Phân lập khuẩn tía quang hợp không lư huỳnh có khả năng sinh phytohormone ứng dụng trong nông nghiệp sạch

Vi khuẩn quang hợp (PSB) là sinh vật nhân sơ đầu tiên có hệ thống quang hợp, có nhiều loại và phân bố rộng rãi trong môi trường. Mục tiêu của nghiên cứu này là phân lập và ứng dụng các chủng vi khuẩn quang dưỡng có khả năng sinh phytohormone.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân lập khuẩn tía quang hợp không lư huỳnh có khả năng sinh phytohormone ứng dụng trong nông nghiệp sạch PHÂN LẬP KHUẨN TÍA QUANG HỢP KHÔNG LƯ HUỲNH CÓ KHẢ NĂNG SINH PHYTOHORMONE ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP SẠCH Hoàng Công Minh*, Phan Nguyễn Nhật Đăng, Nguyễn Thị Thùy Linh, Quách Thanh Thanh * Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương TÓM TẮT Vi khuẩn quang hợp (PSB) là sinh vật nhân sơ đầu tiên có hệ thống quang hợp, có nhiều loại và phân bố rộng rãi trong môi trường. Mục tiêu của nghiên cứu này là phân lập và ứng dụng các chủng vi khuẩn quang dưỡng có khả năng sinh phytohormone. Sáu chủng vi khuẩn thuộc nhóm khuẩn tía quang hợp không lưu huỳnh (photosynthetic non-sulfur bacteria) đều có khả năng sinh IAA (Indole-3-acetic acid) và phân giải lân, đặc biệt là chủng RD18, RD2, RD23 có khả năng sinh IAA lần lượt là 79,7 µg/ml, 68,4 µg/m và 67,6 µg/ml trong môi trường LB có bổ sung Tryptophan, và chủng RD23 có khả năng hòa tan lân vô cơ khó tan trong môi trường Pikovskaya đạt 1,8 mg/L sau 7 ngày nuôi cấy, điều này cho thấy tiềm năng của các chủng này trong nâng cao năng suất cây trồng theo hướng nông nghiệp hữu cơ. Từ khóa: IAA (Indole-3-acetic acid), khuẩn tía quang hợp không lưu huỳnh, phân giải lân, phytohormone. 1 GIỚI THIỆU Hiện nay nông nghiệp Việt Nam đang đứng trước nhiều thách thức như biến đổi khí hậu, khô hạn, xâm nhập mặn, nông sản thiếu đầu ra ổn định. Không những vậy việc lạm dụng thuốc trừ sâu, phân bón hóa học và các chất kích thích sinh trưởng tổng hợp hóa học vẫn còn phổ biến, gây ra nhiều hậu quả lâu dài như ô nhiễm đất canh tác, nguồn nước [1]. Đứng trước thực trạng trên, cùng những kiến thức thuộc chuyên ngành công nghệ sinh học chúng em đã học được, nhóm đã nảy ra ý tưởng sử dụng các vi khuẩn tía quang hợp không lưu huỳnh (photosynthetic non-sulfur bacteria) có khả năng sinh phytohormone và phân giải lân. Các khuẩn tía quang hợp không lưu huỳnh có khả năng sản xuất một lượng đáng kể phytohormone như axit indole 3-butyric [3]. Các vi sinh vật có khả năng sinh phytohormone và phân giải lân giúp cải thiện năng suất cây trồng, nâng cao độ phì nhiêu của đất [1] Hơn nữa, ứng dụng các vi khuẩn này làm giảm việc sử dụng phân hoá học và tiết kiệm về mặt kinh tế, đem lại lợi ích môi trường và giảm chi phí sản xuất[1,2]. 495 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Vật liệu Nguồn phân lập: 20 mẫu nước lấy từ tại ao hồ quận Thủ Đức và huyện Cần Giờ vào tháng 12 năm 2020 2.2 Phương pháp 2.2.1 Phân lập khuẩn tía quang hợp không ư huỳnh Mẫu nước được cấy vào môi trường Glutamate-Malate broth, ủ ở 30 ℃ trong 7 ngày dưới ánh sáng tự nhiên. Lựa chọn các ống có màu đỏ, pha loãng và cấy trang trên môi trường Glutamate-Malate agar và ủ trong 48 tiếng ở nhiệt độ phòng, ria các khuẩn lạc riêng rẽ có màu đỏ, cam trên môi trường GM agar, lặp lại cho đến khi thu được khuẩn lạc thuần khiết.. Nhuộm gram và loại bỏ các chủng gram (+), giữ giống những chủng gram (-) và có tế bào hình oval bằng cách cấy vào thạch nghiêng GM agar. 2.2.2 Khảo sát đặc điểm có lợi của vi khuẩn trong điều kiện in vitro Xác định khả năng sinh phytohormone IAA bằng cách nuôi cấy trên môi trường LB có bổ sung L-Tryptophan 1 g/L, lắc150 vòng/phút ở nhiệt độ phòng trong 7 ngày, sau đó ly tâm dịch nuôi cấy ở 4000 vòng/phút trong 15 phút thu dịch trong. Sau 7 ngày, IAA sinh ra trong dịch nuôi cấy được phát hiện bằng thuốc thử Salkowski qua màu sắc và định lượng ở bước sóng 530 nm [4-5]. Xác định khả năng phân giải lân bằng cách nuôi cấy trên môi trường Pikovskaya trong 7 ngày, lắc150 vòng/phút ở nhiệt độ phòng, sau đó ly tâm dịch nuôi cấy ở 4000 vòng/phút trong 15 phút thu dịch trong. Lân vô cơ khó tan được hòa tan trong môi trường nuôi cấy (PO43-) (mg/L) được phát hiện bằng phương pháp Clorua thiếc (SnCl2) và định lượng ở bước sóng 690 nm. 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân lập khuẩn tía quang hợp không lưu huỳnh Từ mẫu nước, 6 chủng vi khuẩn quang dưỡng có màu tía đã được phân lập. Sáu chủng này đều phát triển tốt trên môi trường Glutamate-Malate Agar với khuẩn lạc đỏ hoặc cam tròn, kết quả phân lập được thể hiện trên bảng 1 và Hình 1. Bảng 1. Hình thái các chủng phân lập trên môi trường Glutamate-Malate Agar Tên Hình thái khuẩn lạc trên môi STT Hình thái tế bào chủng trường GM agar 1 RD1 Đỏ đậm, tròn lồi, biên đều 2 RD2 Cam nhạt, tròn lồi, biên đều Gram (-), hình oval, tạo cụm tế bào 3 RD18 Cam tròn, phẳng, biên không đều 4 RD20 Đỏ nhạt, tròn lồi, biên đều 5 RD21 Cam nhạt, đục, tròn lồi, biên đều 6 RD23 Cam đậm, tròn lồi, biên đều 496 Chủng RD1 Chủng RD2 Chủng RD18 Chủng RD20 Chủng RD21 Chủng RD23 Hình 1. Các chủng phân lập được ria thuần trên đĩa Petri 3.2 Hàm lượng IAA trên môi trường LB có bổ sung L-Tryptophan sau 7 ngày nuôi cấy Để tuyển chọn khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn phân lập, nuôi cấy chúng trong môi trường LB có bổ sung L-Tryptophan 7 ngày và đo lượng IAA sinh bằng thuốc thử Salkowski, kêt quả trên Hình 2. 68.4 79.7 67.6 100.0 (µg/ml) 43.8 39.7 32.0 50.0 Nồng độ 0.0 ...