Khảo sát khả năng sinh các hợp chất bay hơi (VOCs) hỗ trợ tăng trưởng cây trồng và kháng nấm Aspergillus flavus từ các chủng Bacillus rễ cây đậu phộng

Nghiên cứu "Khảo sát khả năng sinh các hợp chất bay hơi (VOCs) hỗ trợ tăng trưởng cây trồng và kháng nấm Aspergillus flavus từ các chủng Bacillus rễ cây đậu phộng" đã được tiến hành với mục đích khảo sát khả năng kháng nấm A.flavus và hỗ trợ tăng trưởng của các chủng Bacillus rễ cây đậu phộng trên đậu phộng và bắp. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát khả năng sinh các hợp chất bay hơi (VOCs) hỗ trợ tăng trưởng cây trồng và kháng nấm Aspergillus flavus từ các chủng Bacillus rễ cây đậu phộng KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SINH CÁC HỢP CHẤT BAY HƠI (VOCs) HỖ TRỢ TĂNG TRƢỞNG CÂY TRỒNG VÀ KHÁNG NẤM Aspergillus flavus TỪ CÁC CHỦNG Bacillus RỄ CÂY ĐẬU PHỘNG Lê Kim Ngọc*, Lê Lâm Hoàng Anh, Trịnh Lai Lợi, Nguyễn Hoài Hương Viện Khoa học Ứng dụng, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh. *Tác giả liên hệ, Email: ngoclekg12345@gmail.com. TÓM TẮTBa chủng vi khuẩn, gồm Bacillus albus NNK24, NDP61 và Bacillus proteolyticus 0405-02,đã được phân lập từ rễ cây đậu phộng trong nghiên cứu trước đó về sinh thái rễ cây họ đậu.Những chủng này thể hiện khả năng sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp, ức chế quá trình hìnhthành bào tử nấm Aspergillus flavus-nguyên nhân gây bệnh mốc vàng trên cây đậu phộng vàlà nguyên nhân gây bệnh ear root trên bắp. Trong thí nghiệm in-vitro sinh hợp chất VOCskháng nấm A.flavus AF1, cả ba chủng NNK24, NDP61 và 0405-02 thể hiện hoạt kháng nấmlần lượt là 14,95%, 21,3%và 27,6%. Khi thực hiện thí nghiệm khảo sát về sự sinh hợp chấtbay hơi kháng nấm AF1 trên mầm cây bắp và đậu phộng (in-vivo) các chủng đều không thểhiện hoạt tính ức chế sự phát triển của nấm bệnh. Tuy nhiên, trên đậu phộng, hoạt động hỗ trợtăng trưởng cây trồng của VOCs từ các chủng vi khuẩn được biểu hiện rõ, nhưng chỉ ở mứctrung bình. Trong khi đó ở bắp, không có hoạt động hỗ trợ tăng trưởng cây trồng nào được ghinhận dưới tác động của VOCs.Từ khóa: Aspergillus flavus; bệnh mốc vàng; hỗ trợ tăng trưởng; hợp chất dễ bay hơi (VOCs).1. Tổng quan Ngày nay, sự quan tâm đối với các hợp chất bay hơi (VOCs) có nguồn gốc từ vi sinh vậtgia tăng đáng kể, nhờ vào tính đa dạng và hoạt tính sinh học của chúng. Những hợp chất nàykhông chỉ có khả năng ức chế sự phát triển của mầm bệnh và tăng cường sức khỏe thực vậtqua các hoạt động kháng nấm, kháng khuẩn, diệt nấm, diệt tuyến trùng, mà còn có vai trò kíchthích khả năng miễn dịch (ISR) của thực vật qua các con đường của acid salicylic (SA) vàacid jasmonic (JA) (Poveda, 2021; Rani et al., 2023; Thomas et al., 2020). Các loài vi khuẩnthuộc nhiều chi khác nhau như Pseudomonas, Bacillus, Arthrobacter và Serratia đã đượcchứng minh có khả năng sản xuất VOCs có hoạt tính sinh học như mô tả trên (Ballot et al.,2023; Ling et al., 2022; Park et al., 2015; Poveda, 2021; Sidorova et al., 2023). Đặc biệt nhất là các chi Bacillus, đã có rất nhiều nghiên cứu về khả năng sinh VOCs củachúng trong chống lại nấm gây bệnh trên thực vật. Một trong số đó là nghiên cứu của Prakash& Arora (2021) đã chứng minh được Bacillus safensis STJP sinh ra các hợp chất hữu cơ dễbay hơi ức chế sự nảy mầm của bào tử, sự phát triển của sợi nấm Alternaria alternata nhờkính hiển vi điện tử quét. Qua phân tích các hợp chất bay hơi của B. safensis bằng phươngpháp GC–MS, các nhóm chất bao gồm alcohol, alkane, phenol, alkyl halide và hợp chất cóvòng thơm đã được xác định, trong đó, 5 chất có khả năng ức chế sự phát triển của bào tử vàsợi nấm Alternaria alternata. Không chỉ thế, nghiên cứu của Ling et al. (2022) đã cho thấychủng Bacillus subtilis CL2 có khả năng sản xuất 2,3-butanedione là hợp chất dễ bay hơi cókhả năng ức chế sự phát triển của tơ nấm A.flavus đến 73% và bào tử nấm đến 82,8% so vớiđối chứng. Chính vì thế, nghiên cứu này đã được tiến hành với mục đích khảo sát khả năngkháng nấm A.flavus và hỗ trợ tăng trưởng của các chủng Bacillus rễ cây đậu phộng trên đậuphộng và bắp. 113 2. Vật liệu và phương pháp2.1 Vật liệu - Chủng nấm Aspergillus flavus AF1 đã được phân lập trực tiếp trên hạt đậu phộng bịmốc vàng được cung cấp bởi Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH. - Các giống vi khuẩn nội sinh và bề mặt rễ cây đậu phộng có hoạt tính hỗ trợ tăngtrưởng cây trồng Bacillus albus NNK24, Bacillus albus NDP61, Bacillus proteolyticus 0405-02 và Bacillus sp. 16060 được cung cấp bởi phòng thí nghiệm Viện Khoa Học Ứng Dụng KhuCông Nghệ Cao Hutech. - Môi trường: Nutrient Broth (NB); Nutrient Agar (NA) ; Sabouraud Dextrose Agar(SDA); Tryptone Soya Agar (TSA). - Giống đậu phộng GV10 và bắp AT03. - Thuốc xử lý hạt giống Cruiser plus 312.5fs (Công ty Syngenta). - Tinh dầu cam ngọt (hãng Noison).2.2 Phương pháp2.2.1 Khảo sát hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOCs vi khuẩn ức chế chế nấm bệnh Aspergillusflavus (in-vitro) Để khảo sát hợp chất VOCs có khả năng ức chế nấm Aspergillus flavus, thí nghiệmđược thực hiện trên môi trường SDA trong đĩa Petri bằng cách đặt ngược 2 đĩa. Đĩa thứ nhấtcấy sinh khối vi khuẩn lên bề mặt thạch, đĩa thứ hai chuyển 5 mm sinh khối tơ nấm từ SDA 5ngày tuổi vào tâm đĩa. Tất cả được ủ trong 7 ngày ở 25oC. Chủng Bacillus haynesii 16060 làđối chứng dương, đối chứng âm không cấy vi khuẩn, ba chủng Bacillus albus NNK24,Bacillus albus NDP61, Bacillus proteolyticus 0405-02 hoạt hóa trên môi trường TSA đượcsử dụng trong thí nghiệm. Thí nghiệm được lặp lại 5 lần. Tỉ lệ đối kháng tính theo công thức: dĐC: đường kính nấm ở đối chứng âm dTN: đường kính nấm ở thí nghiệm2.2.2 Khảo sát hoạt tính kháng nấm và hỗ trợ tăng trưởng của VOCs vi khuẩn trên cây nonđậu phộng và bắp (in-planta) Chuyển 1 mL huyền phù vi khuẩn với mật độ 107 cfu/mL từ môi trường NB lắc ở 150v/phút trong 48 giờ vào ly nhựa (đã hấp tiệt trùng) chứa 20 mL môi trường NA được bổ sung1 g tơ nấm và 1 mL huyền phù bào tử nấm A. flavus AF1. Hạt đậu phộng hoặc bắp (30 hạt)được khử trùng bề mặt bằng EtOH 70% trong 30 giây và rửa lại bằng nước cất vô trùng từ 3đến 5 lần, cuối cùng ngâm trong nước cất vô trùng trong 4 giờ. Những hạt sau xử lý đượcchuyển vào đĩa petri nhựa đục lỗ (đã hấp khử trùng) nằm bên trên môi trường NA đã cấy vikhuẩn. Tiếp theo, miếng SDA (đường kính 2 cm) c ...