BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG BACILLUS
ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP
Ngành:
CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Hai
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1411100668
: Quách Hồng Thúy
Lớp: 14DSH03
TP. Hồ Chí Minh, 2018
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đồ án nghiên cứu của riêng tôi được thực hiện trên cơ sở lý
thuyết, tiến hành nghiên cứu thực tiễn dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Hai. Các
số liệu, kết quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ
công trình nghiên cứu nào khác. Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan này.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày …… tháng …… năm……
Sinh viên
Quách Hồng Thúy
1
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
LỜI CÁM ƠN
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học
Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, quý thầy cô giảng dạy tại Viện Khoa Học Ứng Dụng
cùng tất cả các thầy cô đã truyền dạy những kiến thức quý báu cho em trong suốt
những năm học vừa qua.
Qua đây em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Hai, người đã
định hướng nghiên cứu, quan tâm, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời
gian làm khoá luận tốt nghiệp. Bên cạnh đó em xin c ảm ơn các thầy cô ở Phòng Thí
nghiệm Viện Khoa Học Ứng Dụng cùng các anh chị, bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đề tài của mình.
Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã luôn bên cạnh, động viên con những
lúc khó khăn, nản lòng trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu cũng như trong cuộc
sống
Tp. Hồ Chí Minh, ngày …… tháng …… năm……
Sinh viên
Quách Hồng Thúy
2
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
i
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………… 1
1.
Tính cấp thiết của đề tài…………………………………………………….. 1
2. Phương pháp nghiên cứu………………………………………………………… 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu……………………………………………….. 2
4. Ý nghĩa đề tài khoa học………………………………………………………….. 2
5. Các kết quả đạt được của đề tài…………………………………………………...3
6. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp:……………………………………………………. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………………………………. 4
1.1 Tổng quan về chủng Bacillus spp………………………………………………. 4
1.1.1 Lịch sử nghiên cứu……………………………………………………………. 4
1.1.2 Phân loại……………………………………………………………………… 5
1.1.3 Đặc điểm sinh thái học phân bố trong tự nhiên………………………………. 5
1.1.4 Đặc điểm hình thái học……………………………………………………….. 6
1.1.5 Đặc điểm sinh hóa…………………………………………………………….. 6
1.1.6 Đặc điểm tế bào và khả năng sinh bào tử…………………………………….. 8
1.1.7 Khả năng đối kháng nấm bệnh của các chủng Bacillus spp………………….. 10
1.1.8 Mức độ an toàn sinh học……………………………………………………… 16
1.2 Tổng quan về các chủng nấm gây bệnh đốm trắng trên thanh long……………. 16
i
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
1.2.1 Giới thiệu về bệnh đốm trắng………………………………………………… 16
1.2.2 Tác hại của bệnh đốm trắng: ………………………………………………….19
1.2.3 Giới thiệu về chủng nấm gây bệnh…………………………………………… 19
1.2.4 Phân loại……………………………………………………………………… 21
1.2.5 Đặc điểm hình thái học……………………………………………………….. 22
1.2.6 Lịch sử nghiên cứu…………………………………………………………… 22
1.3 Nấm gây bệnh héo vàng trên cây ớt (Fusarium sp.)…………………………… 25
1.3.1 Giới thiệu về bệnh héo vàng trên cây ớt……………………………………… 25
1.3.2 Giới thiệu về chủng nấm gây bệnh chủ yếu…………………………………... 25
1.3.3.Lịch sử nghiên cứu……………………………………………………………. 27
1.3.4 Phân loại……………………………………………………………………… 27
1.3.5 Đặc điểm sinh thái học phân bố trong tự nhiên………………………………. 27
1.3.6 Đặc điểm hình thái học……………………………………………………….. 28
1.4 Giới thiệu về enzyme ngoại bào……………………………………………….. 29
1.4.1 Tổng quan về Enzyme Chitinase……………………………………………... 29
1.4.2 Tổng quan về Enzyme Cellulase……………………………………………... 32
1.5 Phân giải lân khó tan trong đất ………………………………………………….35
1.5.1 Khái niệm…………………………………………………………………….. 35
1.5.2 Sự chuyển hóa lân trong đất………………………………………………….. 36
1.5.3 Vi sinh vật phân giải lân khó tan……………………………………………... 37
ii
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
1.6 Khả năng sinh IAA……………………………………………………………... 39
1.6.1 Lịch sử nghiên cứu IAA……………………………………………………… 40
1.6.2 Khái niệm…………………………………………………………………….. 41
1.6.3 Vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng cây trồng (PGPR)…………………. 42
1.6.4 Các chủng vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng cây trồng (PGPR)……… 44
1.7 Tình hình nghiên cứu sử dụng Bacillus spp. ứng dụng vào sản xuất nông
nghiệp………………………………………………………………………………..45
1.7.1 Nghiên cứu nước ngoài……………………………………………………….. 45
1.7.2 Nghiên cứu trong nước……………………………………………………….. 46
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU… 48
2.1Thời gian và địa điểm nghiên cứu………………………………………………. 48
2.2 Vật liệu nghiên cứu……………………………………………………………... 48
2.2.1 Vật liệu……………………………………………………………………….. 48
2.2.2 Hóa chất………………………………………………………………………. 48
2.2.3 Môi trường……………………………………………………………………. 49
2.3.Thiết bị và dụng cụ……………………………………………………………... 50
2.3.1 Thiết bị……………………………………………………………………….. 50
2.3.2 Dụng cụ………………………………………………………………………. 51
2.4 Bố trí thí nghiệm………………………………………………………………... 52
2.5 Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………….. .54
iii
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
2.5.1 Phương pháp lấy mẫu 54
2.5.2 Phương pháp pha loãng………………………………………………………. 55
2.5.3 Phương pháp phân lập chủng vi khuẩn……………………………………….. 55
2.5.4 Phương pháp tăng sinh………………………………………………………... 56
2.5.5 Phương pháp quan sát hình thái tế bào……………………………………….. 57
2.5.6 Phương pháp xác định đặc điểm sinh hóa…………………………………… 58
2.5.7 Phương pháp cấy chuyển để bảo quản giống…………………………………. 65
2.5.8 Phương pháp bảo quản giống bằng giữ lạnh…………………………………. 65
2.5.9 Phương pháp khảo sát khả năng sinh enzyme ngoại bào (cellulase, chitinase) của
các chủng vi khuẩn…………………………………………………………………. 66
2.5.10 Phương pháp xác định mật độ vi khuẩn……………………………………... 69
2.5.11 Khả năng phân giải phosphate khó tan……………………………………... 75
2.5.12 Khả năng sinh IAA………………………………………………………….. 77
2.5.13 Phương pháp đối kháng nấm……………………………………………….. 78
2.5.13 Đánh giá khả năng phòng trừ nấm bệnh trên trái thanh long……………….. 79
2.5.14 Đánh giá khả năng phòng trừ nấm bệnh trên cây ớt………………………… 81
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………… 83
3.1 Kết quả phân lập các chủng Bacillus spp. từ đất nông nghiệp…………………. 83
3.1.1. Đặc điểm hình thái của các chủng…………………………………………… 83
3.1.2 Kết quả kiểm tra đặc điểm sinh hóa của các chủng…………………………... 89
iv
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
3.2. Khả năng sinh enzyme ngoại bào của các chủng………………………............ 90
3.2.1 Khả năng sinh enzyme chitinase……………………………………………... 90
3.2.2 Khả năng sinh enzyme cellulase....................................................................... 92
3.3 Khả năng đối kháng nấm của các chủng……………………………………….. 95
3.3.1. Khả năng đối kháng nấm Fusarium sp……………………………………… 95
3.3.2. Khả năng đối kháng nấm Neoscytalidium dimidiatum gây bệnh đốm trắng thanh
long…………………………………………………………………………………..97
3.4. Khả năng phân giải lân khó tan của các chủng………………………………… 100
3.5 Khả năng sinh IAA của các chủng……………………………………………… 102
3.9 Đánh giá khả năng ức chế nấm bệnh của các chủng vi khuẩn đối với thanh long ứng
dụng bảo quản sau thu hoạch……………………………………………………… 105
3.10 Kết quả hiệu quả đối kháng nấm Fusarium sp. gây chết cây ớt………………. 110
3.11 Định danh các chủng có triển vọng…………………………………………… 117
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……………………………………….. 120
4.1. Kết luận …………………………………………………………………………120
4.2. Kiến nghị……………………………………………………………………….. 120
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………….
122
PHỤ LỤC…………………………………………………………………………
1
v
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
NB: Môi trường Nutrient Broth
NA: Môi trường Nutrient Agar
NMSL: Nước muối sinh lý
PDA: Môi trường Potato D-glucose Agar
PDB: Môi trường Potato D- glucose Broth
LBNT: Lây bệnh nhân tạo
vi
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Đặc điểm hình thái và khuẩn lạc Bacillus spp. trên môi trường NA theo
Malarkodi Chelladurai et al (2013)
Hình 1.2: Triệu chứng bệnh khi xuất hiện trên thân, cành thanh long (Nguồn: Viện bảo
vệ thực vật, 2014)
Hình 1.3: Triệu chứng bệnh trên quả thanh long chin (Nguồn: Viện bảo vệ thực
vật,2014)
Hình 1.4 Hình thái nấm Scytalidium dimidiatum dưới kính hiển vi ở vật kính 40X.
Hình 1.5: Đặc điểm hình thái vi nấm Fusarium oxysporum (Jeon CS et al, 2013)
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng phân giải cellulase của các chủng
Bacillus spp.
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng phân giải chitinase của các chủng
Bacillus spp.
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định mật độ vi khuẩn – dựng đường chuẩn tế
bào
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định mật độ nấm – dựng dường chuẩn nấm
Hình 3.1.: Kết quả nhuộm gram của các chủng vi khuẩn. Quan sát ở 100x
Hình 3.2: Kết quả nhuộm bào tử của các chủng vi khuẩn. Quan sát 100X
Hình 3.3: Đường kính vòng phân giải chitin (cm)
Hinh 3.4: Đường kính vòng phân giải CMC (cm)
Hình 3.5: Hiệu lực ức chế nấm bệnh Fusarium sp.của các chủng Bacillus spp.
vii
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
Hình 3.6: Hiệu lực ức chế nấm bệnh Neoscytalidium dimidiatum của các chủng
Bacillus spp.
Hình 3.7: Hàm lượng photphat khó tan do các chủng Bacillus sp.p. phân giải (Trong đó
A: thí nghiệm; B: đối chứng)
Hinh 3.8: Lượng photphat các chủng Bacillus spp. phân giải theo thời gian
Hình 3.9: Khả năng sinh IAA c ủa các chủng vi khuẩn. (Trong đó A: Bổ sung
tryptophan, B: là không bổ sung tryptophan)
Hình 3.10: Khả năng sinh IAA của các chủng Bacillus spp.
Hình 3.11: Chỉ số bệnh hại trên thanh long sau 7 ngày
Hình 3.13: Chiều cao cây qua các nghiệm thức
Hình 3.14: Chiều dài rễ qua các nghiệm thức
Hình 3.15: Số lá qua từng nghiệm thức
Hình 3.16: Kết quả giải trình tự gen 16S của mẫu BPS6
Hình 3.17: Kết quả tra cứu trên BLAST SEARCH (NCBI) của chủng BPS6
Hình 3.18: Kết quả giải trình tự 16S của chủng BTA7
Hình 3.19: Kết quả tra cứu trên BLAST SEARCH (NCBI) của chủng BTA7
viii
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Một số thử nghiệm sinh hóa đặc trưng ở Bacillus spp.
Bảng 1.2: Các chất kháng sinh được tổng hợp ở một số loài Bacillus spp. (M. Dworkin,
The Prokaryotes, 2006)
Bảng 3.1 : Hình dạng khuẩn lạc của các chủng vi khuẩn phân lập được
Bảng 3.2 : Kết quả thử nghiệ sinh hóa của các chủng vi khuẩn phân lập được.
Bảng 3.3: Khả năng sinh enzyme chitinase của các chủng sau 24 giờ
Bảng 3.4: Khả năng sinh enzyme cellulase của các chủng vi khuẩn phân lập
Bảng 3.5: Hiệu quả ức chế nấm Fusarium sp. của các chủng vi khuẩn
Bảng 3.6: Hệu lực ức chế nấm bệnh sau 3 ngày, 5 ngày (%)
Bảng 3.7: Khả năng phân giải photphate khó tan sau các khoảng thời gian (𝜇𝑔/𝑚𝑙)
Bảng 3.8: Khả năng sinh IAA của các chủng Bacillus spp. sau 5 ngày
Bảng 3.9: Chỉ số bệnh đốm trắng trên thanh long ở các nghiệm thức
Bảng 3.10: Tỷ lệ (%) nảy mầm, tỷ lệ (%) sống sót, chiều dài rễ, chiều cao cây, số lá
trên cây.
ix
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, nền nông nghiệp Việt Nam ngày càng được nhiều nước
trên thế giới biết đến với những mặt hàng nông sản xuất khẩu chủ lực như: lúa, gạo, cà
phê, hồ tiêu, ớt, thanh long, vú sữa... Đáp ứng được những tiêu chí về chất lượng của
các nước trên thế giới. Tuy nhiên, nông nghiệp ở nước ta vẫn còn dựa chủ yếu vào
phân bón và thuốc bảo vệ thực vật hóa học. Hệ quả, nông dân không chỉ tốn nhiều chi
phí cho hóa chất mà sự đa dạng hệ vi sinh vật đất và chất lượng đất bị suy giảm nghiêm
trọng. Vì vậy, biện pháp sinh học được tập trung nghiên cứu và thay thế dần các biện
pháp hóa học. Các kết quả nghiên cứu cho thấy các loài vi khuẩn Bacillus có khả năng
đối kháng với nhiều loài nấm gây bệnh có thể bảo vệ cây trồng, chống lại các vi sinh
vật gây bệnh, đồng thời tạo điều kiện cho cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt
(Dunlap et al, 2013; Jamil Shafi et al., 2017; Radhakrishnan et al., 2017). Do đó, nhiều
chủng Bacillus đã được sản xuất thành chế phẩm ở nhiều nước trên thế giới. Ở Việt
Nam, việc nghiên cứu sử dụng Bacillus để tạo phân bón vi sinh đã được quan tâm và
triển khai (Phạm Văn Toản, 2002). Tuy nhiên, việc sử dụng Bacillus để trừ bệnh hại
vẫn còn khá hạn chế, chủ yếu là nhập chế phẩm từ nước ngoài. Mặt khác, hiệu lực đối
kháng bệnh của các chủng Bacillus vẫn khá biến động. Xuất phát từ những lý do trên,
sinh viên tiến hành đề tài: “Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong
sản xuất nông nghiệp.”
2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tổng hợp tài liệu:
+ Thu thập, tìm hiểu các tài liệu tham khảo, sách, giáo trình và internet liên quan đến
đề tài.
+ Tổng hợp, lựa chọn các tài liệu liên quan đến mục tiêu của đề tài.
1
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
- Phương pháp nghiên cứu:
+ Phân lập các chủng vi khuẩn có khả năng sinh enzyme ngoại bào và tuyển chọn các
chủng có khả năng sinh enzyme mạnh nhất từ các nguồn đất.
+ Thực hiện một số khảo sát về hình thái, thử nghiệm sinh hóa đặc trưng cho các chủng
Bacillus spp. để tuyển chọn chủng mong muốn, loại các vi sinh vật có nguy cơ gây
bệnh.
+ Bố trí các thí nghiệm khảo sát tương ứng từng thí nghiệm
- Phương pháp thu thập và xử lý số liệu:
+ Ghi nhận số liệu trực tiếp từ các thí nghiệm bố trí khảo sát.
+ Xử lý số liệu bằng phần mềm Statistical Analysis System (SAS) và Microsoft Excel
2013.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng: Nghiên cứu thử nghiệm trên các chủng vi khuẩn có khả năng ức chế nấm
bệnh từ các nguồn đất khác nhau.
- Phạm vi giới hạn đề tài: Vi khuẩn Bacillus spp. được phân lập từ đất.
4. Ý nghĩa đề tài khoa học
- Ý nghĩa khoa học:
Phân lập được chủng vi khuẩn Bacillus spp. có khả năng ức chế nấm bệnh đạt hiệu quả
cao, góp phần xác định một số đặc điểm về hình thái tế bào và hình thái khuẩn lạc của
một số chủng vi khuẩn nhóm Bacillus subtilis.
- Ý nghĩa thực tiễn:
2
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
Dựa trên kết quả thí nghiệm nghiên cứu thu được để góp phần tìm ra chủng vi khuẩn
có khả năng ức chế nấm bệnh mạnh ứng dụng để tạo ra các chế phẩm bảo quản sau thu
hoạch thanh long, các loại phân bón sinh học góp phần nâng cao sự phát triển ở cây
trồng, thay thế dần các sản phẩm hóa học góp phần bảo vệ môi trường.
5. Các kết quả đạt được của đề tài
-Phân lập được 8 chủng vi khuẩn, từ kết quả phân lập sau khi định danh sơ bộ bằng các
phản ứng test sinh hóa đặc trưng của Bacillus subtilis thì trùng khớp.
-Kết quả khả năng ức chế nấm bệnh được thực hiện cho các chủng vi khuẩn phân lập
được làm cơ sở sản xuất chế phẩm sinh học.
-Bước đầu ứng dụng vi khuẩn phân lập tuyển chọn được vào quá trình bảo quản sau
thu hoạch thanh long và nâng cao sự phát triển ở cây ớt
6. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp:
- Phần Mở đầu.
- Chương 1: Tổng quan tài liệu - nội dung chương đề cập đến các nội dung liên quan
đến tài liệu nghiên cứu.
-Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu - nội dung chương đề cập đến các
dụng cụ, thiết bị và các phương pháp nghiên cứu trong đồ án.
-Chương 3: Kết quả và thảo luận - nội dung chương đưa ra những kết quả mà đề tài
thực hiện được và đưa ra những thảo luận, biện chứng cho kết quả thu được.
-Phần Kết luận và đề nghị: nội dung tóm lại những kết quả mà đề tài đạt được và đề
nghị cho những hướng cần cải thiện thêm trong đề tài.
3
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về chủng Bacillus spp.
1.1.1 Lịch sử nghiên cứu
Từ bacillus nhằm miêu tả hình dáng của một nhóm vi khuẩn khi được quan sát dưới
kính hiển vi. Nó xuất phát từ tiếng Latin có nghĩa là hình que. Do đó, một số nơi gọi là
khuẩn que hoặc trực khuẩn.
Tuy nhiên, Bacillus (viết hoa và in nghiêng) là tên của một chi gồm các vi khuẩn
hình que, Gram dương, hiếu khí thuộc về họ Bacillaceae trong Firmicutes.
Chi Bacillus được đặt tên vào năm 1835 bởi Christian Gottfried Ehrenberg, có chứa
vi khuẩn hình que (trực khuẩn). Ông đã có bảy năm trước đó được đặt tên là chi
Bacterium. Bacillus sau đó đã được Ferdinand Cohn sửa đổi để mô tả thêm chúng như
là bào tử hình thành bào tử, vi khuẩn Gram dương, hiếu khí hoặc vi khuẩn kỵ khí.
Giống như các chi khác liên quan đến lịch sử vi sinh vật như Pseudomonas và Vibrio,
267 loài Bacillus có mặt khắp nơi. Chi này có sự đa dạng 16S ribosome rất lớn và đa
dạng về môi trường.
Bacillus subtilis được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1835 do Christion Erenberg và
tên của loài vi khuẩn này lúc bấy giờ là “Vibrio subtilis”. Gần 30 năm sau, Casimir
Davaine đặt tên cho loài vi khuẩn này là “Bacteridium”. Năm 1872, Ferdimand Cohn
xác định thấy loài trực khuẩn này có đầu vuông và đặt tên là Bacillus subtilis. Năm
1941, Bacillus subtilis được phát hiện trong phân ngựa bởi tổ chức y học Nazi của
Đức. Lúc đầu, chúng được dùng chủ yếu để phòng bệnh lị cho các binh sĩ Đức chiến
đấu ở Bắc Phi. Năm 1949 – 1957, Henry và cộng sự tách được các chủng thuần khiết
của Bacillus subtilis. Gần đây, Bacillus subtilis đã được nghiên cứu, sử dụng rộng rãi
trên thế giới. Từ đó, thuật ngữ “Subtilis therapy” ra đời. Bacillus subtilis được sử dụng
ngày càng phổ biến và được xem như sinh vật phòng và trị các bệnh về rối loạn đường
4
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
tiêu hóa, các chứng viêm ruột, viêm đại tràng, tiêu chảy… Ngày nay, Bacillus subtilis
đã và đang được nghiên cứu rộng rãi với nhiều tiềm năng và ứng dụng hiệu quả trong
chăn nuôi, công nghiệp, xử lý môi trường…
1.1.2 Phân loại
Theo phân loại của Bergey (1974), Bacillus thuộc:
Kingdom: Bacteria
Division: Firmicutes
Class: Bacilli
Order: Bacillales
Family: Bacillaceae
Genus: Bacillus
1.1.3 Đặc điểm sinh thái học phân bố trong tự nhiên
Vi khuẩn Bacillus thuộc nhóm vi sinh vật hiếu khí hay kỵ khí tùy nghi. Chúng phân
bố hầu hết trong môi trường tự nhiên, phần lớn cư trú trong đ ất và rơm rạ, cỏ khô nên
được gọi là “trực khuẩn cỏ khô”, thông thường đất trồng trọt có khoảng 10 6– 10 7 triệu
cfu/g. Đất nghèo dinh dưỡng ở vùng sa mạc, đất hoang thì sự hiện diện của chúng rất
hiếm.
Bacillus subtilis có khả năng dùng các hợp chất vô cơ làm nguồn carbon trong khi
một số loài khác như Bacillus haericus, Bacillus cereus cần các hợp chất hữu cơ là
vitamin và amino acid cho sự sinh trưởng. Đặc biệt các loài như Bacillus popilliae,
Bacillus lentimobus có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp, chúng không phát triển trong môi
trường nuôi cấy vi khuẩn thông thường như: Nutrient Agar (NA), Nutrient Broth (NB)
theo Hiroshi Fujikawa và Mitsugu Matsushita (2007).
5
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
1.1.4 Đặc điểm hình thái học
Hình 1.1: Đặc điểm hình thái và khuẩn lạc Bacillus spp. trên môi trường NA theo
Malarkodi Chelladurai et al (2013)
Bacillus spp. là trực khuẩn gram dương, hai đầu tròn, phản ứng catalase dương
tính, chúng có khả năng tạo bào tử để tồn tại trong môi trường khắc nghiệt. Các chủng
Bacillus spp. có các roi giúp chúng di chuyển, vì vậy chúng có khả năng di chuyển
nhanh chóng trong chất lỏng. Kích thước tế bào của chúng khoảng 0,5-0,8µm × 1,8-3
µm. Khi gặp điều kiện bất lợi, Bacillus spp. sẽ hình thành bào tử để vượt qua điều kiện
bất lợi, nếu gặp điều kiện thuận lợi bào tử Bacillus spp. sẽ nảy mầm và phát triển như
một tế bào mới với chu kỳ sống mới. Bào tử Bacillus subtilis có hình bầu dục, kích
thước khoảng 0,6 - 0,9 µm. Phân bố không theo quy tắc chặt chẽ nào, lệch tâm, gần
tâm nhưng không chính tâm theo Hong et al (2009).
1.1.5 Đặc điểm sinh hóa
Bacillus spp. có một số test sinh hóa đặc trưng sau: Lên men nhưng không sinh hơi
các loại đường glucose, maltose, mannitol, sucrose, xylose; Indol (-); VP (+); nitrate
6
Phân lập và tuyển chọn các chủng Bacillus ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
(+); H2 S (-); NH3 (+); catalase (+); amylase (+); casein (+); citrate (+); có kh ả năng di
động và hiếu khí.
Bảng 1.1: Một số thử nghiệm sinh hóa đặc trưng ở Bacillus spp.
Phản ứng sinh hóa
Kết quả
Catalase
+
Indol
-
MR
+
VP
+
Citrate
+
Nitrate
+
Gelatin
+
Di động
+
Amylase
+
Arabinose
+
Xylose
+
Saccharose
+
Mannitol
+
Glucose
+
Lactose
-
7
- Xem thêm -