Phân lập và tuyển chọn các chủng nấm có khả năng phân giải paclobutrazol tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long

Bài viết Phân lập và tuyển chọn các chủng nấm có khả năng phân giải paclobutrazol tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long trình bày đánh giá sơ bộ tình hình nhiễm paclobutrazol tại các vườn cây ăn quả khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long; Sàng lọc các chủng có khả năng sống trên môi trường có paclobutrazol làm nguồn carbon duy nhất; Sàng lọc và tuyển chủng có khả năng phân giải paclobutrazol; Định danh sinh học phân tử đối với các mẫu được chọn có khả năng phân giải paclobutrazol cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân lập và tuyển chọn các chủng nấm có khả năng phân giải paclobutrazol tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long Tuyển tập Hội nghị Nấm học Toàn quốc lần thứ 4 doi: 10.15625/vap.2022.0138 PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG NẤM CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI PACLOBUTRAZOL TẠI KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Đạo Nữ Diệu Hồng*, Nguyễn Thị Thủy Tiên, Lê Thị Huỳnh Trâm Nguyễn Thị Thùy Dương, Trần Chí Hiếu, Lê Thị Thùy Nhi, Phan Mỹ Hạnh Hà Thị Loan, Nguyễn Đăng Quân Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh * Email: dieuhong1791@gmail.com TÓM TẮT Paclobutrazol là một chất điều hòa sinh trưởng thực vật nhân tạo, được sử dụng trong việc kích thích cây trồng ra hoa, kết quả trong mùa nghịch. Paclobutrazol liên kết rất chặt chẽ với các chất hữu cơ trong đất và sự hấp thu vào đất càng tăng khi pH đất thấp. Hàm lượng PBZ tồn dư trong trái cây dẫn đến khó xuất khẩu trái cây sang các thị trường khó tính như châu Âu, Mỹ, Nhật, đặc biệt là xoài. Trong nghiên cứu này, PBZ được tách chiết từ mẫu đất được thu thập và phân tích bằng phương pháp sắc ký khối khổ hiệu năng cao đã đưa ra kết quả đánh giá sơ bộ về hàm lượng PBZ tồn dư trong 50 mẫu đất thu thập tại các vườn trồng xoài tại Tiền Giang, An Giang, Hậu Giang và Đồng Tháp. Kết quả đã thu thập được 8 chủng vi nấm trong 115 chủng được phân lập có khả năng sống trong môi trường chỉ có PBZ làm nguồn carbon duy nhất. Khả năng phân giải PBZ cao ở 2 chủng HG 5.3 là 92,69 % và AG 11.1 là 8,63 %. Kết quả định danh hình thái và sinh học phân tử của hai loài được chọn là loài Penicillium citrinum. Từ khóa: Đồng bằng Sông Cửu Long, LC/MS-MS, paclobutrazol (PBZ), Penicillium citrinum, RAPD PCR. 1. MỞ ĐẦU Paclobutrazol (PBZ) là một chất điều hòa sinh trưởng thực vật nhân tạo [1], được sử dụng trong việc kích thích cây trồng ra hoa [2], kết quả mùa nghịch [3, 4, 5, 6]. Paclobutrazol liên kết rất chặt chẽ với các chất hữu cơ trong đất và sự hấp thu vào đất càng tăng khi pH đất thấp [7]. Điều này có thể giải thích do thiếu các nhóm chức phân cực nên PBZ hầu như rất khó tan trong nước nhưng dễ liên kết với các vị trí kỵ nước trong dung môi hữu cơ [8]. Mặt khác việc phá hủy PBZ bằng phương pháp phi sinh học diễn ra trong đất là rất khó bởi độ bay hơi của PBZ thấp và thường lưu tồn trong đất rất lâu [9, 10]. Hàm lượng PBZ tồn dư trong trái cây dẫn đến khó xuất khẩu trái cây sang các thị trường khó tính như châu Âu, Mỹ, Nhật đặc biệt là xoài [11, 12]. Theo Thông tư số 10/2019/TT-BNNPTNT ngày 20/9/2019 về danh mục thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) được phép sử dụng, cấm sử dụng tại Việt Nam [13]. Thuốc điều hòa sinh trưởng có 52 hoạt chất với 148 tên thương phẩm. Trong đó hoạt chất PBZ được đăng ký với 19 tên thương phẩm từ 19 công ty sản xuất và phân phối thuốc BVTV khác nhau, chiếm 12,83 % trong tổng số sản phẩm thuốc điều hòa sinh trưởng đăng kí trong danh mục được phép sử dụng tại Việt Nam. Theo các nghiên cứu, PBZ được coi là một trong những chất làm chậm tăng trưởng thực vật linh hoạt nhất, hạn chế sự phát triển của thực vật và gây ra sự ra hoa ở nhiều loại cây ăn quả như táo và lê [14], đào [15], cam quýt [16] và xoài [17, 18, 10]. Trên thế giới đã có một số nghiên cứu trên thế giới cho thấy khả năng phân giải PBZ của một số loài vi khuẩn, đặc biệt chú ý đến chi Pseudomonas được phân lập từ đất 79 Đạo Nữ Diệu Hồng và cs. trồng xoài có thể giúp cho quá trình phân hủy sinh học PBZ trong đất đạt đến 78 % sau 28 ngày hoặc 95 % sau 40 ngày tùy điều kiện [11, 20, 21, 22, 23]. Hiện nay các biện pháp hóa học gần như không có tác động đến PBZ, do vậy trên thế giới và tại Việt Nam đã bắt đầu có một số nghiên cứu theo hướng ứng dụng vi sinh vật để phân giải hợp chất này và đã tìm được một số chủng có khả năng phân giải PBZ, tuy nhiên các chủng này đa số thuộc nhóm gây bệnh và không thể sử dụng. Nhận thấy tính cấp bách của vấn đề, nhiệm vụ được thực hiện nhằm đánh giá sơ bộ tình hình nhiễm PBZ trên đối tượng cây ăn quả (tập trung cây xoài) tại khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long đồng thời sàng lọc 1 - 2 chủng có khả năng phân giải PBZ an toàn cho người sử dụng để tiến tới làm chế phẩm giải quyết vấn đề này. 2. VẬT LIỆU - PHƯƠNG PHÁP 2.1. Đánh giá sơ bộ tình hình nhiễm paclobutrazol tại các vườn cây ăn quả khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long Thu thập 50 mẫu đất từ các vườn cây ăn trái khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long, trong đó đặc biệt chú ý đến các vườn xoài có lịch sử sử dụng paclobutrazol (PBZ) để kích ra hoa, kết quả trái vụ. Các khu vực thu mẫu tập trung 4 tỉnh: Tiền Giang, An Giang, Hậu Giang, Đồng Tháp. Cách thu nhận mẫu: Đất được lấy có khối lượng trung bình 1,5 kg, độ sâu 5 - 15 cm so với mặt đất ở 4 góc và giữa của khu vườn, xung quanh gốc cây, sau đó trộn đều. Lập phiếu khảo sát tại các vị trí vườn đến thu mẫu, trong đó chú ý đến địa điểm, loại cây canh tác, thời gian sử dụng PBZ và các loại thuốc BVTV/chế phẩm sinh học bổ sung. Mẫu đất thu nhận được được xử lý để xác định hàm lượng PBZ bằng phương pháp sắc ký khối phổ (LC/MS-MS). Phương pháp xử lý mẫu đất chạy sắc ký khối phổ: Cân 5 g đất, sấy đến khối lượng không đổi, bổ sung 25 mL dung dịch ACN, đồng nhất bằng sóng siêu âm, ly tâm, lọc và pha loãng bằng dung môi ACN:H2O tỷ lệ 10:90. Chạy mẫu trên hệ LC/MS-MS của Waters. Dựa vào đường chuẩn suy ra nồng độ PBZ có trong mẫu đất. Pha động là ACN:H2O = 50:50, nhiệt độ cột 45 oC, thể tích tiêm 10 µL, tốc độ dòng chảy 0,45 mL/phút. 2.2. Sàng lọc các chủng có khả năng sống trên môi trường có paclobutrazol làm nguồn carbon duy nhất Môi trường MSP là môi trường khoáng ...