Khả năng phân hủy lá mía và rơm rạ của các chủng Bacillus spp. phân lập từ dạ cỏ dê

Bài viết "Khả năng phân hủy lá mía và rơm rạ của các chủng Bacillus spp. phân lập từ dạ cỏ dê" trình bày kết quả đánh giá khả năng phân hủy lá mía và rơm rạ trong điều kiện invitro của các chủng Bacillus phân lập từ dạ cỏ dê. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khả năng phân hủy lá mía và rơm rạ của các chủng Bacillus spp. phân lập từ dạ cỏ dê KHẢ NĂNG PHÂN HỦY LÁ MÍA VÀ RƠM RẠ CỦA CÁC CHỦNG Bacillus spp. PHÂN LẬP TỪ DẠ CỎ DÊ Nguyễn Kiều Minh Tài*, Bạch Vũ Hoàng Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai TÓM TẮT Năm chủng vi khuẩn DE04, DE05, DE07, DE10 và DE11 phân lập từ dạ cỏ dê có đặc điểm hình thái và sinh hóa phù hợp với mô tả về đặc điểm của chi Bacillus như: khuẩn lạc có màu trắng đục, bìa nguyên hoặc răng cưa, tế bào có dạng hình que dài hoặc ngắn, di động, Gram dương, catalase dương tính, VP, MR và Indole âm tính hoặc dương tính có vòng phân giải CMC từ 11,78 đến 49,11mm sau 24 giờ nuôi cấy. Trong điều kiện in vitro, các chủng đều có khả năng phân hủy lá mía và rơm rạ. Tỷ lệ lá mía bị phân hủy là 9,67 đến 13% sau 10 ngày ủ, chủng DE07 có khả năng phân hủy lá mía tốt nhất. Tỷ lệ rơm rạ bị phân hủy từ 12,67 đến 16,67% sau 10 ngày ủ. Chủng DE05 là chủng có khả năng phân hủy rơm rạ tốt nhất trong các chủng. Từ khóa: Bacillus, dạ cỏ, lá mía, rơm rạ 1. TỔNG QUAN Trong quá trình canh tác mía tại ĐBSCL và Tây Ninh, lá mía thường được cày vùi và để phân hủy tự nhiên thông qua quá trình phân hủy sinh học của nhiều loài vi sinh vật trong đất. Tuy nhiên, cây mía có tỷ lệ C/N khoảng 150, do đó lá mía thường phân hủy rất chậm trong tự nhiên, và khi cày vùi lá mía trực tiếp vào đất sẽ gây ảnh hưởng đến các thành phần dinh dưỡng trong đất (Vũ Văn Long và Trần Văn Dũng, 2021). Bên cạnh đó, lượng rơm rạ trong sản xuất lúa của Việt nam mỗi năm thải ra hang chục triệu tấn rơm rạ và phần lớn trong số đó được tiêu hủy bằng hình thức đốt, gây ô nhiễm không nhỏ cho môi trường (Trần Hoàng Dũng và cs, 2018). Hiện nay, nhiều tác giả đã tìm kiếm các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy cellulose từ các nguồn khác nhau để tăng cường cho quá trình phân hủy các nguồn phế liệu này. Hệ vi sinh vật phân giải cellulose có thể lên men hiếu khí hoặc kỵ khí, bình nhiệt hoặc ái nhiệt, bao gồm nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn được tìm thấy nhiều trong đất, nước, đường tiêu hóa một số động vật… nơi cung cấp lượng cellulose dồi dào để vi sinh vật phân giải và phát triển (Võ Văn Phước Quệ và Cao Ngọc Điệp, 2011). Seo và cs (2013) cho biết đã phân lập được vi khuẩn kị khí tùy nghi Bacillus licheniformis từ dạ cỏ dê có khả năng sinh enzyme endoglucanase, -glucosidase, và xylanase ứng dụng để phân hủy cellulose và xylan. Ở Việt Nam, các nghiên cứu chủ yếu phân lập vi sinh vật từ dạ cỏ bò để ứng dụng phân hủy cellulose. Võ Văn Song Toàn và cs (2017) đã phân lập từ dạ cỏ bò nhiều chủng Bacillus có khả năng phân hủy lá mía trong điều kiện invitro. Nguyễn Hoàng Anh và cs (2017) đã phân lập được 94 chủng Bacillus từ dạ cỏ bò có khả năng sinh enzyme - glucanase ngoại bào. Lê Hoàng Huy (2021) đã phân lập được 63 chủng Bacillus từ dạ cỏ dê, nhiều 594 chủng trong đó có khả năng phân giải CMC cao. Bài báo này xin trình bày kết quả đánh giá khả năng phân hủy lá mía và rơm rạ trong điều kiện invitro của các chủng Bacillus phân lập từ dạ cỏ dê. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Chủng giống phân lập từ dạ cỏ dê từ Lê Hoàng Huy (2021) và được cung cấp bởi phòng thí nghiệm vi sinh của trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh (HUTECH). 2.2. Quan sát đặc điểm hình thái của các chủng Các chủng trong ống giống được cấy sang môi trường NA và ủ ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Hoàn thành thời gian nuôi cấy trên đĩa thạch các chủng vi khuẩn này được sử dụng để khảo sát các đặc điểm nuôi cấy, sinh lý, sinh hóa. 2.3 Đặc điểm hình thái sinh hoá của các chủng tuyển chọn Thử nghiệm bao gồm các phương pháp như nhuộm gram, khảo sát khả năng tạo bào tử, catalase, di động, Indol, MR-VP, Nitrate, Citrate để đánh giá và khẳng định là vi khuẩn Bacillus và so sánh với báo cáo của Lê Hoàng Huy (2021). 2.4 Ứng dụng các chủng có triển vọng để phân hủy lá mía và rơm rạ 2.4.1 Đánh giá khả năng phân hủy lá mía của các chủng Bacillus (dựa theo Vũ Văn Long và Trần Văn Dũng, 2020). Nguồn lá mía dùng cho thí nghiệm được thu thập tại các ruộng mía ở Tây Ninh và được phơi khô, cắt thành đoạn ngắn khoảng 1,5 cm, rửa sạch với nước máy 3 lần, rửa lại 2 lần với nước cất rồi đem sấy đi sấy ở nhiệt độ 105ºC trong 8 giờ bằng tủ sấy. Sau đó lấy 2g lá mía sấy khô cho vào đĩa petri và đem đi hấp tiệt trùng. Sau đó, nhỏ đều 2 ml dung dịch chứa vi khuẩn đã được chuẩn bị lên trên bề mặt vật liệu và trộn đều. Dán parafilm bên ngoài đĩa petri để tránh nhiễm mẫu. Các đĩa petri được ủ ở nhiệt độ phòng. Thí nghiệm bố trí theo dạng hoàn toàn ngẫu nhiên với 6 nghiệm thức và 3 lần lặp lại, bao gồm 5 dòng vi khuẩn được tuyển chọn và 1 đối chứng. Nghiệm thức đối chứng chỉ có lá mía đã tiệt trùng, không chứa vi khuẩn. Chỉ tiêu theo dõi: khối lượng lá mía tại các thời điểm 5, 10 ngày sau khi ủ. Lá mía được lấy ra khỏi đĩa và đem đi sấy ở nhiệt độ 105ºC trong 8 giờ bằng tủ sấy, sau đó các đĩa này được đem cân để xác định trọng lượng giảm đi theo thời gian thí nghiệm. M = m1 - m2. Trong đó: M (g) là khối lượng cơ chất bị phân giải; m1 (g) là khối lượng cơ chất ban đầu sau khi đã sấy khô; m2 (g) là khối lượng cơ chất sau khi sấy khô. 2.4.2 Đánh giá khả năng phân hủy rơm rạ của các chủng Bacillus (dựa theo Trần Hoàng Dũng, 2018) Rơm rạ sau khi mang về được cắt thành từng đoạn nhỏ khoảng 2 cm (3g rơm đã sấy khô hoàn toàn) cho vào bình có dung tích 60 ml, đổ nước cất ngập bề mặt cơ chất. Dùng que cấy lấy 1 vòng khuẩn lạc VSV cho trực tiếp vào bình, đậy nút lại và đem ủ ở nhiệt độ 45oC. Tiến hành quan sát ở các ngày thứ 5, 10. Rơm sẽ được lấy ra khỏi bình, đem sấy khô tuyệt đối và cân để xác định trọng lượng giảm đi 595 theo thời gian thí nghiệm..Thí nghiệm bố trí theo dạng hoàn toàn n ...