--

19(2)2024

Đánh giá khả năng tiết chitinase ngoại bào và đối kháng nấm Pyricularia oryzae của vi khuẩn và xạ khuẩn phân lập từ đất vùng rễ lúa ở tỉnh Kiên Giang


Tác giả - Nơi làm việc:
Đinh Anh Hòa - Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Trần Thị Phấn - Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Trần Thùy Trang - Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Nguyễn Thị Ánh Nguyệt - Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Nguyễn Thị Thùy Dương - Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Nguyễn Hải An - Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Lê Thị Mai Châm - Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Tác giả liên hệ, Email: Đinh Anh Hòa - dinhanhhoa.ahi@gmail.com
Ngày nộp: 20-06-2024
Ngày duyệt đăng: 28-08-2024
Ngày xuất bản: 17-09-2024

Tóm tắt
Nấm Pyricularia oryzae là một trong những đối tượng gây bệnh đạo ôn ở cây lúa. Cơ chế lây nhiễm là xâm nhiễm trực tiếp qua màng sinh chất, tiết ra độc tố tế bào và hình thành tế bào truyền nhiễm chuyên gây bệnh cho cây lúa ở một số loài (Muni & Nadarajah, 2014). Vì vậy, chế phẩm chứa các hoạt chất sinh học từ vi sinh vật có khả năng kháng nấm gây bệnh và không gây hại cho con người với môi trường, là biện pháp đầy tiềm năng để quản lý nấm gây bệnh trên lúa. Thuộc nhóm vi sinh vật có lợi, vi khuẩn và xạ khuẩn vùng rễ được biết đến là nhóm ứng dụng khả năng đối kháng trong việc phòng trị bệnh do nấm gây ra. Nghiên cứu này đã sàng lọc được 11 chủng xạ khuẩn và 10 chủng vi khuẩn có hoạt tính chitinase cao, từ 09 mẫu đất vùng rễ lúa tại tỉnh Kiên Giang. Trong đó, chủng B.KG4.1 và S.KG1.1 có tiềm năng ức chế nấm Pyricularia oryzae mạnh bằng phương pháp đồng nuôi cấy với hiệu suất đối kháng lần lượt đạt 90.9% và 87.41% sau 15 ngày. Hiệu suất đối kháng với nấm Pyricularia oryzae của các chủng vi khuẩn có mối tương quan tỷ lệ thuận với khả năng tiết chitinase ngoại bào của chúng. Dựa trên đặc điểm mô tả hình thái và giải trình tự gen 16S-rRNA, chủng S.KG1.1 được xác định là Streptomyces carpinensis và chủng B.KG4.1 thuộc nhóm Bacillus amyloliquefaciens. Với những đặc điểm trên, Bacillus amyloliquefaciens B.KG4.1 và Streptomyces carpinensis S.KG1.1 có tiềm năng khai thác trong sản xuất chế phẩm chứa các hoạt chất sinh học trong phòng trừ nấm Pyricularia oryzae gây bệnh trên lúa.

Từ khóa
bacillus sp., bệnh đạo ôn; pyricularia oryzae; streptomyces carpinensis; vi sinh vật vùng rễ

Toàn văn:
PDF

Trích dẫn:

Dinh, H. A., Tran, P. T., Tran, T. T., Nguyen, N. T. A., Nguyen, D. T. T., Nguyen, A. H., & Le, C. T. M. (2024). Đánh giá khả năng tiết chitinase ngoại bào và đối kháng nấm Pyricularia oryzae của vi khuẩn và xạ khuẩn phân lập từ đất vùng rễ lúa ở tỉnh Kiên Giang [Evaluation of chitinase production ability to antagonize Pyricularia Oryzae of bacteria and actinomycete strains isolated from rice root soil in Kien Giang Province]. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh – Kỹ thuật và Công nghệ, 19(2), 50-66. doi:10.46223/HCMCOUJS.tech.vi.19.2.3507.2024


Tài liệu tham khảo

Amin, H., Ashraf, K., & Khosrow, I. (2014). Streptomycetes: Characteristics and their antimicrobial activities. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 2(1), 63-75.


Chaiharn, M., Theantana, T., & Pathom-aree, W. (2020). Evaluation of biocontrol activities of Streptomyces spp. against rice blast disease Fungi. Pathogens, 9(2), Article 126. doi:10.3390/pathogens9020126


Challis, G. L., & Hopwood, D. A. (2003) Synergy and contingency as driving forces for the evolution of multiple secondary metabolite production by Streptomyces species. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100(suppl_2), 14555-14561.


Chun, B. H., Kim, K. H., Jeong, S. E., & Jeon, C. O. (2019). Genomic and metabolic features of the Bacillus amyloliquefaciens group - B. amyloliquefaciens, B. velezensis, and B. siamensis– revealed by pan-genome analysis. Food Microbiology, 77, 146-157. doi:10.1016/j.fm.2018.09.001


Chutima, K., Sompong, S., Chanitchote, D., Sudathip, C., & Jirawan, A. (2017). Fermentable sugars production from lignocellulosic materials hydrolysis by thermophilic enzymes from Bacillus subtilis J12. Energy Procedia, 2017(138), 151-156.


Cinkocki, R., Lipková, N., Javoreková, S., Petrová, J., Maková, J., Medo, J., & Ducsay, L. (2021). The impact of growth-promoting Streptomycetes isolated from Rhizosphere and bulk soil on oilseed rape (Brassica napus L.) growth parameters. Sustainability13(10), Article 5704. doi:10.3390/su13105704


Dai, D., Hu, W., Huang, G., & Li, W. (2011). Purification and characterization of a novel extracellular chitinase from thermophilic Bacillus sp. Hu1. African Journal of Biotechnology, 10(13), 2476-2485.


Dang, Q. N. (2023). Nghiên cứu và ứng dụng xạ khuẩn trong phòng trị bệnh đạo ôn hại lúa do nấm Pyricularia oryzae Cav. Trên vùng đất nhiễm mặn [Research and application of actinomycetes in the prevention and control of rice blast disease caused by Pyricularia oryzae Cav. on saline soil] (Master’s thesis). Can Tho University, Can Tho, Vietnam.


Dang, V. T. T. (2013). Phân lập và nhận diện vi khuẩn Bacillus sp. đối kháng nấm Pyricularia oryzae L. từ đất và cây lúa cao sản trồng ở Đồng bằng sông Cửu Long [Isolation and identification of Bacillus sp. bacteria antagonistic to Pyricularia oryzae L. fungus from soil and high-yielding rice plants grown in the Mekong Delta] (Master’s thesis). Can Tho University, Can Tho, Vietnam.


Fan, B., Blom, J., Klenk, H.-P., & Borriss, R. (2017). Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus velezensis, and Bacillus siamensis form an “Operational Group B. amyloliquefaciens” within the B. subtilis species complex. Frontiers in Microbiology, 8(22). doi:10.3389/fmicb.2017.00022


Fritze, D. (2004). Taxonomy of the genus Bacillus and related genera: The aerobic endospore-forming bacteria. Phytopathology, 94(11), 1245-1248. doi:10.1094/PHYTO.2004.94.11.1245


Fukata, Y., Erbon, L. A., & Kobayashi, N. (2007), Genetic and breeding analysis of blast resistance in elite indica-type Rice (Oryza sativa L.) Bred in international rice resisearch institude. Japan Agricuture Resisearch Quartely, 41(2), 101-114.


Gordon, R. E., Haynes, W. C., & Pang, C. H. N. (1973). The genus bacillus. Washington, D.C.: United States Department of Agriculture.


Jog, R., Nareshkumar, G., & Rajkumar, S. (2012). Plant growth promoting potential and soil enzyme production of the most abundant Streptomyces spp. from wheat rhizosphere, Journal of Applied Microbiology, 113(5), 1154-1164. doi:10.1111/j.1365-2672.2012.05417.x


Malisorn, K., Embaen, S., Sribun, A., Saeng-In, P., Phongsopitanun, W., & Tanasupawat, S. (2020). Identification and antimicrobial activities of Streptomyces, Micromonospora, and Kitasatospora strains from rhizosphere soils. Journal of Applied Pharmaceutical Science10(2), 123-128.


Muni, N. M., & Nadarajah, K. (2014). Morphological and molecular characterization of Magnaporthe oryzae (fungus) from infected rice leaf samples. AIP Conference Proceedings, 1614(1), 756-760. doi:10.1063/1.4895296


Nabila, N., & Kasiamdari, R. S. (2021). Antagonistic activity of siderophore-producing bacteria from black rice rhizosphere against rice blast fungus Pyricularia oryzae. Microbiology and Biotechnology Letters, 49(2), 217-224. doi:10.48022/mbl.2011.11009


Nguyen, D. T. M. (2013). Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn vùng rễ lúa thuộc đất nhiễm mặn có khả năng cố định đạm và tổng hợp IAA [Isolation and selection of rice rhizosphere bacteria in saline soil with the ability to fix nitrogen and synthesize IAA] (Graduation thesis). Can Tho University, Can Tho, Vietnam.


Nguyen, H. T. (2012). Tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy chủng Aspergillus protuberus sinh tổng hợp enzyme chitinase được phân lập từ rừng ngập mặn Cần Giờ [Optimization of culture conditions of Aspergillus protuberus strain producing chitinase enzyme isolated from Can Gio mangrove forest]. Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ, 22b, 26-35.


Nguyen, H. T. D., Hua, C. T., Dang, N. B., Nguyen, T. T. T., Nguyen, A. N., & Pham, V. T. (2021). Phân lập và tuyển chọn xạ khuẩn có khả năng sinh các hợp chất có hoạt tính cao [Isolation and selection of actinomycetes capable of producing highly active compounds]. Tạp chí Khoa học và Cộng nghệ, 53B(1), 56-67.


Nguyen, L. T. P. (2016). Nghiên cứu phòng trừ bệnh đạo ôn (Pyricularia oryzae) hại lúa bằng vi sinh vật đối kháng Streptomyces và Bacillus bản địa ở đồng bằng Sông Cửu Long [Research on rice blast disease control (Pyricularia oryzae) by antagonistic microorganisms Streptomyces and Bacillus indigenous to the Mekong Delta] (Doctoral dissertation). Vietnam Academy of Agricultural Sciences, Vinh Quynh, Thanh Tri, Hanoi, Vietnam.


Nguyen, M. T. X., & Nguyen, C. D. (2016). Đánh giá khả năng đối kháng của vi khuẩn Pseudomonas phát huỳnh quang đối với nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn trên lúa và cơ chế có liên quan trong điều kiện phòng thí nghiệm [Evaluation of the antagonistic ability of fluorescent Pseudomonas bacteria against Pyricularia oryzae fungus causing rice blast disease and related mechanisms under laboratory conditions]. Tạp chí Khoa học Công Nghệ Việt Nam, 6(67), 34-39.


Nguyen, P. T. T. (2016). Giải pháp tài chính thúc đẩy xuất khẩu gạo vùng Đồng bằng sông Cửu Long [Financial solutions to promote rice export in the Mekong Delta]. Tạp chí tài chính, 1(1), 79-81.


Nguyen, P. T., Nguyen, O. T. P., & Nguyen, H. H. (2014). Khả năng đối kháng Pyricularia oryzae của vi khuẩn sinh chitinase phân lập từ đất vùng rễ lúa [Antagonistic ability of chitinase-producing bacteria isolated from rice rhizosphere soil against Pyricularia oryzae]. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Phần B: Nông nghiệp, Thủy sản và Công nghệ Sinh học, 31(2014), 7-11.


Phung, P. N. Y., Tran, P. V., & Ho, U. X. (2023). Tuyển chọn Chủng vi khuẩn Bacillus có hiệu quả kiểm soát bệnh đạo ôn do nấm Pyricularia oryzae được phân lập từ vùng trồng lúa ở đồng bằng sông Cửu Long [Selection of Bacillus strains effective in controlling rice blast disease caused by Pyricularia oryzae isolated from rice growing areas in the Mekong Delta]. Tạp chí Khoa học và Cộng nghệ Đại học Thái nguyên, 228(13), 490-497.


Sette, L. D., DeOliveira, V. M., & Manfio, G. P. (2005). Isolation and characterization of alachlor-degrading actinomycetes from soil. Antonie van Leeuwenhoek, 87(2), 81-89. doi:10.1007/s10482-004-1129-2


Skerman, V. B. D., McGowan, V., & Sneath, P. H. A. (Eds.). (1980). Approved lists of bacterial names. Journal of Systematic Bacteriology (IJSB), 30(1), 225-420. doi:10.1099/00207713-30-1-225


Tresner, H. D., & Backus, E. J. (1963). System of color wheels for Streptomyces taxonomy. Applied Microbiology, 11(4), 335-338.


Vu, N. T. T., Le, L. Q., Huynh, D. T., Pham, V. A., Tran, N. T. M., Tran, K. T., & Nguyen, D. H. (2020). Xác định các loài nấm gây bệnh trên cây lúa (Oryza Sativa) tại tỉnh Kiên Giang [Identification of fungal species causing diseases on rice (Oryza Sativa) in Kien Giang province]. Hội nghi Công nghệ sinh học toàn quốc, Đại học Huế, Công nghệ Sinh học Môi trường và Nông nghiệp, 556-561.


Zhou, J., Xie, Y., Liao, Y., Li, X., Li, Y., Li, S., … He, Y. Q. (2022). Characterization of a Bacillus velezensis strain isolated from Bolbostemmatis Rhizoma displaying strong antagonistic activities against a variety of rice pathogens. Frontiers in Microbiology, 13(2022), Article 983781. doi:10.3389/fmicb.2022.983781



Creative Commons License
© The Author(s) 2024. This is an open access publication under CC BY NC licence.