm ISP2 +++ nt nt nt Đ144 ISP6 +++ Nt Nt Vàng hơi xám
G II +++ Nt Tr ng G n tr ng ISP2 +++ B p, 2 bi n ch ng Tr ng, xanh da tr i G n tr ng ISP6 +++ Nt Nt Nt +: Sinh tr−ởng yếu. ++: Sinh tr−ởng trung bình. +++: Sinh tr−ởng tốt.
Qua bảng trên nhận thấy rằng có sự thay đổi rất rõ rệt về màu sắc hệ sợi khí sinh giữa các loại môi tr−ờng do gen quy định tính trạng này nằm trên plasmide nên dễ bị biến đổi giúp xạ khuẩn thích nghi cao với môi tr−ờng. Các chủng đều sinh tr−ởng tốt trên môi tr−ờng có chứa nitơ hữu cơ nh− Gause II, ISP2, ISP6. Một số vẫn sinh tr−ởng tốt trên môi tr−ờng chứa nitơ khoáng nh− Gause I, Crapeck-tinh bột, Crapeck-glucose, ISP4. Nh− vậy khả năng thu nhận và sử dụng nguồn nitơ của các chủng xạ khuẩn là khác nhau. Ngoài ra yếu tố sắt cũng ảnh h−ởng lớn đến sự sinh tr−ởng nh− tr−ờng hợp của chủng NĐ9. Chủng NĐ9 sinh tr−ởng tốt trên môi tr−ờng chứa sắt nh−
Crapeck-tinh bột, Crapeck-glucose, Gause I, ISP2, ISP6 và sinh tr−ởng yếu ở môi tr−ờng không chứa sắt nh− Gause II, ISP4. Do sắt đi vào enzim feređoxindase, gây hô hấp hiếu khí mạnh làm cho hệ sợi khí sinh phát triển tốt. Sự sinh tr−ởng của NĐ9 cũng cần các nhân tố sinh tr−ởng là vitamin trong cao malt và cao nấm men nên trong môi tr−ờng ISP2 và ISP6 chúng sinh tr−ởng rất tốt.
4.3. Kiểm tra hoạt tính enzimcellulase của xạ khuẩn
Tôi đã tiến hành kiểm tra hoạt tính enzim ngoại bào của các chủng
Streptomyces phân lập bằng ph−ơng pháp chấm điểm trên môi tr−ờng Gause I có thay đổi nguồn C và N. Kết quả đ−ợc thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3. Hoạt tính cellulase của các chủng xạ khuẩn chi Streptomyces phân lập đ−ợc. Mức độ hoạt tính Yếu Trung bình Mạnh Rất mạnh Tổng Số chủng CMC BG CMC BG CMC BG CMC BG 37 2 0 8 7 17 18 10 12 100% 5.40% 0% 21.60% 18.92% 45.94% 48.65% 27.06% 32.43% Qua kết quả thu đ−ợc tôi thấy rằng: 100% chủng xạ khuẩn có khả năng sinh enzim cellulase đối với CMC và BG, chứng tỏ các chủng
Streptomyces phân lập đ−ợc có khả năng sinh cả enzim endo - glucanase (Cx) và exo - glucanase (C1).
Điều này có thể giải thích là do nguồn cacbon hữu cơ trong đất chủ yếu là cellulose tự nhiên, có mức độ kết tinh cao khó phân giải. Để thích ứng với điều kiện đó, xạ khuẩn chi Streptomyces trong đất đã phải thích nghi với hệ enzim t−ơng ứng là exo - glucanase tách những đơn vị cellobiose khởi đầu không khử của chuỗi cellobiose.
Tóm lại khả năng sinh enzym ngoại bào của các chủng xạ khuẩn chi
Streptomyces phân lập từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hoà là khá tốt.
Điều này giúp chúng tận dụng tốt nguồn dinh d−ỡng ngoài môi tr−ờng để sinh tr−ởng, phát triển. Đồng thời còn có ý nghĩa rất lớn về mặt sinh thái giúp cho việc phân huỷ nhanh các hợp chất khó tiêu thụ trong đất (xác thực vật, động vật…) thành các chất đơn giản dễ hấp thụ, làm nguồn thức ăn chính của nhiều loài động vật, thực vật.
Ch−ơng 5
KếT LUậN Vμ kiến ngh卯
1. Kết luận
Từ các mẫu đất lấy từ đất trồng trọt khu vực Xuân Hoà-Thị xã Phúc Yên- Tỉnh Vĩnh Phúc, chúng tôi đã tiến hành phân lập và tuyển chọn xạ khuẩn thu đ−ợc kết quả nh− sau:
a. Đã phân lập và tuyển chọn đ−ợc 37 chủng xạ khuẩn thuộc chi
Streptomyces
b. Nghiên cứu về đặc điểm hình thái và nuôi cấy của 4 chủng xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces dựa vào khả năng sinh tr−ởng, hình dạng khuẩn lạc, màu sắc HSKS, màu sắc HSCC.
c. Các chủng xạ khuẩn phân lập đ−ợc có khả năng sinh enzim ngoại bào khá tốt. Đặc biệt là khả năng phân giải cellulose mạnh (với CMC 17 chủng, với bột giấy(BG) là 18 chủng). Đây là một −u thế lớn của xạ khuẩn.
2. Kiến nghị
Qua quá trình nghiên cứu tôi xin đ−a ra một số kiến nghị sau:
- Tiếp tục nghiên cứu về thành phần loài và độ đa dạng của xạ khuẩn chi
Streptomyces nói riêng và các loài xạ khuẩn khác nói chung.
- Nghiên cứu thêm về khả năng sinh chất kháng sinh của xạ khuẩn chi
Streptomyces có trong đất trồng trọt nhằm tìm ra những loại kháng sinh quý của nhóm xạ khuẩn này.
- Tiếp tục nghiên cứu khả năng phân giải cellulose tự nhiên của các chi xạ khuẩn nhằm ứng dụng vào việc chế biến thức ăn gia súc, phân bón vi sinh cao cấp.
Tμi liệu tham khảo
1. Nguyễn Lân Dũng, 1997, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty, “Vi sinh vật
học”, nhà xuất bản Giáo dục, trang: 38-42.
2. Nguyễn Thành Đạt, 1999, “Cơ sở vi sinh vật học”, tập I, NXB Giáo dục, trang: 44-47, 67.
3. Kiều Hữu ảnh, 1999, “Giáo trình vi sinh vật học công nghiệp”, NXB khoa học và kĩ thuật Hà Nội, trang: 167-172.
4. Nguyễn Thành Đạt, Mai Thị Hằng, 2001, “Sinh học vi sinh vật”, nhà xuất bản Giáo dục, trang: 243-255.
5. Trần Khánh Ngọc, 2003, “Sơ bộ nghiên cứu một số Streptomyces có hoạt tính mạnh phân lập từ mẫu đất rừng ngập mặn huyện Thái Thụy tỉnh Thái Bình”, khoá luận tốt nghiệp, trang: 3-14, 21-24.
6. Phan Cự Nhân, Nguyễn Minh Công, Đặng Hữu Lanh, 1999, “Cơ sở di truyền học”, nhà xuất bản Giáo dục, trang: 99-135.
7. Nguyễn Thị Thu, 2005, “Nghiên cứu đặc điểm sinh học và khả năng sinh chất kháng sinh của một số chủng Streptomyces phân lập từ rừng ngập mặn Việt Nam”, luận văn tốt nghiệp, trang: 5-9, 14-16, 20-29, 37-62.
8. Vũ Hồng Kim, 1997, “ Nghiên cứu Streptomyces kháng sinh chống nấm nhóm polyen phân lập từ đất tỉnh Sơn La”, luận văn thạc sĩ sinh học, trang: 5- 30, 46-49.
9. Biền Văn Minh, 2002, “Nghiên cứu khả năng sinh chất kháng sinh của một số chủng xạ khuẩn phân lập từ đất Bình Trị Thiên”, luận văn tiến sĩ sinh học, trang: 3-14, 32-52.
10. V−ơng Trọng Hào, 1986, “Nghiên cứu một số chủng xạ khuẩn thuộc nhóm Hồng phân lập ở Việt Nam”, luận án phó tiến sĩ sinh học, trang: 23-54.
11. Nguyễn Lân Dũng, Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thanh Huyền, Lê Đình L−ơng, Đoàn Xuân M−ợu, Phạm Văn Ty, 1997, “Một số ph−ơng pháp nghiên cứu vi sinh vật”, trang: 325-347.