PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1.2. Ảnh hưởng của tia UV và NTG đến khả năng sống sót của chủng nấm s ợi Aspergillus niger A45
Để sản xuất enzyme thương mại, enzyme của nấm sợi được ưa chuộng hơn cảvì enzyme được tạo ra bởi các chủng nấm sợi hiệu quảhơn so với từ nấm men và vi khuẩn. Tuy nhiên, hầu hết các chủng dại mà có tiềm năng sử dụng trong quá trình lên men công nghiệp bắt buộc phải cải tiến để sự lên men có hiệu quả kinh tế. Đột biến là một công cụ thường được sử dụng để cải tiến chủng, được nhiều nhà khoa học sử dụng như một công cụ của kỹ thuật protein để đạt được những chủng có hiệu suất enzyme cao hoặc những đặc tính mong muốn. Gây đột biến bằng tia UV và hóa chất đã được sử dụng rộng rãi và phổ biến vì nó rất có hiệu quảvà không đòi hỏi máy móc hay thiết bị phức tạp.
Để nâng cao khảnăng sinh tổng hợp đa enzyme của chủng nấm sợi Aspergillus niger A45.1, tiến hành gây đột biến chủng bằng việc hòa tan bào tử vào dung dịch NTG và chiếu tia UV trong thời gian từ0 đến 180 phút nhằm tạo ra những dòng biến thể mới có khảnăng sinh tổng hợp enzyme cao hơn so với chủng gốc.
1
2 3 3
Kết quả cho thấy, tia UV và NTG có ảnh hưởng rõ rệt đến khảnăng sống sót của các bào tử nấm do tia UV và NTG đã tạo nên các đột biến gây chết trên nấm sợi. Thời gian chiếu UV và xử lý NTG càng dài thì tỷ lệ sống sót của các bào tử càng giảm. Số lượng bào tửở thời điểm chưa xử lý (0 phút) là 107 (bào tử/ml) sau đó giảm dần theo thời gian gây đột biến. Tỷ lệ (%) sống sót của các bào tử chỉ còn 26,73% sau 30 phút, 3,82% sau 60 phút và 0,4% sau 90 phút. Sau 120 phút xử lý, tỷ lệ sống sót bào tử chỉ với 0,12%. Từ sau 150 phút xửlý, lượng bào tử bị gây chết hoàn toàn (Hình 4.2 và Hình 4.3).
Hình 4.2. Mối quan hệ giữa tỷ lệ (%) bào tử nấm Aspergillus niger A45.1 còn sống sót và thời gian chiếu tia UV và xử lý NTG
Tia UV đã được chứng minh là có khả năng gây chết và gây đột biến ở nhiều loài sinh vật, bao gồm cả nấm. Theo nghiên cứu của Reddy & cs. (2017), sau 60 phút xử lý bằng tia UV, khoảng 90% lượng bào tử của A.niger bị chết, chỉ còn khoảng 10% sống sót. Kết quả nghiên cứu của Shafique & cs. (2011) cũng cho biết, tỷ lệ chết của các bào tử nấm Trichoderma viridetăng khi tăng thời gian chiếu tia UV. Xu hướng tương tựcũng được phát hiện từ nghiên cứu này sau xử lý UV 90 và 120 phút, tỷ lệ sống sót còn lại tương ứng là 0,4% và 0,12%. 0 20 40 60 80 100 0 30 60 90 120 150 180 B ào tử sốn g sót ( % )
A B C
D E F.
Hình 4.3. Các khuẩn lạc chủng Aspergillus niger A45.1 sau xử lý bởi tia UV và
NTG (A: 0 phút; B: 30 phút; C: 60 phút; D: 90 phút; E: 120 phút; F: 180 phút)
Tia UV có thể tạo ra đột biến giữa 2 vòng pyrimidine để tạo nên 2 liên kết dimer giữa chúng. Qua quá trình sao chép ADN, cặp GC, GC (tự nhiên) sẽ tạo thành cặp AT, AT (đột biến) sau khi bị chiếu tia cực tím (Pathak & cs., 2015). NTG là một trong những hóa chất gây đột biến được sử dụng phổ biến trong phát triển chủng công nghiệp hiện nay, đây là tác nhân gây đột biến hiệu quả cao nhất đối với vi sinh vật thuộc lớp alkyl hóa. Dạng alkyl hóa gây đột biến bằng cách thêm nhóm methyl hoặc nhóm ethyl trên các bazơ, ở đó tạo sự thay đổi khi kết cặp của các bazơ trên sợi DNA. Cơ chế của sự đột biến này là đột biến điểm, làm biến đổi bazơ gây ra sự kết cặp sai. Khoảng 90% các đột biến do NTG gây ra là các đột biến điểm, thay thế cặp GC bằng cặp AT, một số rất ít các trường hợp dẫn đến dịch chuyển khung đọc hoặc mất đoạn (Vũ Văn Hạnh & cs., 2012). Tia UV và NTG có khả năng tạo các đột biến ngẫu nhiên trên vật liệu di truyền, tạo ra nguồn nguyên liệu biến đổi di truyền quan trọng để chọn lọc thu nhận dòng có nhiều đặc điểm tính trạng ưu việt hơn (Vũ Văn Hạnh & cs., 2012; Pathak & cs., 2015).