phân giải tinh bột của các chủng vi sinh vật nội sinh
4.1.1.1. Đánh giá khả năng tổng hợp IAA của các chủng vi sinh vật nội sinh
IAA là một trong số những kích thích tố làm tăng chiều dài rễ, tăng thể tích rễ và số lượng rễ. Những vi sinh vật nội sinh có khả năng tổng hợp IAA giúp tăng khả năng hấp thu khoáng chất và nước, nhờ đó làm tăng khả năng sinh trưởng và phát triển cũng như tăng năng suất của cây (Okon và Kapulnik, 1986). Ngoài ra, chúng còn giúp cho cây chống chịu được điều kiện khô hạn. Vì vậy khả năng sinh IAA là một chỉ tiêu quan trọng khi đánh giá hoạt tính sinh học của các chủng vi sinh vật nội sinh. Để tuyển chọn những chủng vi sinh vật nội sinh có hoạt tính sinh học cao, nghiên cứu đã tiến hành khảo sát khả năng tổng hợp IAA, phân giải xenlulo, khả năng phân giải lân. Kết quả đánh giá được trình bày ở Bảng 4.1.
Các chủng vi sinh vật nội sinh tuyển chọn được trong nghiên cứu này đều có khả năng tổng hợp IAA khá cao. Nồng độ IAA tổng hợp được của các chủng này nằm trong khoảng từ 2,311 đến 103,241µgIAA/ml. Chủng 8RCCH2 có khả năng sinh IAA ở mức cao nhất đạt 103,241 µgIAA/ml.
Kết quả nghiên cứu cho thấy trong 40 chủng giống vi sinh vật đã được tuyển chọn có 38 chủng có nồng độ IAA lớn hơn vi khuẩn nội sinh H4 ở nghiên cứu của Nguyễn Thị Thu Hà (2009) phân lập (chỉ đạt từ 5,84 đến 39,64µg/ml) và chủng KL39a của Cao Ngọc Diệp (2015) chỉ đạt 5,741 µg/ml. Chủng 8RCCH2
phân lập được trong nghiên cứu này có khả năng tổng hợp IAA lên tới 103,241 µg/ml, gấp 17,98 lần chủng KL39a. Theo một nghiên cứu của của Trần Thanh Phong (2012) chủng VSV có khả năng tổng hợp IAA cao nhất là 98,54 µg/ml (chủng Burkholderia5), thấp hơn 1,048 lần so với khả năng tổng hợp IAA của chủng 8RCCH2 trong nghiên cứu này.
Hàm lượng IAA mà các chủng VSV này tổng hợp được cũng tương đương với nghiên cứu của Ozaktan và đồng sự: 30% các chủng nội sinh trên cây dưa chuột phân lập được sinh IAA đạt từ 20-125 µg/ml và cao hơn so với nghiên cứu của Amresan với hàm lượng từ 12,7-67,5µg/ml.
Bảng 4.1. Khả năng tổng hợp IAA của các chủng vi sinh vật nội sinh STT Kí hiệu VSV Hàm lượng IAA (µg/ml) STT Kí hiệu VSV Hàm lượng IAA (µg/ml) 1 8RCCH2 103.241 21 6RN2 21.314 2 7TCCH 99.241 22 6TDC1 17.150 3 8RCCH1 89.29 23 6LMT 17.135 4 8TCCH 79.526 24 3TCCH1 16.451 5 6TCCH1 66.740 25 6LN2 16.13 6 7RCCH 66.365 26 7LDC3 15.892 7 6RCCH 56.250 27 6RN1 15.355 8 6LDC2 56.101 28 3RN2 14.870 9 3TCC 42.168 29 3RDC2 13.925 10 6TN1 36.159 30 6RN4 13.090 11 8LCCH 35.538 31 7RN1 12.512 12 6TDC3 32.020 32 6LDC3 12.450 13 3RMT 31.480 33 3LMT2 12.038 14 7RCC3 30.160 34 6TCCH2 12.027 15 3TMT2 29.437 35 6RN3 11.806 16 3TN1 29.130 36 3LDC 11.325 17 7TCC1 28.045 37 6RCC2 6.196 18 7LCCH2 27.301 38 7RX 4.565 19 6TDC2 26.425 39 10NS8 3.130 20 3TCCH2 22.149 40 1LX 2.311
4.1.1.2. Đánh giá khả năng phân giải lân của các chủng vi sinh vật nội sinh
Photpho là nguyên tố dinh dưỡng rất quan trọng cho cây trồng. Cây trồng chỉ có thể hấp thu 5 - 25% lượng lân được bón, số còn lại bị đất giữ lại dưới dạng hấp phụ hoặc cố định. Vi sinh vật phân giải lân là các vi sinh vật có khả năng chuyển hóa hợp chất photpho khó tiêu thành dạng dễ tiêu cho cây trồng sử dụng. Vi sinh vật phân giải lân có khả năng chuyển hóa các hợp chất photphatse trong đất từ dạng khó tiêu sang dạng dễ tiêu giúp cây trồng hấp thụ tốt hơn, ngoài ra những vi sinh vật có khả năng phân giải chuyển hóa lân vừa có khả năng tạo các chất dinh dưỡng dễ tiêu cho cây, sinh tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật đồng thời cũng có khả năng ức chế một số vi sinh vật gây bệnh vùng rễ cây trồng.
Trong 40 chủng vi sinh vật nội sinh đã được tuyển chọn có 30 chủng tạo vòng sáng trong suốt xung quanh khuẩn lạc thể hiện cho khả năng phân giải và chuyển hóa lân. Kết quả đánh giá được trình bày ở bảng 4.1.
Các chủng có khả năng phân giải lân không giống nhau trong đó có: - 17 chủng có vòng phân giải lân ≤ 0.3cm
- 10 chủng có vòng phân giải nằm trong khoảng 0,4 – 0,8cm
- 3 chủng có vòng phân giải lân lớn nhất nằm trong khoảng 0,9 – 1,5cm bao gồm: 6RCC2; 6TCCH1; 6TCCH2. Trong đó chủng 6TCCH1 thể hiện khả năng phân giải lân cao nhất với đường kính vòng sáng là 1,5cm.
Kết quả nghiên cứu của Phạm Văn Toản (2014) đã tuyển chọn được chủng B17 từ đất có đường kính vòng phân giải lân 1,4 cm. So với chủng B17 thì có 02 chủng vi sinh vật nội sinh đang được nghiên cứu có khả năng phân giải lân tương đương hoặc gần tương đương, trong đó chủng 6TCCH1 có đường kính vòng phân giải lân cao hơn 0,1cm so với chủng B17. Các chủng VSV nội sinh này có khả năng phân giải lân tốt hơn so với các chủng trong nghiên cứu của Ozaktan và đồng sự: 29% các chủng nội sinh nghiên cứu có vòng phân giải lân với đường kính từ 0,1-0,9cm. Tuy nhiên, nghiên cứu của El – Deeb và cộng sự đã phát hiện ra các chủng có khả năng phân giải lân rất cao, đường kính vòng phân dải lên đến 2,8cm, các chủng này thuộc các chi Planococcus, Micrococcus, Bacillus, Methylococcus,Acinetobacter, Acetobacter.
Bảng 4.2. Kết quả khả năng phân giải lân của VSV nội sinh
STT Kí hiệu VSV Đường kính vòng phân giải (cm) STT Kí hiệu Đường kính vòng phân giải (cm)
1 6TCCH1 1.5 21 7RCC3 0.3 2 6TCCH2 1.1 22 7RN1 0.3 3 6RCC2 0.9 23 8TCCH 0.3 4 7TCCH 0.8 24 1LX 0.2 5 7LDC3 0.7 25 3RMT 0.2 6 7LCCH2 0.6 26 6LDC3 0.2 7 8RCCH2 0.6 27 6LN2 0.2 8 10NS8 0.6 28 6RN1 0.2 9 7RX 0.5 29 7RCCH 0.2 10 8RCCH1 0.5 30 3RN2 0.1 11 6RN2 0.4 31 3LMT2 - 12 6TDC2 0.4 32 3RDC2 - 13 8LCCH 0.4 33 3TCC - 14 3LDC 0.3 34 3TCCH1 - 15 3TMT2 0.3 35 3TCCH2 - 16 6LMT 0.3 36 3TN1 - 17 6RN3 0.3 37 6LDC2 - 18 6TDC1 0.3 38 6RCCH - 19 6TDC3 0.3 39 6RN4 - 20 6TN1 0.3 40 7TCC1 -
Ghi chú ( - ) : không thể hiện hoạt tính phân giải
4.1.1.3. Đánh giá khả năng phân giải Xenlulo của các chủng vi sinh vật nội sinh
Xenlulo là một trong những thành phần chủ yếu của thực vật. Xenlulozơ là hợp chất khá bền vững nên cơ chế phân giải chúng rất phức tạp đòi hỏi một phức hệ enzyme tham gia. Tuy vậy trong 40 chủng vi sinh vật nội sinh đã được tuyển chọn có 35 chủng có khả năng phân giải xenlulozơ với đường kính vòng phân giải đo được từ 0,2 – 3,4 cm chiếm 87,5% (bảng 4.3). Khả năng phân giải xenlulozơ không đồng đều giữa các chủng, cụ thể:
- 5 chủng có vòng phân giải xenlulozơ ≥ 3cm. (3RDC2, 3RMT, 3TMT2, 6RCC2, 6TN1).
- 19 chủng có vòng phân giải nằm trong khoảng 2 – 2,9cm. - 4 chủng có vòng phân giải nằm trong khoảng 1 – 1,9cm. - 7 chủng có vòng phân giải < 1cm.
Bảng 4.3. Kết quả khả năng phân giải xenlulozơ của VSV nội sinh STT Kí hiệu VSV Đường kính vòng phân giải (cm) STT Kí hiệu Đường kính vòng phân giải (cm)
1 3TMT2 3.4 21 1LX 2.3 2 3RDC2 3.3 22 3TCC 2.3 3 3RMT 3.2 23 6TDC2 2.3 4 6RCC2 3.0 24 6TDC3 2.2 5 6TN1 3.0 25 6RN2 1.9 6 6LN2 2.8 26 6LDC2 1.4 7 6RN4 2.7 27 3RN2 1.2 8 3LDC 2.6 28 7LDC3 1.1 9 6LDC3 2.6 29 7RCCH 0.9 10 6TDC1 2.6 30 6TCCH1 0.8 11 7RN1 2.6 31 7TCC1 0.8 12 3LMT2 2.5 32 7TCCH 0.5 13 3TN1 2.5 33 8TCCH 0.4 14 6LMT 2.5 34 7LCCH2 0.2 15 6RN1 2.5 35 8RCCH2 0.2 16 6TCCH2 2.5 36 3TCCH1 - 17 6RCCH 2.4 37 3TCCH2 - 18 6RN3 2.4 38 8LCCH - 19 7RCC3 2.4 39 8RCCH1 - 20 7RX 2.4 40 10NS8 -
Kết quả nghiên cứu cho thấy có 16 chủng VSV (tương đương 40% số chủng phân lập được) có đường kính vòng phân giải Xenlulozơ lớn hơn 2,4cm. Trong khi đó, kết quả nghiên cứu của Bộ môn Công nghệ sinh học – Viện Công nghệ sinh học và Môi trường, Đại học Nha Trang (2013) chỉ có 4/16 chủng VSV phân lập được có khả năng phân giải xenlulo, trong đó chỉ có 4 chủng có vòng phân giải lớn là VK4, N3, N4 và XK4 (đạt từ 2,4 – 3,5 cm).
Ngoài ra, kết quả nghiên cứu cho thấy vòng phân giải của các chủng VSV này còn cao hơn rất nhiều so với nghiên cứu của El-Deeb và cộng sự: vi khuẩn nội sinh cây hoa hồng có 3/6 chủng sản sinh enzym Cellulose với đường kính vòng phân giải chỉ từ 0,2-0,6cm.
4.1.1.4. Đánh giá khả năng phân giải tinh bột của các chủng vi sinh vật
Tinh bột là thành phần chính trong củ, quả, hạt của cây trồng. Vì vậy, những chủng vi sinh vật nào có khả năng phân giải tinh bột thì sẽ dễ dàng xâm nhập vào tế bào thực vật để sống nội sinh và tạo dinh dưỡng cho cây trồng.
Kết quả đánh giá khả năng phân giải tinh bột của các chủng vi sinh vật nội sinh được trình bày ở bảng 4.4.
Bảng 4.4. Kết quả phân giải vòng tinh bột của VSV nội sinh STT Kí hiệu Đường kính vòng
phân giải (cm) STT Kí hiệu
Đường kính vòng phân giải (cm) 1 6LN2 2,1 21 3TMT2 0,2 2 6TCCH1 2,0 22 6LDC2 0,1 3 7LDC3 1,8 23 3RDC2 - 4 6TCCH2 1,2 24 3RMT - 5 7RCC3 1,2 25 3TN1 - 6 10NS8 1,2 26 6LDC3 - 7 3LDC 1,1 27 6RCC2 - 8 3TCCH1 0,8 28 6RCCH - 9 7LCCH2 0,7 29 6RN1 - 10 7RN1 0,7 30 6RN2 - 11 7RCCH 0,6 31 6RN3 - 12 3TCC 0,5 32 6RN4 - 13 6TDC3 0,4 33 6TDC1 - 14 3LMT2 0,3 34 7TCC1 - 15 6LMT 0,3 35 7TCCH - 16 6TDC2 0,3 36 8LCCH - 17 6TN1 0,3 37 8RCCH1 - 18 7RX 0,3 38 8RCCH2 - 19 3RN2 0,2 39 8TCCH - 20 3TCCH2 0,2 40 1TX -
Từ bảng số liệu cho thấy có 22 trong số 40 chủng vi sinh vật nội sinh có khả năng phân giải tinh bột (chiếm 55%). Đường kính vòng phân giải tinh bột của các chủng vi sinh vật nội sinh nằm trong khoảng 0,1 – 2,1cm. Trong đó, có 12 chủng có đường kính phân giải tinh bột đạt trên 0,5cm (3LDC, 3TCC, 3TCCH1, 6TCCH1, 6TCCH2, 6LN2, 7LCCH2, 7LDC3, 7RCC3, 7RCCH, 7RN1, 10NS8), đặc biệt 2 chủng 6TCCH1 và 6LN2 có hoạt tính phân giải tinh bột cao nhất (đạt >= 2cm).
So với các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy tinh bột được phân lập bởi Nguyễn Hữu Hiệp (2012) thì hoạt tính phân giải tinh bột của các chủng này gần tương đương. Chủng VK10 của Nguyễn Hữu Hiệp có vòng phân giải tinh bột cao nhất là 1,6cm thì 2 chủng 6TCCH1 và 6LN2 trong nghiên cứu này có khả năng phân giải tinh bột tốt hơn (vòng phân giải đạt 2cm và 2,1cm lớn hơn 0,4cm) nên có tiềm năng ứng dụng vào sản xuất chế phẩm vi sinh.
Hầu hết các chủng có vòng phân giải tinh bột đều có hoạt tính sinh học cao thể hiện ở các chỉ tiêu đánh giá ở trên, vì vậy các chủng này đều có thể được tuyển chọn để sản xuất chế phẩm vi sinh.
Như vậy, trong số 40 chủng được tuyển chọn có:
- 17 chủng có đầy đủ cả 4 hoạt tính phân giải xenlulo, tinh bột, phân giải lân và khả năng sinh IAA.
- 6 chủng 6TCCH1; 7TCCH; 7RCCH; 8TCCH; 8RCCH1; 8RCCH2 có khả năng sinh IAA cao nhất.
- 3 chủng 6TCCH1; 6TCCH2; 6RCC2 có khả năng phân giải lân cao nhất. - 3 chủng 3RMT; 3TMT2; 6RCC2 có khả năng phân giải xenlulo tốt nhất. - 5 chủng 3LDC;6TCCH1;6TCCH2; 7LDC3; 7RCC3 có khả năng phân giải tinh bột tốt nhất.