Đặc điểm sinh hóa của một số chủng vi khuẩn gram dương chịu nhiệt phân lập từ dạ cỏ dê

Bài viết nhằm đánh giá các đặc điểm sinh hóa của 20 chủng Gram dương, hình que phân lập từ dạ cỏ dê để có hướng sử dụng trong sản xuất phân bón cây trồng. Kết quả khảo sát cho thấy các chủng đều có khả năng sinh enzyme ngoại bào như amylase, protease và cellulase.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đặc điểm sinh hóa của một số chủng vi khuẩn gram dương chịu nhiệt phân lập từ dạ cỏ dê ĐẶC Đ ỂM SINH HÓA CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN GRAM DƯƠNG CHỊU NHIỆT PHÂN LẬP TỪ DẠ CỎ DÊ Lê Hoàng Huy*, Võ Thị Thu Ngọc, Diệp Tấn Lộc, Nguyễn Kiều Minh Tài, Đỗ Thị Kim Huệ * Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai TÓM TẮT Bài báo nhằm đánh giá các đặc điểm sinh hóa của 20 chủng Gram dương, hình que phân lập từ dạ cỏ dê để có hướng sử dụng trong sản xuất phân bón cây trồng. Kết quả khảo sát cho thấy các chủng đều có khả năng sinh enzyme ngoại bào như amylase, protease và cellulase. Trong đó chủng 161 có khả năng sinh amylase và protease mạnh có tiềm năng để sử dụng tăng cường quá trình ủ thức ăn thừa, chủng 151 sinh enzyme cellulase mạnh có thể khai thác để tăng cường quá trình ủ compost. Từ khóa: dạ cỏ dê, vi khuẩn Gram dương, Enzyme ngoại bào, tăng cường quá trình ủ. 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Dạ cỏ dê là một hệ sinh thái phức tạp, nơi các chất dinh dưỡng được tiêu thụ bởi các vi sinh vật như vi khuẩn, động vật nguyên sinh và nấm được tiêu hóa theo cơ chế yếm khí (Krehbiel và cộng sự, 2003). Sự tương tác giữa vi sinh vật và động vật chủ dẫn đến mối quan hệ cộng sinh cho phép động vật nhai lại tiêu hóa khẩu phần ăn giàu chất xơ và ít chất đạm. Vi khuẩn dạ cỏ có tầm quan trọng lớn đối với vật nuôi vì chúng có thể sử dụng các chất dinh dưỡng thực vật để cung cấp năng lượng một cách hiệu quả (Li-Jung Yin, H. H. L, and Zheng, 2010). Các vi sinh vật có mặt trong dạ cỏ động vật nhai lại có khả năng chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành nguồn dinh dữơng cung cấp cho vật chủ bằng việc tiết ra các enzyme ngoại bào cần thiết cho quá trình lên men cho phép động vật nhai lại thu được năng một cách hiệu quả. Sự thích nghi về mặt giải phẫu của hệ tiêu hóa cho phép chúng sử dụng Cellulose làm nguồn năng lượng mà không cần đến nguồn vitamin B phức tạp bên ngoài hoặc các axit amin thiết yếu vì vi sinh vật có thể tạo ra các sản phẩm như vậy (Russell và Mantovani 2002). Do đó, mối quan hệ cộng sinh tồn tại trong dạ cỏ, cung cấp môi trường cần thiết cho việc phát triển của các vi sinh vật và cơ chất cần thiết để duy trì sinh trưởng và phát triển chúng. Ngày nay việc lựa chon phân dê trong nông nghiệp sạch đang là một ưu thế , phân dê chứa nhiều hàm lượng N,P,K các khoáng dinh dưỡng và một số chất kích thích tăng trưởng cây trồng do hoạt động sống của vi sinh vật dạ cỏ sản sinh trong quá trình sinh trưởng và phát triển. Vì vậy việc chọn hướng nghiên cứu phân lập tuyển chọn các vi sinh vật từ da dê nhằm 460 tìm ra các chủng vi khuẩn có khả năng sinh các enzyme ngoại bào có triển vọng ứng dụng trong sản xuất các chế phẩm phục vụ cho nông nghiệp. 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liêu nghiên cứu 20 chủng vi khuẩn gram dương, chịu nhiệt đã được phân lập từ dạ cỏ dê và được làm thuần, giữ giống trong phòng thí nghiệm Hutech 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Khảo sát đặc điểm sinh lý – sinh hóa Quan sát hình thái tế bào bằng nhuộm Gram và khảo sát khả năng di động, thử nghiệm catalase, MR, VP, khả năng biến dưỡng citrate, khả năng biến dưỡng đường glucose, mannitol, maltose, sucrose, xylose, mannose, fructose và dextrin dựa theo Nguyễn Lân Dũng và Đinh Thúy Hằng (2006). 2.2.2 Khảo sát khả năng sinh enzyme ngoại bào Khảo sát khả năng sinh enzyme ngoại bào theo phương pháp của Egorow NX (1976) dựa vào khả năng khuếch tán của các enzyme được bơm vào giếng thạch, khả năng phân giải tinh bột, protein và cellulose của các chủng VSV bằng cách đo kích thước vùng phân giải xung quanh giếng.Tiến hành tăng sinh các chủng vi khuẩn trong môi trường Nutrient broth ủ ở nhiệt độ phòng trong 48 giờ. Chuẩn bị môi trường chứa các cơ chất là tinh bột, casein và CMC. Hút 20 μl dịch tăng sinh cho vào các giếng thạch đã đục sẵn. Ủ ở nhiệt độ phòng 48 giờ quan sát vòng phân giải. Nếu xảy ra hiện tượng phân giải protein, tinh bột, CMC thì sẽ hình thành vòng phân giải trong suốt xung quanh giếng thạch khi tráng TCA 10% (đối với môi trường chứa cơ chất là casein ) và lugol (đối với các môi trường còn lại). Khả năng phân giải protein, tinh bột, CMC được đánh giá qua hiệu số (D-d) mm. D-d càng lớn thì khả năng sinh enzyme càng cao. Trong đó D: là đường kính vòng phân giải (mm). d: là đường kính giếng thạch (mm), đường kính là 7mm. 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT LUẬN 3.1 Kết quả khảo sát hình thái, sinh lý và sinh hóa Kết quả thử nghiệm sinh hóa ở thử nghiệm MR cho thấy đa số chủng có phản ứng dương tính trừ chủng 146, 147, 152, 154, 158, 160 và 161 là âm tính. Với thử nghiệm indole đa số là âm tính trừ chủng 151 dương tính. Khả năng sử dụng citrate của các chủng vi khuẩn thí nghiệm cho thấy ở chủng 146, 151, 152, 154 và 155 có phản ứng dương tính. Tất cả các chủng thí nghiệm đều có kết quả dương tính với catalase. Các chủng 154, 155, 159 và 162 không có khả năng di động. Khả năng khử nitrate cho thấy ở các chủng 136, 146, 147, 152, 154, 155, 156, 158, 160, 161 và 162 đều cho kết quả dương tính trong đó chủng 161 cho kết quả dương tính mạnh. 461 Bảng 1. Bảng kết quả thử nghiệm sinh hóa của các chủng Chủng Gram MR Indole VP Citrate Catalase Di động Nitratase 134 + ++ - + - + + - 136 + + - + - + + + 137 + + - + - + + - 139 + + - + - + + - 141 + ++ - + - + + - 145 + ++ ...