BÁO CÁO KHOA HỌC: ĐA DẠNG PHÂN TỬ CỦA BACILLUS THURINGIENSIS Ở CÁC TỈNH BẮC BỘ VÀ BẮC TRUNG BỘ

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, thiên nhiên phong phú và đa dạng. Các vùng trong lãnh thổ Việt Nam có sự khác biệt khá đậm nét về điều kiện khí hậu, vị trí địa lý, tạo nên sự đa dạng về chủng loại động vật, thực vật và vi sinh vật.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÁO CÁO KHOA HỌC: "ĐA DẠNG PHÂN TỬ CỦA BACILLUS THURINGIENSIS Ở CÁC TỈNH BẮC BỘ VÀ BẮC TRUNG BỘ"ĐA DẠNG PHÂN TỬ CỦA BACILLUSTHURINGIENSIS Ở CÁC TỈNH BẮC BỘ VÀ BẮCTRUNG BỘLa Thị Nga, Nguyễn Minh Dương, Trần Duy Minh,Trương Ba Hùng, Võ Thị ThứViện Công nghệ Sinh họcViệt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, thiênnhiên phong phú và đa dạng. Các vùng trong lãnh thổ ViệtNam có sự khác biệt khá đậm nét về điều kiện khí hậu, vịtrí địa lý, tạo nên sự đa dạng về chủng loại động vật, thựcvật và vi sinh vật.Những nghiên cứu đặt nền móng trong lịch sử phát triển Btlà sự phát hiện ngẫu nhiên ra loài Bacillus gây hại ấu trùngtằm [8]. Trong vòng 100 năm qua, những nghiên cứu về Btliên tục phát triển. Các chế phẩm Bt được sản xuất và sửdụng rộng rãi ở khắp các châu lục (châu Âu, Á, Mỹ,Phi…). Nhiều nước trên thế giới đã xây dựng và nghiêncứu tập đoàn Bt nhằm tìm hiều vai trò của Bt trong môitrường cũng như sự phân bố gen Cry và thu nhận nhữngchủng Bt có hoạt lực diệt côn trùng cao để đưa vào ứngdụng [1].Người ta cho rằng vùng đất nào nhiều côn trùng thì cũngxuất hiện nhiều Bt diệt côn trùng [1]. Điều kiện khí hậu củanước ta thích hợp cho nhiều loài côn trùng sinh trưởng vàphát triển vì vậy cũng hứa hẹn có một tập đoàn Bt phongphú và đa dạng về chủng loại cũng như gen Cry. Hai vùnglãnh thổ đặc hữu (vùng đồng bằng sông Hồng và BắcTrung Bộ) được chọn để nghiên cứu.Bài báo này trình bày kết quả phân lập Bt và sự xuất hiệngen Cry của một số chủng Bt ở hai vùng lãnh thổ trên.II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP1. Vật liệu Các mẫu đất, bùn và nước thu thập từ các tỉnh thành-thuộc đồng bằng sông Hồng và vùng Bắc Trung Bộ như:Hà Nội, Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Thái Bình, HảiDương, Hưng Yên, Ninh Bình, Thanh Hoá, Nghệ An,Quảng Bình và Huế. Các chủng chuẩn Bacillus thuringiensis israelensis-(B.t.i) 1884; Bacillus thuringiensis kurstaki (Btk); Bacillusthuringiensis tenebrionis (Btt).2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân lập Bacillus [7]- Phương pháp quan sát hình thái tế bào, bào tử, tinh thể-[4] Phương pháp xác định sự tồn tại của các gen Cry [2]- Phương pháp điện di protein [6]-III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN1. Phân lập Bacillus thuringiensisNước ta được đánh giá là nước có độ đa dạng sinh học rấtcao và mang tính điển hình cho vùng Đông Nam Á. Haivùng đặc hữu chịu ảnh hưởng của sự phân hoá theo địahình, yếu tố khí hậu và các đặc điểm về đất đai khác biệt(vùng đồng bằng sông Hồng và Bắc Trung Bộ) được chọnnghiên cứu. Trung bình mỗi tỉnh thu thập khoảng 30 mẫuthuộc các huyện khác nhau (bảng 1, 2).Trong số 185 mẫu đất, bùn thu thập ở Hà Nội, Hà Nam,Nam Định, Thái Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Ninh Bìnhđã phân lập được 920 chủng Bacillus với đặc điểm Gram+,hình que, bào tử không phình. Chỉ có 295 chủng trong sốđó có tinh thể hình tròn, tháp đôi, hình kim. Các chủngBacillus có tinh thể được phân loại thành loài Bacillusthuringiensis (Bt).Các mẫu lấy ở Thanh Trì (có sông Hồng chảy quanh) với tỉlệ Bacillus thuringiensis/Bacillus (Bt/Ba) chiếm 47%. Bêncạnh đó tỉnh Hưng Yên, các mẫu đất ở Tiên Lữ, Kim Động(đất vườn là chủ yếu) cho tỉ lệ Bt/Ba thấp nhất là 23%(24/98). Các tỉnh còn lại như Hà Tây, Hà Nam, Nam Định,Thái Bình, Hải Dương, Ninh Bình thu được tỉ lệ dao động20-40% Bt/Ba (bảng 1, 2). Bảng 1. Kết quả phân lập và sự phân bố mẫu tại các tỉnh đồng bằng sông HồngQua đó có thể nhận định rằng các đặc điểm địa hình củakhu vực lấy mẫu như: độ ẩm, độ phù sa, độ dinh dưỡng củađất, độ mùn, đất vườn, đất ruộng, đất ao… có khả năng ảnhhưởng đến tỉ lệ Bt nhận được. Mặc dù Bt có trong hầu hếtcác mẫu thu được nhưng số lượng và đặc điểm của từngchủng phụ thuộc nhiều yếu tố mà đặc điểm của địa hình lấymẫu rất quan trọng. Điều này cũng được chứng minh quanghiên cứu vùng đồng bằng Bắc Trung Bộ.Vùng Bắc Trung Bộ có những nét thay đổi rõ rệt về thờitiết. Mùa khô kéo dài, chịu ảnh hưởng của gió tây nóng, khíhậu mang tính chuyển tiếp, đất đai khô cằn, độ ẩm thấp,dinh dưỡng nghèo nàn, chủ yếu là cồn cát, nghèo mùn,nghèo đạm.Trong 118 mẫu đất, bùn từ 4 tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An,Quảng Bình và Huế, chúng tôi thu được 168 chủng Bt trêntổng số 559 chủng Bacillus. Bảng 2. Kết quả phân lập và sự phân bố mẫu tại các tỉnh đồng bằng Bắc Trung BộSo với vùng đồng bằng Bắc Bộ, tỷ lệ Bacillus của các mẫuthu được ở vùng Bắc Trung Bộ ít hơn và tỷ lệ Bt/Ba cũngkém hơn. Có thể cho rằng khu hệ Bacillus và Bt bị ảnhhưởng bởi điều kiện khí hậu và dinh dưỡng của đất.2. Sự đa dạng về hình thái tinh thểBt có trong các mẫu đất ruộng, đất vườn, bùn nước ao hồ…Hình dạng tinh thể (một trong những đặc điểm quan trọngđể phân loại Bt thành loài phụ) rất đa dạng. Phần lớn cácchủng Bt phân lập có dạng tinh thể hình tháp đôi (hình 1),một số hình cầu (hình 2) và một số chủng có tinh thể vớicác hình dạng khác nhau. Quan sát hình dạng tinh thể củacác chủng Bt phân lập ở các địa phương cũng cho phép dựđoán về sự đa dạng của chúng.Hình 1. Tế bào dinh dưỡng, bào tử, tinh thể hình tháp đôi của chủng Bacillus thuringiensis TH16 Hình 2. Tế bào dinh dưỡng, bào tử, tinh thể hình tròn của chủng Bacillus thuringiensis QB113. Sự đa dạng gen CryĐể xác định sự tồn tại gen Cry trong các chủng Bt phân lập,chúng tôi sử dụng kỹ thuật PCR với các cặp mồi được thiếtkế từ gen Cry1 (mã hoá protein diệt côn trùng bộ cánhvẩy), gen Cry 3 (mã hoá protein diệt côn trùng cánh cứng)và Cry4 (mã hoá protein diệt côn trùng hai cánh). Cácchủng Bt mang gen Cry nào thì ADN của chúng bắt cặp vớicặp mồi đặc hiệu với gen đó.Cho tới nay có hàng trăm gen Cry đã được công bố, tuynhiên hầu hết mối quan tâm đều tập trung vào nhóm genCry1 , Cry 3 , Cry4. Các chủng mang gen Cry 1 sẽ nhậnđược sản phẩm PCR: 490bp và 980bp; các chủng mang genCry 4 sẽ nhận được sản phẩm PCR: 690bp và 1290bp còncác chủng mang gen Cry 3 sẽ nhận ...