Phần 4 Kết quả và thảo luận
4.2. Kết quả tuyển chọn và nghiên cứu đặc điểm sinh học của các chủng
4.2.3. Đặc điểm sinh lý – sinh hóa
4.2.3.1 Xạ khuẩn
a. Khả năng sử dụng nguồn cacbon
Các hợp chất cacbon có ý nghĩa hàng đầu trong sự sinh trưởng và hình thành CKS ở xạ khuẩn. Đối với nhiều chủng xạ khuẩn, nguồn cacbon thích hợp là tinh bột. Tuy nhiên, có chủng thì sử dụng tốt các loại đường đơn như glucose, fructose có chủng sử dụng tốt loại đường đơi như saccarose, maltose.
Để đánh giá khả năng đồng hóa các nguồn cacbon khác nhau, tiến hành ni chủng 116 trên mơi trường ISP-9 có bổ sung các nguồn cacbon khác nhau với nồng độ 1%. Mơi trường ISP-9 có bổ sung 1% đường D-Glucose được coi là đối chứng dương. Kiểm tra kết quả sau 7 ngày nuôi cấy.
Dựa trên các mức đánh giá khả năng sinh trưởng của ISP (1966) và của Nguyễn Lân Dũng (1972) để đánh giá sự sinh trưởng của chủng 116 theo các mức sau:
- Có thể sử dụng nguồn carbon (+): khi xạ khuẩn phát triển trên MT cacbon kiểm tra nhưng mà yếu hơn khi phát triển trên MT đối chứng (+) chứa glucose.
- Sử dụng mạnh nguồn carbon (++): khi xạ khuẩn phát triển trên MT cacbon kiểm tra bằng hoặc mạnh hơn trên MT đối chứng (+) chứa glucose.
- Sử dụng rất mạnh nguồn cacbon (+++): khi xạ khuẩn phát triển trên MT cacbon kiểm tra mạnh hơn rất nhiều so với trên môi trường đối chứng (+) chứa glucose.
Kết quả được thể hiện ở bảng 4.6 sau:
Bảng 4.6. Khả năng sử dụng các nguồn cacbon khác nhau của chủng xạ khuẩn 116
Nguồn cacbon Khả năng sử dụng
Dextrin ++ Maltose ++ Lactose ++ Fructose + Saccarose ++ Xylose +
Tùy từng chủng xạ khuẩn khác nhau mà khả năng đồng hóa các nguồn cacbon khác nhau, có chủng sử dụng tốt các loại đường đơn, có loại sử dụng tốt đường đơi. Qua bảng 4.5 nhận thấy chủng 116 có khả năng sử dụng nguồn cacbon từ nhiều nguồn đường khác nhau. Chủng xạ khuẩn 116 có khả năng sử dụng nguồn đường Dextrin, Maltose, Lactose, Saccarose tốt tương đương với nguồn Glucose. Các nguồn đường Fructose, Xylose có khả năng sử dụng nhưng kém hơn so với nguồn đường D-Glucose.
D-Glucose Maltose D-Lactose
Xylose Fructose Saccarose
Dextrin
Hình 4.15. Khả năng sử dụng một số nguồn cacbon của chủng xạ khuẩn 116
b. Khả năng sử dụng nguồn nitrogen
cơ thể sống nào trên Trái Đất. Nó là thành phần chính trong tất cả amino axit, cũng như liên kết với protein, và có mặt trong các chất cơ bản cấu thành nên các acid nucleic như ADN và ARN.
Trong môi trường nuôi cấy, nguồn nitrogen đóng vai trị là thành phần nguyên liệu cho sự tổng hợp các sản phẩm của tế bào, ngoài ra các hợp chất chứa nitrogen cịn giúp tế bào thực hiện q trình trao đổi chất và điều hịa q trình chuyển hóa. Tuy nhiên, nguồn nitrogen có mặt ở rất nhiều các hợp chất cũng như nguyên vật liệu khác nhau và khả năng mà sinh vật sử dụng nitrogen từ các nguồn khác nhau là không giống nhau. Vậy để đánh giá khả năng sử dụng nitrogen của chủng 116, tôi tiến hành nuôi cấy chủng 116 trên môi trường Starch Nitrate với nguồn nitrogen NaNO3 được thay thế bằng các nguồn khác nhau như: Pepton; (NH4)2SO4; NH4Cl; NH4NO3. Môi trường Starch Nitrate không bổ sung NaNO3 được xem là đối chứng âm và có bổ sung NaNO3 được xem là đối chứng dương.
Dựa trên các mức đánh giá của Nguyễn Lân Dũng (1972) để đánh giá khả năng sử dụng nitrogen theo các mức như sau:
(+): Sinh trưởng mạnh bằng hoặc kém hơn đối chứng dương một chút – Có khả năng sử dụng nguồn nitrogen đó.
(++): Sinh trưởng mạnh hơn đối chứng dương rất nhiều – Sử dụng tốt nguồn nitrogen đó.
(-): Sinh trưởng bằng đối chứng âm hoặc không mọc – Khơng có khả năng sử dụng nguồn nitrogen đó.
Khả năng sử dụng nguồn nitrogen cũng thay đổi theo các ngày nuôi cấy khác nhau. Quan sát khả năng sinh trưởng của chủng xạ khuẩn sau 5 ngày nuôi cấy ở nhiệt độ 30°C.
Kết quả được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 4.7. Khả năng sử dụng các nguồn nitrogen khác nhau của chủng xạ khuẩn 116
Nguồn nitrogen Khả năng sử dụng
NH4Cl +
Pepton ++
(NH4)2SO4 ++
NH4NO3 +
Chú thích: (+): Có khả năng sử dụng nguồn nitrogen
(++): Sử dụng tốt nguồn nitrogen (-): Khơng có khả năng sử dụng nguồn nitrogen
Qua đây, có thể thấy chủng xạ khuẩn 116 có thể sử dụng tốt nguồn nitrogen từ cả nguồn vô cơ như NH4Cl và hữu cơ như pepton. Trong đó, nguồn nitrogen từ (NH4)2SO4 , pepton chủng xạ khuẩn 116 sinh trưởng tốt nhất.
c. Khả năng chịu muối của chủng xạ khuẩn 116
Nồng độ muối ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của xạ khuẩn. Để khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ muối, tiến hành nuôi cấy chủng 116 trên mơi trường Gause-1 có bổ sung các nồng độ muối NaCl từ 1% - 9%. Quan sát kết quả sau 5 ngày ni cấy.
Hình 4.16. Kết quả kiểm tra ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự sinh trưởng của chủng xạ khuẩn 116
Kết quả cho thấy nồng độ muối có ảnh hưởng rõ rệt đến chủng xạ khuẩn 116, nồng độ muối tăng thì khả năng sinh trưởng của chủng 116 có giảm dần. Chủng xạ khuẩn 116 có thể sinh trưởng được trên mơi trường có nồng độ muối từ 1% - 6% và sinh trưởng tốt ở nồng độ muối từ 1% - 4%.
d. Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng của chủng xạ khuẩn 116
Nồng độ ion hydro có quan hệ chặt chẽ đối với sự phát triển của vi sinh vật. Mỗi loại vi sinh vật có một phạm vi pH khác nhau. pH là số logarit âm của nồng độ ion hydro.
pH = - logarit CH+
Các vi sinh vật sống trong đất, trong nước vì thích nghi với điều kiện biến động mạnh mẽ của pH nên có một phạm vi pH sinh trưởng khá rộng. Trong khi đó các vi khuẩn kí sinh vì sống trong điều kiện ít biến động của cơ thể vật chủ
nên phạm vi pH sinh trưởng khá hẹp. Mỗi loại vi sinh vật có 3 giới hạn pH đó là: + pH thấp nhất (pH thấp nhất mà tại đó xạ khuẩn vẫn sinh trưởng được) + pH thích hợp (pH mà tại đó xạ khuẩn sinh trưởng tốt nhất)
+ pH cao nhất (pH cao nhất mà tại đó xạ khuẩn vẫn sinh trưởng được) Sự sinh trưởng, phát triển và tổng hợp các hợp chất của xạ khuẩn ảnh hưởng rất nhiều bởi pH của môi trường, để điều chỉnh pH của môi trường này được gọi là trao đổi chất thích ứng. Nghiên cứu sự ảnh hưởng này, tôi tiến hành nuôi cấy 116 trên môi trường Gause-1 ở các pH thay đổi từ 5 – 10. Kết quả thể hiện ở hình 4.17 sau:
Hình 4.17. Kết quả kiểm tra ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của chủng xạ khuẩn 116
Kết quả cho thấy chủng xạ khuẩn 116 có khả năng sinh trưởng trên mơi trường có dải pH rộng từ 5 - 10 và tốt nhất ở pH từ 8-10.
e. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng của chủng xạ khuẩn 116
Các loài vi sinh vật khác nhau bị ảnh hưởng bởi các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Cũng giống như ở điều kiện pH mà chia thành 3 giới hạn nhiệt độ: nhiệt độ thấp nhất, nhiệt độ thích hợp và nhiệt độ cao nhất.
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng tác động đến các hoạt động sống của tế bào đặc biệt là khả năng sinh tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học.
Các lồi vi sinh vật khác nhau có q trình sinh lý khác nhau, do đó việc xác định nhiệt độ sinh trưởng tối ưu cho chúng là cần thiết trong nuôi cấy. Vì vậy, tơi tiến hành ni cấy chủng 116 trên môi trường Gause-1 và để ở các nhiệt độ khác nhau: 4oC, 20°C, 30°C, 37°C, 40°C và 50°C.
Kết quả được thể hiện dưới hình 4.18 sau:
4oC 20°C
40oC 50OC
Hình 4.18. Khả năng sinh trưởng của chủng xạ khuẩn 116 ở các nhiệt độ,20,30,37, 40 và 50°C
Kết quả cho thấy chủng xạ khuẩn 116 có thể sinh trưởng ở ngưỡng nhiệt độ từ 20°C - 50°C. Và sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt độ từ 30°C - 40°C.
4.2.3.2. Vi khuẩn
a) Ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng phát triển của vi khuẩn
Như đã trình bày về sự ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng của vi sinh vật nói chung ở phần trên, chúng tối tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của pH tới sinh trưởng của vi khuẩn. Nghiên cứu sự ảnh hưởng này, tôi tiến hành nuôi cấy KCO3 và GL01 trên môi trường LB ở các pH thay đổi từ 5 – 7.5, nuôi khuẩn 2 ngày. Kết quả thể hiện ở hình 4.19.
a b
Hình 4.19. Ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng của vi khuẩn
Kết quả cho thấy cả 2 chủng khuẩn đều phát triển tốt trong dải pH5-7.5. Phát triển mạnh nhất trong khoảng pH5.5-6.5
b) Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng của vi khuẩn
Nhiệt độ cũng là yếu tố rất quan trọng đến sự phát triển của vi khuẩn. Các lồi vi sinh vật khác nhau có q trình sinh lý khác nhau, do đó việc xác định nhiệt độ sinh trưởng tối ưu cho chúng là cần thiết trong nuôi cấy hay các thí nghiệm lây nhiễm, đối kháng thực tiễn khác. Vì vậy, tơi tiến hành nuôi cấy 2 chủng vi khuẩn KCO3 và GL01 trên môi trường LB và để ở các nhiệt độ khác nhau: 13oC, 20°C, 27°C,31°C, 37°C, 40°C.
Và nuôi cấy trong 2 ngày, quan sát và thu kết quả:
Hình 4.20. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của vi khuẩn Vi khuẩn KCO3 và GL01 đều phát triển mạnh trong khoảng nhiệt độ 27- Vi khuẩn KCO3 và GL01 đều phát triển mạnh trong khoảng nhiệt độ 27- 40oC , khó phát triển ở nhiệt độ thấp.