Hiện nay, việc nghiên cứu và ứng dụng các đặc tính sinh học của xạ khuẩn vào các lĩnh vực đời sống rất được phổ biến. Việc nghiên cứu và ứng dụng này khơng chỉ mang lại lợi ích và hiệu quả cao về kinh tế mà cịn góp phần tối ưu hóa các quy trình sản xuất trong các ngành nông nghiệp, công nghiệp, y tế,…
1.5.1 Xạ khuẩn sinh tổng hợp các loại enzyme
Xạ khuẩn có khả năng sản sinh nhiều loại enzyme như: amylase, cellulase, protease, keratinase, xylanase…
Năm 2004 Yang C-H và cộng sự đã tìm ra chủng xạ khuẩn Thermobifida fusca NTU22 sản sinh α-amylase ứng dụng trong công nghệ sản xuất rượu bia [53].
Năm 2013 Nguyễn Phước Bảo Hoàng và Trần Thị Luyến đã phân lập và tuyển chọn được chủng xạ khuẩn Micromonospora VTCC-A-1787 sản sinh cellulase ứng dụng trong thủy phân rong để thu bột rong có chất lượng đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng và đảm bảo chỉ tiêu vi sinh vật dành cho thực phẩm yêu cầu gia nhiệt trước khi sử dụng.
Lê Thu Hiền và cộng sự (2012) đã phân lập và tuyển chọn được 10 dòng vi khuẩn và xạ khuẩn có khả năng đối kháng cao với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo vàng cà chua, dưa chuột. Hiệu quả ức chế nấm trong phịng thí nghiệm đạt 85-86%, hiệu quả ức chế bệnh héo vàng cà chua, dưa chuột trong nhà lưới đạt 65-67%, đồng thời các chủng này có khả năng sản sinh các enzyme ngoại bào có hoạt tính cao như: cellulase, chitinase và β- Glucanase [54].
Năm 2013 Vũ Văn Lợi, Nguyễn Văn Hiếu cùng cộng sự đã tìm ra chủng xạ khuẩn
Streptomyces chartreusis CP23X9 có khả năng sản sinh xylanase ứng dụng trong ngành
công nghiệp giấy.
1.5.2 Xạ khuẩn sinh tổng hợp kháng sinh và các hợp chất đối kháng
Hiện tượng kháng thuốc kháng sinh và sự gia tăng các loại bệnh là mối quan tâm lớn của cộng đồng. Do đó, việc nghiên cứu lựa chọn các tác nhân kháng khuẩn mới từ tự nhiên đang là ưu tiên hàng đầu của các nhà khoa học và các công ty dược phẩm trên thế giới. Cho đến nay, trên Thế giới và Việt Nam đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về khả năng đối kháng của vi sinh vật, trong đó xạ khuẩn là đối tượng được nghiên cứu rất nhiều và đã đạt được một số thành tựu nhất định.
Streptomycin được sinh tổng hợp từ Streptomyces griseus có khả năng kháng các vi khuẩn Gram dương, được sử dụng trong điều trị các bệnh như dịch hạch, ho gà và đặc biệt là bệnh lao [55]. Neomycin có nguồn gốc từ chủng xạ khuẩn Streptomyces fradiae, có khả năng kháng cả vi khuẩn Gram dương và Gram âm, đặc biệt là kháng được nhiều loại vi khuẩn kháng penicillin và streptomycin [56]. Gentamycin được sản xuất từ chủng Micromonospora purpurea có khả năng
đối kháng với vi khuẩn Gram dương như tụ cầu, phế cầu đã kháng lại penicillin và các loại vi khuẩn Gram âm như màng não cầu, lậu cầu. Trong y học hiện nay, Gentamycin chủ yếu dùng để điều trị các bệnh nhiễm Pseudomonas [57]. Erythromycin có nguồn gốc từ Streptomyces
erythreus, có phổ kháng rộng đối với các vi khuẩn Gram dương, được sử dụng trong điều trị
viêm phổi do Mycoplasma và viêm họng do liên cầu khuẩn gây ra [58]. Bên cạnh đó, Novobiocin
được sinh tổng hợp từ Streptomyces spheroides và Streptomyces niverus, có khả năng đối kháng với vi khuẩn Gram dương, đặc biệt là kháng các tụ cầu đã kháng penicillin và một số chất kháng sinh khác [59]…
Năm 1999, kháng sinh loposomal HA-92 có nguồn gốc từ xa khuẩn Streptomyces CDRLL- 312 có tác dụng ngăn chặn hiện tượng cholesterol, tăng sức đề kháng đối với các chất độc của chuột và có khả năng kháng nấm gây bệnh mạnh.
Năm 2002, chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. 201 được phân ập từ vùng đất của Ấn Độ có khả năng sinh kháng sinh mới là z-methylheptyl iso-nicotinate, chất kháng sinh này có khả năng kháng được nhiều loại nấm gây bệnh như Furasium oxysporum, Fusarium solina,... Năm 2007 tại Hàn Quốc, chất kháng sinh laidlomycin đã được thu nhận từ loại xạ khuẩn
Streptomyces sp. C684 có khả năng tiêu diệt những tụ cầu đã kháng methicillin và các cầu
khuẩn kháng vancomycin.
Ở Nhật Bản, một số loại thuốc kháng sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn được ứng dụng để bảo vệ thực vật đã được biết đến từ lâu như Blastisidin S sản xuất từ S. griserochromogenes,
Kausugamixin từ S. kasuganensis, Validamycin từ S. hygrocopycus chống bệnh khơ vằn rất có hiệu quả. Năm 2003, Yatakemycin đã được tách chiết từ xạ khuẩn Streptomyces sp. TP-A0356 bằng phương pháp sắc kí cột. Kháng sinh này có khả năng kiềm hãm sự phát triển của nấm
Aspergillus và Candida albicans và cịn có khả năng chống lại các tế bào ung thư [60].
Năm 2004, Đỗ Thu Hà đã nghiên cứu và tìm ra xạ khuẩn sinh kháng sinh chống nấm phân lập từ đất Quảng Nam và Đà Nẵng đã phân lập được 2 chủng xạ khuẩn là Streptomyces
nashvillensis QN-23 và Streptomyces globosus QN-24 có khả năng kháng các loại nấm
kiểm định là A. niger, P. oryzae, F. oxysporum . Năm 2006 Bùi Thị Việt Hà đã nghiên cứu và tìm ra chủng xạ khuẩn Streptomyces antimycoticus chống nấm Sclerotium rolfsii gây
bệnh mốc trắng ở cà chua, chủng Streptomyces diastatochromogenes chống bệnh lở cổ rễ và thối bắp do Rhizoctonia solani gây ra trên bắp cải, chủng Streptomyces hygroscopicus chống bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani) ở lúa với hiệu lực gần xấp xỉ validacin [8].
Năm 2013, Nguyễn Thanh Sơn và Lê Thị Thúy Ái đã công bố công đề tài “Phân lập và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn có khả năng sinh tổng hợp hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học tại vườn quốc gia Nam Cát Tiên và khu sinh thái Cam Ranh”. Trong báo cáo này,
các chủng vi sinh vật sử dụng để thử nghiệm hoạt tính sinh học bao gồm vi khuẩn (Escherichia coli, Bacillus subtilis) và nấm (Penicillum sp., Saccharomyces cerevisiae).
Kết quả của nghiên cứu là phân lập được 23 chủng xạ khuẩn có tiềm năng sản xuất hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học cao [61].
Năm 2013 Hồng Thị Hồng và Nguyễn Ngọc Phương đã phân lập và tuyển chọn được chủng xạ khuẩn có khả năng kháng nấm từ rừng ngập mặn Cần Giờ ứng dụng trong trồng trọt, kháng nấm trên các cây họ đậu, bầu bí, ngơ [62].
Năm 2014, Trịnh Thới An đã phân lập và tuyển chọn ra chủng xạ khuẩn có khả năng sản sinh chất kháng nấm Pythium sp. ứng dụng trong việc tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây cải xanh [17]. Cũng trong năm này, Nguyễn Thị Kim Cúc và cộng sự đã tiến hành phân lập vi sinh vật có khả năng đối kháng với nấm gây bệnh trên cây trồng từ đất và rễ tiêu bị bệnh. Kết quả là trong tổng số vi sinh vật phân lập được có 5 chủng xạ khuẩn đối kháng với nấm F. oxysporum, 6 chủng xạ khuẩn đối kháng với Phytophthora sp.. Ngoài ra, chúng cịn có khả năng kích thích sự phát triển của cây cà chua trong điều kiện phịng thí nghiệm [60].
Năm 2017, Nguyễn Văn Giang và cộng sự đã tiến hành sàng lọc và tuyển chọn được chủng xạ khuẩn VS18 có khả năng đối kháng cao với nấm Corynespora cassiicola gây bệnh vàng lá, rụng lá trên cây trồng từ 86 chủng xạ khuẩn ban đầu. Ngoài ra, chủng VS18 cịn có khả năng tổng hợp chitinase, cellulase và có khả năng đồng hóa nhiều nguồn carbon và nitrogen khác nhau [63].
Năm 2019, Liu, D. và cộng sự đã nghiên cứu khả năng đối kháng của chủng xạ khuẩn
Streptomyces sp. NEAU-S7GS2 với nấm Sclerotinia sclerotiorum gây bệnh trên cây trồng.
Kết quả đã chỉ ra rằng, chủng xạ khuẩn này có khả năng ức chế 99,1% tốc độ tăng trưởng của hệ nấm và sự nảy mầm của bào tử S. sclerotiorum. Đồng thời chủng xạ khuẩn này cũng được chứng minh là có khả năng làm giảm 77% bệnh ở rễ cây đậu nành mà còn thúc đẩy sự phát triển của cây đậu nành [64].