Phân lập và đánh giá khả năng đối kháng của xạ khuẩn với nấm Colletotrichum gloeosporioides gây bệnh thán thư trên cây trồng

• Tác giả: Nguyen Mai Anh
• Người hướng dẫn: Dr. Trinh Xuan Hoat
• Trường học: Vietnam National University of Agriculture
• Chuyên ngành: Biotechnology
• Đề tài: Characterization and identification of Actinomycetes capable of antagonism with fungus Colletotrichum gloeosporioides cause Anthracnose disease in plants
• Loại tài liệu: Graduation thesis
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hanoi

• COMMITMENT
• ACKNOWLEDGEMENTS
• INDEX
• 1. PURPOSES AND REQUIREMENTS
• 2. OVERVIEW OF ACTINOMYCETES
• 2.1. Introduction and distribution of Actinomycetes
• 2.2. Classification of Actinomycetes
• 2.3. Morphological characteristics of Actinomycetes
• 2.3.1. Substrate mycelium
• 2.3.2. Aerial mycelium
• 2.3.3. Spore chain
• 3. MATERIALS AND METHODS
• 3.1. Chemicals, instruments and equipment
• 3.2. Experiment location and time
• 3.3. Activate Actinomycetes strains preserved in glycerol
• 3.4. Screening of Actinomycetes with antifungal activity
• 3.5. Morphological characterizations of Actinomycetes
• 3.6. Ability to assimilate carbon sources
• 3.7. Ability to produce extracellular enzymes
• 3.8. Effects of temperature, pH and NaCl concentrations on the growth of Actinomycetes
• 3.9. Ability to utilize citrate
• 3.10. Ability to hydrolyze gelatin
• 3.11. Ability to decompose urea
• 3.12. Classification of the Actinomycetes based on 16S rRNA sequences
• 4. RESULTS AND DISCUSSION
• 4.1. Screening and selection of fungal antagonist Actinomycetes
• 4.2. Ability to assimilate carbon sources
• 4.3. Ability to produce extracellular enzymes
• 4.4. Effects of temperature, pH and NaCl concentrations on the growth of Actinomycetes
• 4.5. Ability to utilize citrate
• 4.6. Ability to hydrolyze gelatin
• 4.7. Ability to decompose urea
• 4.8. Classification of the Actinomycetes based on 16S rRNA sequences
• 4.9. Total DNA extraction and concentration
• 4.10. Amplification of 16S rRNA sequences
• 4.11. Sequencing PCR products and building a phylogenetic tree
• 5. CONCLUSIONS AND PROPOSALS

I. Phân lập xạ khuẩn

Nghiên cứu tập trung vào việc phân lập các chủng xạ khuẩn từ mẫu đất và môi trường nuôi cấy. Xạ khuẩn được kích hoạt từ bảo quản trong glycerol tại Khoa Công nghệ Vi sinh, Đại học Nông nghiệp Việt Nam. Phương pháp nuôi cấy kép được sử dụng để sàng lọc các chủng xạ khuẩn có khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum gloeosporioides. Kết quả cho thấy chủng xạ khuẩn VNUA48 có tỷ lệ ức chế nấm đạt 51.11%, được chọn để nghiên cứu sâu hơn.

1.1. Kích hoạt chủng xạ khuẩn

Các chủng xạ khuẩn được kích hoạt từ bảo quản trong glycerol. Quá trình này đảm bảo các chủng vi sinh vật có thể phát triển và thể hiện đầy đủ các đặc tính sinh học của chúng. Phương pháp nuôi cấy kép được áp dụng để đánh giá khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum gloeosporioides.

1.2. Sàng lọc chủng đối kháng

Sử dụng phương pháp nuôi cấy kép, các chủng xạ khuẩn được đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của nấm Colletotrichum gloeosporioides. Chủng VNUA48 được chọn do tỷ lệ ức chế cao nhất, mở ra tiềm năng ứng dụng trong bảo vệ thực vật.

II. Đánh giá khả năng đối kháng

Chủng xạ khuẩn VNUA48 được đánh giá về khả năng sử dụng các nguồn carbon, sản xuất sắc tố melanin, và phát triển trong các điều kiện môi trường khác nhau. Kết quả cho thấy chủng này có khả năng sử dụng citrate, thủy phân gelatin, và phân hủy urea. Những đặc điểm này khẳng định tiềm năng của xạ khuẩn trong việc kiểm soát bệnh thán thư trên cây trồng.

2.1. Khả năng sử dụng carbon

Chủng VNUA48 được đánh giá khả năng sử dụng các nguồn carbon khác nhau. Kết quả cho thấy chủng này có khả năng đồng hóa nhiều loại carbon, một yếu tố quan trọng trong việc phát triển và ứng dụng trong nông nghiệp.

2.2. Điều kiện môi trường

Chủng xạ khuẩn được đánh giá khả năng phát triển trong các điều kiện nhiệt độ, pH, và nồng độ NaCl khác nhau. Kết quả cho thấy chủng VNUA48 có khả năng thích nghi tốt, mở ra tiềm năng ứng dụng trong các điều kiện canh tác đa dạng.

III. Phân loại và nhận dạng xạ khuẩn

Chủng xạ khuẩn VNUA48 được phân loại dựa trên trình tự gene 16S rRNA. DNA tổng số được tách chiết, sau đó khuếch đại bằng PCR với cặp mồi 27F và 1492R. Kết quả giải trình tự và xây dựng cây phả hệ cho thấy chủng này có quan hệ gần gũi với chi Streptomyces. Điều này khẳng định giá trị của xạ khuẩn trong việc sản xuất các hợp chất kháng sinh và bảo vệ thực vật.

3.1. Tách chiết DNA

DNA tổng số của chủng VNUA48 được tách chiết và đánh giá nồng độ. Quá trình này đảm bảo chất lượng DNA đủ để thực hiện các bước phân tích tiếp theo.

3.2. Giải trình tự và xây dựng cây phả hệ

Trình tự gene 16S rRNA được giải mã và so sánh với cơ sở dữ liệu NCBI. Kết quả cho thấy chủng VNUA48 có quan hệ gần gũi với chi Streptomyces, một chi nổi tiếng với khả năng sản xuất các hợp chất kháng sinh.

IV. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này mở ra tiềm năng ứng dụng xạ khuẩn trong việc kiểm soát bệnh thán thư do Colletotrichum gloeosporioides gây ra trên cây trồng. Việc sử dụng các chủng xạ khuẩn như VNUA48 có thể giảm thiểu sự phụ thuộc vào các biện pháp hóa học, góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng nông sản.

4.1. Giảm thiểu sử dụng hóa chất

Việc sử dụng xạ khuẩn như một tác nhân sinh học giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào các biện pháp hóa học, từ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe con người.

4.2. Nâng cao chất lượng nông sản

Ứng dụng xạ khuẩn trong bảo vệ thực vật giúp nâng cao chất lượng nông sản, giảm thiểu tổn thất trước và sau thu hoạch, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.