I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài
Nghiên cứu sản xuất hormone tăng trưởng thực vật IAA từ nấm Aureobasidium pullulans là một hướng đi quan trọng trong công nghệ sinh học nông nghiệp. IAA (Indole-3-Acetic Acid) là một hormone thực vật quan trọng, thúc đẩy sự phát triển của rễ, kích thích phân chia tế bào và tăng kích thước mô thực vật. Việc sử dụng IAA từ nguồn vi sinh vật như Aureobasidium pullulans giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào phân bón hóa học, hướng tới nền nông nghiệp bền vững. Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa quá trình sản xuất IAA từ nấm Aureobasidium pullulans, đồng thời đánh giá hiệu quả của IAA trên cây trồng.
1.1. Tình hình nghiên cứu
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng IAA được sản xuất bởi vi khuẩn và nấm có khả năng kích thích sự phát triển của thực vật. Aureobasidium pullulans là một loại nấm có tiềm năng lớn trong việc sản xuất IAA nhờ khả năng chịu đựng điều kiện khắc nghiệt và sản xuất các enzyme ngoại bào. Tuy nhiên, nghiên cứu về khả năng sản xuất IAA của Aureobasidium pullulans vẫn còn hạn chế, đặc biệt là trong việc tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy.
II. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định các điều kiện tối ưu để sản xuất IAA từ Aureobasidium pullulans, bao gồm thành phần môi trường, nhiệt độ, pH và thời gian nuôi cấy. Nghiên cứu cũng nhằm đánh giá hiệu quả của IAA trên cây trồng, đặc biệt là cây bắp, trong điều kiện in vitro.
2.1. Khảo sát khả năng sinh tổng hợp IAA
Nghiên cứu tiến hành khảo sát 143 chủng nấm để xác định khả năng sinh tổng hợp IAA. Chủng nấm Aureobasidium pullulans DMKU-CE104 được chọn do khả năng sản xuất IAA cao nhất. Các yếu tố như nồng độ L-Trp, nguồn nitơ, nguồn carbon, pH, nhiệt độ và thời gian nuôi cấy được tối ưu hóa để đạt hiệu suất IAA cao nhất.
2.2. Đánh giá hoạt tính sinh học của IAA
Hoạt tính sinh học của IAA được đánh giá thông qua thí nghiệm trên cây bắp. Kết quả cho thấy IAA từ canh trường lên men của Aureobasidium pullulans có khả năng kích thích sự tăng trưởng của cây bắp, đặc biệt là tăng trọng lượng khô của cây so với mẫu đối chứng.
III. Kết quả và thảo luận
Nghiên cứu đã xác định được điều kiện tối ưu để sản xuất IAA từ Aureobasidium pullulans DMKU-CE104, bao gồm môi trường chứa 5 g/L cao nấm men, 5 g/L glycerol, 1.5 g/L L-Trp, pH 5, nhiệt độ 30°C và thời gian nuôi cấy 48 giờ. Hiệu suất IAA đạt được là 666.39 ± 11.91 mg/L. Hoạt tính sinh học của IAA được chứng minh qua việc kích thích sự tăng trưởng của cây bắp trong điều kiện in vitro.
3.1. Tối ưu hóa môi trường nuôi cấy
Các yếu tố như nồng độ L-Trp, nguồn nitơ và carbon, pH và nhiệt độ đã được khảo sát để tối ưu hóa quá trình sản xuất IAA. Kết quả cho thấy nồng độ L-Trp 1.5 g/L, nguồn nitơ từ cao nấm men và nguồn carbon từ glycerol là tối ưu nhất.
3.2. Hiệu quả của IAA trên cây bắp
Thí nghiệm trên cây bắp cho thấy IAA từ canh trường lên men của Aureobasidium pullulans có khả năng kích thích sự tăng trưởng của cây, đặc biệt là tăng trọng lượng khô của cây so với mẫu đối chứng. Điều này chứng tỏ tiềm năng ứng dụng của IAA trong nông nghiệp.
IV. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã thành công trong việc tối ưu hóa quá trình sản xuất IAA từ Aureobasidium pullulans DMKU-CE104 và chứng minh hiệu quả của IAA trên cây bắp. Kết quả này mở ra hướng ứng dụng IAA từ nguồn vi sinh vật trong nông nghiệp, giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào phân bón hóa học và hướng tới nền nông nghiệp bền vững.
4.1. Kiến nghị
Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế sinh tổng hợp IAA của Aureobasidium pullulans và mở rộng ứng dụng trên các loại cây trồng khác. Đồng thời, cần phát triển quy trình sản xuất IAA ở quy mô công nghiệp để đáp ứng nhu cầu thực tế trong nông nghiệp.
