A. Cành bào tử nấm A13: 1: Cuống
4.1.2. Ảnh hưởng của tia UV và NTG đến khả năng sống sót của chủng nấm s ợi Aspergillus nigerA45
Đểsản xuất enzyme thương mại, enzyme của nấm sợi được ưa chuộng hơn cả vì enzyme được tạo ra bởi các chủng nấm sợi hiệu quả hơn so với từnấm men và vi khuẩn. Tuy nhiên, hầu hết các chủng dại mà có tiềm năng sửdụng trong q trình lên men cơng nghiệp bắt buộc phải cải tiến đểsựlên men có hiệu quả kinh tế. Đột biến là một công cụ thường được sửdụng 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 quả và khơng địi hỏi máy móc hay thiết bịphức tạp.
Đểnâng cao khả năng 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 từ 0 đến 180 phút nhằm tạo ra những dịng biến thểmới có khả năng sinh tổng hợp enzyme cao hơn so với chủng gốc.
1
2 3
Kết quả cho thấy, tia UV và NTG có ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng sống sót của các bào tửnấm do tia UV và NTG đã tạo nên các đột biến gây chết trên nấm sợi. Thời gian chiếu UV và xửlý NTG càng dài thì tỷlệsống sót của các bào tửcàng giảm. Số lượng bào tử ởthời điểm chưa xửlý (0 phút) là 107(bào tử/ml) sau đó giảm dần theo thời gian gây đột biến. Tỷlệ(%) sống sót của các bào tửchỉ còn 26,73% sau 30 phút, 3,82% sau 60 phút và 0,4% sau 90 phút. Sau 120 phút xử lý, tỷlệsống sót bào tửchỉvới 0,12%. Từsau 150 phút xử lý, lượng bào tửbịgây chết hồn tồn (Hình 4.2 và Hình 4.3).
Hình 4.2. Mối quan hệ giữa tỷ lệ (%) bào tử nấm A45.1 cịn 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 xửlý bằng tia UV, khoảng 90% lượng bào tửcủa A.nigerbịchết, chỉ cịn khoảng 10% sống sót. Kết quảnghiên cứu của Shafique & cs. (2011)cũng cho biết, tỷlệchết của các bào tửnấm Trichoderma viridetăng khi tăng thời gian chiếu tia UV. Xu hướng tương tự cũng được phát hiện từnghiên cứu này sau xửlý UV 90 và 120 phút, tỷlệsống sót cịn lại tương ứng là 0,4% và 0,12%. 0 20 40 60 80 100 0 30 60 90 120 150 180
A B C
D E F.
Hình 4.3. Các khuẩn lạc chủng Aspergillus nigerA45.1 sau xửlý 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 (tựnhiên) 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 chếcủa 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 thếcặp GC bằng cặp AT, một sốrất 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 dịng có nhiều đặc điểm tính trạng ưu việt hơn (Vũ Văn Hạnh & cs., 2012; Pathak & cs., 2015).