Nghiên cứu xạ khuẩn nội sinh trên cây cam Hàm Yên và tiềm năng kháng nấm

Nghiên cứu xạ khuẩn nội sinh cây cam Hàm Yên, Tuyên Quang. Đánh giá tiềm năng sinh tổng hợp chất kháng nấm, mở ra hướng mới bảo vệ cây trồng.

• Tác giả: Đào Ánh Vân
• Người hướng dẫn: TS. Phan Thị Hồng Thảo
• Trường học: Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật
• Chuyên ngành: Vi sinh vật học
• Đề tài: Nghiên cứu xạ khuẩn nội sinh trên cây Cam Hàm Yên- Tuyên Quang và tiềm năng sinh tổng hợp chất kháng nấm của chúng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Xạ khuẩn nội sinh trong thực vật
• 1.1.1. Giới thiệu chung về xạ khuẩn
• 1.1.2. Xạ khuẩn nội sinh trên thực vật
• 1.1.3. Mối quan hệ giữa thực vật và xạ khuẩn nội sinh
• 1.1.4. Con đường xâm nhập của vi sinh vật vào cây chủ
• 1.1.5. Các phương pháp phân lập xạ khuẩn nội sinh
• 1.1.6. Phân loại xạ khuẩn nội sinh
• 1.2. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội sinh và tiềm năng ứng dụng của xạ khuẩn nội sinh
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội sinh
• 1.2.2. Tiềm năng ứng dụng của xạ khuẩn nội sinh
• 1.3. Cây có múi và khả năng thu nhận các thể nội sinh
• 2. PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Vi sinh vật kiểm định
• 2.2. Hóa chất và thiết bị
• 2.3. Môi trường nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phân lập các chủng xạ khuẩn nội sinh từ các mô sống của các mẫu thực vật
• 2.4.2. Đánh giá khả năng đối kháng của xạ khuẩn
• 2.4.3. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của xạ khuẩn
• 2.4.4. Phân tích trình tự gen mã hóa 16S rRNA
• 2.4.5. Phương pháp tách chiết và tinh sạch kháng sinh
• 2.4.6. Phương pháp xác định một số tính chất của chất kháng nấm và kháng khuẩn
• 3. PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Phân lập và sàng lọc các chủng xạ khuẩn nội sinh có khả năng sinh tổng hợp hoạt chất kháng nấm trên cây Cam Hàm Yên – Tuyên Quang
• 3.1.1. Kết quả phân lập các chủng xạ khuẩn nội sinh trên cây cam Hàm Yên – Tuyên Quang
• 3.1.2. Tuyển chọn các chủng xạ khuẩn nội sinh có khả năng sinh chất kháng nấm, kháng khuẩn
• 3.2. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của hai chủng xạ khuẩn nội sinh lựa chọn
• 3.2.1. Nghiên cứu đặc điểm sinh lý và đặc điểm nuôi cấy của chủng xạ khuẩn lựa chọn
• 3.2.2. Đặc điểm sinh học của hai chủng xạ khuẩn lựa chọn
• 3.3. Nghiên cứu môi trường và điều kiện sinh tổng hợp chất kháng nấm của hai chủng xạ khuẩn nội sinh lựa chọn
• 3.3.1. Lựa chọn môi trường nuôi cấy thích hợp cho sinh tổng hợp hoạt chất kháng nấm
• 3.4. Nghiên cứu một số tính chất hoá lý của hoạt chất kháng nấm thu nhận từ chủng R12-4
• 3.4.1. Tách chiết chất kháng nấm
• 3.4.2. Khả năng bền nhiệt của chất kháng sinh
• 3.4.3. Khả năng bền với pH của chất kháng nấm
• 3.4.4. Tinh sạch và thu nhận chất kháng sinh
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khám phá xạ khuẩn nội sinh Giải pháp sinh học cho cam

Xạ khuẩn nội sinh là nhóm vi sinh vật nội sinh cư trú bên trong các mô sống của thực vật mà không gây hại cho cây chủ. Mối quan hệ cộng sinh này mang lại lợi ích to lớn, đặc biệt là trong việc bảo vệ cây trồng. Các nghiên cứu gần đây, tiêu biểu là công trình về cây cam Hàm Yên (Đào Ánh Vân, 2015), đã chỉ ra tiềm năng vượt trội của xạ khuẩn trong việc kiểm soát sinh học các mầm bệnh. Thay vì phụ thuộc vào hóa chất, việc ứng dụng các tác nhân đối kháng tự nhiên này mở ra một hướng đi mới cho nông nghiệp bền vững, giúp bảo vệ cây cam một cách an toàn và hiệu quả.

1.1. Định nghĩa và vai trò của xạ khuẩn nội sinh

Xạ khuẩn nội sinh, đặc biệt là chi Streptomyces, là các vi sinh vật tồn tại trong các mô thực vật như rễ, thân, lá. Chúng thiết lập một mối quan hệ cộng sinh, nhận dinh dưỡng từ cây chủ và đổi lại, sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học. Vai trò của chúng rất đa dạng: từ việc sản xuất hợp chất kháng sinh ức chế nấm bệnh đến việc tổng hợp các chất kích thích sinh trưởng thực vật. Sự hiện diện của chúng giúp tăng cường sức đề kháng của cây trồng, tạo ra một hàng rào bảo vệ sinh học ngay từ bên trong, làm giảm đáng kể sự tấn công của các tác nhân gây hại từ môi trường.

1.2. Mối quan hệ cộng sinh giữa xạ khuẩn và cây chủ

Mối quan hệ này là một dạng tương hỗ điển hình. Cây cam cung cấp một môi trường sống được bảo vệ và nguồn dinh dưỡng ổn định cho xạ khuẩn. Ngược lại, xạ khuẩn hoạt động như một "nhà máy sinh học" thu nhỏ. Chúng không chỉ bảo vệ cây khỏi mầm bệnh mà còn có thể cải thiện khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây thông qua việc hòa tan lân khó tan hoặc cố định nitơ. Con đường xâm nhập của xạ khuẩn vào cây chủ thường bắt đầu từ hệ vi sinh vật rễ, qua các vết nứt tự nhiên hoặc các điểm yếu trên bề mặt rễ, sau đó lan truyền và cư trú trong các mô của cây có múi.

II. Hiểu rõ bệnh nấm cây cam và thách thức nông nghiệp

Cây cam và các cây có múi khác thường xuyên phải đối mặt với nhiều loại bệnh do nấm gây ra, gây thiệt hại nghiêm trọng về năng suất và chất lượng. Việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học đã dẫn đến tình trạng kháng thuốc, ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Đây là một thách thức lớn đòi hỏi các giải pháp thay thế hóa học an toàn và bền vững hơn. Hiểu rõ các tác nhân gây bệnh nấm cây cam là bước đầu tiên để tìm ra phương pháp phòng trừ hiệu quả, trong đó kiểm soát sinh học bằng xạ khuẩn nội sinh đang nổi lên như một hướng đi đầy triển vọng.

2.1. Các chủng nấm gây hại chính Phytophthora Fusarium

Trong số các tác nhân gây bệnh, các chi nấm Phytophthora, Fusarium, và Colletotrichum là những đối tượng nguy hiểm nhất. Phytophthora spp. là nguyên nhân chính gây ra bệnh thối rễ cây cam và bệnh xì mủ thân, làm cây suy yếu và chết dần. Fusarium oxysporum gây bệnh héo vàng, tắc nghẽn mạch dẫn của cây. Trong khi đó, Colletotrichum spp. gây ra bệnh thán thư trên lá, cành và quả, làm giảm chất lượng thương phẩm. Luận văn của Đào Ánh Vân (2015) đã sử dụng chính các chủng nấm này (Fusarium oxysporum, Colletotrichum truncatum) để thử nghiệm hoạt tính đối kháng của xạ khuẩn nội sinh phân lập được.

2.2. Hạn chế của thuốc trừ nấm hóa học hiện nay

Mặc dù thuốc hóa học có tác dụng nhanh, việc sử dụng lâu dài bộc lộ nhiều nhược điểm. Nấm bệnh có khả năng phát triển tính kháng, đòi hỏi phải tăng liều lượng hoặc thay đổi hoạt chất liên tục. Tồn dư hóa chất trong nông sản và đất đai gây ra các vấn đề về an toàn thực phẩm và suy thoái môi trường. Hơn nữa, thuốc hóa học thường tiêu diệt cả các vi sinh vật có lợi trong đất, làm mất cân bằng sinh thái của hệ vi sinh vật rễ. Do đó, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế hóa học như thuốc trừ sâu sinh học từ xạ khuẩn là một yêu cầu cấp thiết.

III. Phương pháp phân lập xạ khuẩn nội sinh từ cây cam

Để khai thác tiềm năng của xạ khuẩn nội sinh, bước đầu tiên và quan trọng nhất là phân lập xạ khuẩn và sàng lọc các chủng có hoạt tính sinh học cao. Quy trình này đòi hỏi sự tỉ mỉ và chính xác, từ khâu thu mẫu, xử lý bề mặt để loại bỏ vi sinh vật ngoại lai, đến việc nuôi cấy trên các môi trường chọn lọc. Nghiên cứu trên cây cam Hàm Yên đã thực hiện thành công quy trình này, thu về 40 chủng xạ khuẩn nội sinh, tạo tiền đề cho các bước tuyển chọn và định danh sâu hơn. Việc lựa chọn môi trường phân lập phù hợp là yếu tố quyết định đến sự đa dạng và số lượng chủng thu được.

3.1. Quy trình xử lý và khử trùng mẫu thực vật rễ cành

Các mẫu rễ và cành cây cam sau khi thu thập được rửa sạch để loại bỏ đất cát. Quá trình khử trùng bề mặt là bắt buộc nhằm đảm bảo chỉ thu được các vi sinh vật nội sinh. Phương pháp được mô tả trong tài liệu gốc bao gồm ngâm mẫu trong dung dịch sodium hypochlorite (NaOCl) 5% trong 1 phút, tiếp theo là cồn 70% trong 5 phút. Cuối cùng, mẫu được rửa lại nhiều lần bằng nước cất vô trùng để loại bỏ hoàn toàn hóa chất. Quy trình này giúp tiêu diệt hiệu quả vi khuẩn và nấm trên bề mặt mà không ảnh hưởng đến xạ khuẩn sống bên trong mô.

3.2. Sàng lọc và tuyển chọn chủng có hoạt tính đối kháng

Sau khi phân lập, các chủng xạ khuẩn được thử hoạt tính đối kháng với các chủng nấm bệnh mục tiêu. Phương pháp phổ biến là đặt cục thạch chứa xạ khuẩn và nấm bệnh trên cùng một đĩa Petri. Khả năng kháng nấm được đánh giá qua đường kính vòng ức chế (vòng kháng khuẩn). Trong nghiên cứu tham khảo, 16 trong số 40 chủng đã thể hiện khả năng kháng nấm hoặc kháng khuẩn. Đặc biệt, các chủng R12-4 và C12 cho thấy hoạt tính mạnh nhất, có khả năng ức chế cả 4 chủng nấm kiểm định, trở thành những tác nhân đối kháng tiềm năng nhất cho các nghiên cứu sâu hơn.

IV. Cơ chế kháng nấm của xạ khuẩn nội sinh trên cây cam

Hiệu quả kháng nấm của xạ khuẩn nội sinh và tiềm năng kháng nấm trên cây cam không đến từ một cơ chế đơn lẻ mà là sự kết hợp của nhiều phương thức tác động. Những cơ chế này giúp chúng cạnh tranh, ức chế và tiêu diệt nấm bệnh một cách hiệu quả, đồng thời kích hoạt hệ thống phòng thủ của cây chủ. Việc hiểu rõ các cơ chế này là chìa khóa để tối ưu hóa việc ứng dụng chúng trong thực tế, phát triển các sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học có hiệu lực cao và ổn định.

4.1. Sản xuất hợp chất kháng sinh và enzyme phân giải

Đây là cơ chế trực tiếp và mạnh mẽ nhất. Xạ khuẩn, đặc biệt là chi Streptomyces, nổi tiếng với khả năng sản xuất ra một loạt các hợp chất kháng sinh có phổ tác động rộng. Các chất này có thể ức chế sự phát triển của sợi nấm hoặc ngăn cản sự nảy mầm của bào tử. Bên cạnh đó, chúng còn tiết ra các enzyme phân giải ngoại bào như chitinase và cellulase. Các enzyme này tấn công trực tiếp vào thành tế bào của nấm bệnh (vốn được cấu tạo chủ yếu từ chitin và cellulose), phá vỡ cấu trúc và tiêu diệt chúng.

4.2. Cạnh tranh dinh dưỡng và kích hoạt hệ thống miễn dịch

Khi cư trú với mật độ cao trong mô thực vật, xạ khuẩn nội sinh sẽ cạnh tranh trực tiếp nguồn dinh dưỡng và không gian sống với các mầm bệnh xâm nhập. Sự cạnh tranh này làm hạn chế khả năng phát triển của nấm bệnh. Một cơ chế quan trọng khác là kích hoạt tính kháng hệ thống (Induced Systemic Resistance - ISR) của cây chủ. Sự hiện diện của xạ khuẩn hoạt động như một "vắc-xin sinh học", làm cho cây cam trở nên nhạy bén hơn và phản ứng phòng vệ nhanh hơn khi bị nấm bệnh tấn công, từ đó nâng cao sức đề kháng của cây trồng.

V. Kết quả ứng dụng xạ khuẩn nội sinh kháng nấm cây cam

Nghiên cứu của Đào Ánh Vân (2015) không chỉ dừng lại ở việc phân lập mà còn đi sâu vào định danh và tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy để tối đa hóa khả năng sản xuất hoạt chất kháng nấm. Kết quả thực nghiệm đã chứng minh tiềm năng to lớn của các chủng xạ khuẩn nội sinh được phân lập từ chính cây cam bản địa. Đây là bằng chứng khoa học vững chắc cho thấy việc ứng dụng kiểm soát sinh học là một hướng đi khả thi, có thể nhân rộng để bảo vệ các vùng trồng cây có múi tại Việt Nam.

5.1. Định danh chủng Streptomyces R12 4 và C12 tiềm năng

Dựa trên các đặc điểm hình thái, sinh lý và đặc biệt là phân tích trình tự gen 16S rRNA, hai chủng có hoạt lực mạnh nhất đã được định danh. Chủng C12 được xác định là Streptomyces angustmyceticus, và chủng R12-4 là Streptomyces prasinopilosus. Việc định danh chính xác đến loài là cực kỳ quan trọng, giúp so sánh với các nghiên cứu khác trên thế giới và làm cơ sở pháp lý cho việc phát triển sản phẩm thương mại sau này.

5.2. Tối ưu môi trường và điều kiện sinh tổng hợp hoạt chất

Để thu được lượng hoạt chất kháng nấm cao nhất, nghiên cứu đã khảo sát các điều kiện nuôi cấy khác nhau. Kết quả cho thấy cả hai chủng đều sinh tổng hợp hoạt chất tốt nhất trên môi trường AH4 (giàu bột đậu tương), ở pH 7.0 và nhiệt độ 30°C. Chủng R12-4 cho vòng kháng nấm rộng nhất (20-25 mm) ở điều kiện tối ưu. Việc xác định các điều kiện này là cơ sở quan trọng cho quy trình sản xuất chế phẩm sinh học ở quy mô lớn, đảm bảo hiệu suất và tính ổn định của sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học.

VI. Hướng đi mới cho nông nghiệp bền vững từ xạ khuẩn

Việc khai thác xạ khuẩn nội sinh và tiềm năng kháng nấm trên cây cam đại diện cho một bước tiến quan trọng hướng tới nền nông nghiệp bền vững. Thay vì đối đầu với tự nhiên bằng hóa chất, phương pháp này tận dụng chính những cơ chế bảo vệ sẵn có trong hệ sinh thái. Triển vọng phát triển các sản phẩm sinh học từ xạ khuẩn không chỉ giúp bảo vệ cây trồng mà còn góp phần cải tạo đất, bảo vệ môi trường và nâng cao giá trị cho nông sản Việt Nam. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn, cần được tiếp tục đầu tư và phát triển.

6.1. Tiềm năng phát triển chế phẩm sinh học thương mại

Từ các chủng xạ khuẩn tiềm năng như R12-4, có thể phát triển thành các sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học thương mại. Các sản phẩm này có thể ở dạng lỏng (dịch lên men) hoặc dạng bột (chứa bào tử), dùng để tưới gốc hoặc phun lên lá. Ưu điểm của chúng là tính an toàn cao, không gây tồn dư độc hại và thân thiện với môi trường. Việc thương mại hóa sẽ giúp nông dân có thêm một công cụ hiệu quả trong kiểm soát sinh học, giảm sự phụ thuộc vào thuốc hóa học.

6.2. Lợi ích kép Kháng bệnh và kích thích sinh trưởng

Nhiều chủng xạ khuẩn nội sinh không chỉ kháng bệnh mà còn có khả năng kích thích sinh trưởng thực vật. Chúng có thể sản xuất các phytohormone như IAA (Indole-3-acetic acid), giúp bộ rễ phát triển mạnh hơn, cây hấp thụ dinh dưỡng tốt hơn. Lợi ích kép này làm cho việc sử dụng xạ khuẩn trở nên hấp dẫn hơn, không chỉ giúp cây khỏe mạnh, chống chịu bệnh tật mà còn có thể gia tăng năng suất một cách tự nhiên. Đây chính là mục tiêu cốt lõi của một nền nông nghiệp bền vững và hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Cây có múi là tên gọi chung của nhóm cây cam, chanh, quýt, bưởi. cùng họ Rutaceae. Cây ăn trái có múi được trồng ở hơn 100 quốc gia. Đây là loại quả có tầm quan trọng hàng đầu thế giới, với sản lượng năm 2009 đạt hơn 120 triệu tấn, trong đó cam chiếm 54% [15, 42, 46], bao gồm cả Việt Nam, tại vùng cam nổi tiếng Hàm Yên - Tuyên Quang hiệu quả kinh tế thu về khá cao.

Tuy nhiên, việc trồng cây có múi phải đối mặt với một số vấn đề là cây tăng trưởng chậm, côn trùng, sâu bệnh.Bên cạnh đó, sự phát triển nhanh chóng các vùng trồng và sử dụng lượng hóa chất nông nghiệp thiếu kiểm soát trong nước dẫn đến những tác động tiêu cực về sản xuất, môi trường, chất lượng đất, sức khỏe con người, vật nuôi và ngày càng nhiều vi sinh vật gây bệnh có khả năng kháng các loại thuốc bảo vệ thực vật thông dụng. Vì vậy, việc tìm kiếm và ứng dụng các vi sinh vật để kiểm soát sinh học, kích thích tăng trưởng thực vật là một phương pháp thay thế để giảm sử dụng hoá chất nông nghiệp. Trong số các loài vi sinh vật, xạ khuẩn có vị trí quan trọng do sự đa dạng cao, khả năng sinh tổng hợp nhiều chất có hoạt tính sinh học như enzym, chất kích thích sinh trưởng thực vật, thuốc kháng sinh dùng trong nông nghiệp và y học. Đặc biệt là các loài xạ khuẩn nội sinh trong mô thực vật sống (lá, cành, rễ).

Các loài xạ khuẩn sống nội sinh trong thực vật có khả năng tích hợp với cây chủ và sinh tổng hợp một số chất chuyển hóa thứ cấp có lợi cho cây chủ của mình. Đó là một trong những hệ sinh thái đặc biệt và khó tiếp cận, nơi mà xạ khuẩn nội sinh có vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây chủ, chúng có thể ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây bằng con đường đồng hóa các chất dinh dưỡng, kích hoạt hệ thống miễn dịch và sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp, giúp cây chủ hạn chế bệnh và kích thích sinh trưởng cho cây[22, 23]. Trong mối quan hệ tương hỗ với cây chủ, vi sinh vật nội sinh cũng nhận được từ cây chủ các chất dinh dưỡng để sinh trưởng. Đến nay, đã có nhiều nghiên cứu công bố về khả năng sản sinh các chất thứ cấp tiêu diệt nhiều loài nấm bệnh và sinh tổng hợp các kháng sinh mới như munumbicin, kakadumycin và coronamycin của các loài xạ khuẩn nội sinh.

Như vậy, xạ khuẩn nội sinh thực sự là những ứng cử viên tiềm năng trong kiểm soát sinh học cho tương lai. Tuy nhiên, số lượng các nghiên cứu về xạ khuẩn nội sinh trên cây cam và cây có múi nói chung tại Việt Nam vẫn còn rất hạn chế. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu xạ khuẩn nội sinh trên cây Cam Hàm Yên- Tuyên Quang và tiềm năng sinh tổng hợp chất kháng nấm của chúng” Mục tiêu cơ bản của đề tài: Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật 1 download by : [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Đào Ánh Vân Phân lập và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn nội sinh trên cây Cam tại Hàm Yên Tuyên Quang có tiềm năng sinh tổng hợp chất kháng nấm cao. Nội dung nghiên cứu của đề tài: 1.

Phân lậpcác chủng xạ khuẩn nội sinh trên rễ và cành trên các mẫu rễ và cành của cây cam Hàm Yên- Tuyên Quang. Tuyển chọn các chủng xạ khuẩn nội sinh trên cây cam Hàm Yên –Tuyên Quang có khả năng sinh tổng hợp chất kháng khuẩn và kháng nấm cao. Nghiên cứu đặc điểm sinh học và phân loại các chủng xạ khuẩn nội sinh lựa chọn. Nghiên cứu môi trường và điều kiện sinh tổng hợp hoạt chất kháng nấm của các chủng xạ khuẩn nội sinh lựa chọn 5.

Nghiên cứu một số tính chất hoá lý của hoạt chất kháng nấm thu nhận từ xạ khuẩn R12-4. Đề tài được thực hiện tại phòng Vi sinh vật đất, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam. Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật 2 download by : [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Đào Ánh Vân PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.

Xạ khuẩn nội sinh trong thực vật 1. Giới thiệu chung về xạ khuẩn Theo hệ thống phân loại hiện nay xạ khuẩn thuộc nhóm Prokaryote, thuộc giới Monera trong 5 giới của Whittaken, còn theo hệ thống phân loại chia sinh giới thành 7 giới thì xạ khuẩn thuộc giới Prokaryote. Xạ khuẩn có mặt chủ yếu trong đất, trong nước ao hồ, trong bùn và trong chất hữu cơ khác, thậm trí trong cả cơ chất mà các vi khuẩn và nấm mốc không sinh trưởng được [9]. Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn * Cấu tạo tế bào xạ khuẩn Xạ khuẩn có cấu trúc tế bào tương tự như vi khuẩn G(+), toàn bộ cơ thể chỉ là một tế bào bao gồm các thành phần chính: thành tế bào, màng sinh chất, nguyên sinh chất, chất nhân và các thể ẩn nhập.

Thành tế bào của xạ khuẩn có kết cấu dạng lưới, dày 10 ÷ 20 nm có tác dụng duy trì hình dáng của khuẩn ty, bảo vệ tế bào. Thành tế bào gồm 3 lớp: Lớp ngoài cùng dày khoảng 60 ÷ 120Å, khi già có thể đạt tới 150 ÷ 200Å, lớp giữa rắn chắc, dày khoảng 50Å, lớp trong dày khoảng 50Å. Các lớp này chủ yếu cấu tạo từ các lớp glucopeptide bao gồm các gốc N - axetyl glucozamin liên kết với N - axetyl muramic bởi các liên kết 1,4 - β glucozit. Thành tế bào xạ khuẩn không chứa cellulose và kitin nhưng chứa nhiều enzym tham gia vào quá trình trao đổi chất và quá trình vận chuyển vật chất qua màng tế bào[3, 9].

Căn cứ vào thành phần hoá học, thành tế bào xạ khuẩn được chia thành 4 nhóm chính, bao gồm: Nhóm I: Thành phần chính của thành tế bào là axit L - 2,6 diaminopimelic (L - ADP) và glyxin. Chi Streptomyces thuộc nhóm này. Nhóm II: Thành phần chính của thành tế bào là axit meso - 2,6 diaminopimelic (meso - ADP) và glyxin. Thuộc nhóm này gồm các chi : Micromonospora, Actinoplanes, Ampullarriella… Nhóm III: Thành phần chính của thành tế bào là axit meso - 2,6 -diaminopimelic.

Thuộcnhóm này có các chi: Dermatophilus, Geodermatophilus, Frankia… Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật 3 download by : [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Đào Ánh Vân Nhóm IV: Thành phần chính của thành tế bào là axit meso - 2,6 -diaminopimelic, arabinose và galactose. Thuộc nhóm này gồm các chi: Mycobacterium, Nocardia, Pseudonocardia…[8,11]. Dưới lớp thành tế bào là màng sinh chất dày khoảng 50 nm được cấu tạo chủ yếu bởi 2 thành phần là photpholipit và protein. Chúng có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình trao đổi chất và quá trình hình thành bào tử của xạ khuẩn.

Tế bào chất của xạ khuẩn có chứa mezoxom, thể nhân, và các vật thể ẩn nhập gồm các hạt poliphotphat và polixacarit. Nhân của tế bào xạ khuẩn không có cấu trúc điển hình, chỉ là những nhiễm sắc thể không có màng. Khi còn non, toàn bộ tế bào chỉ có 1 nhiễm sắc thể sau đó hình thành nhiều hạt rải rác trong toàn bộ hệ khuẩn ty…[8, 11]. * Khuẩn lạc, khuẩn ty xạ khuẩn Hình thái của khuẩn lạc xạ khuẩn rất khác nhau, kích thước và hình dạng của chúng thay đổi phụ thuộc vào môi trường và điều kiện nuôi cấy (nhiệt độ, độ ẩm…).

Trên môi trường đặc, xạ khuẩn sinh trưởng thành những khuẩn lạc khô, kích thước thay đổi. Mặt khuẩn lạc xạ khuẩn thường chắc, xù xì, có dạng đá vôi, dạng nhung tơ hay dạng màng dẻo, có các nếp tỏa ra theo hình phóng xạ và bám sâu [8]. Khuẩn lạc xạ khuẩn thường có 3 lớp: lớp vỏ ngoài có các sợi bện chặt, lớp trong đối xốp và lớp giữa có cấu trúc tổ ong. Khuẩn lạc xạ khuẩn thường có màu sắc khác nhau: đỏ, da cam, vàng, tím, nâu… tùy thuộc vào từng loại và điều kiện ngoại cảnh như: pH, nhiệt độ, thành phần môi trường nuôi cấy.

Cấu trúc khuẩn lạc xạ khuẩn được phân biệt ở hướng sinh trưởng trong và ngoài môi trường tạo thành khuẩn ty cơ chất (KTCC) và khuẩn ty khí sinh (KTKS). Các KTCC cắm sâu vào môi trường để lấy chất dinh dưỡng, còn KTKS thì phát triển ra ngoài không khí, phần cuối của khuẩn ty này thường biến thành cuống sinh bào tử. Khuẩn ty xạ khuẩn mảnh hơn khuẩn ty của nấm mốc và có đường kính thay đổi trong khoảng từ 0,2 ÷ 1,0 m đến 2 ÷ 3 m. Đa số xạ khuẩn có khuẩn ty không có vách ngăn và không tự đứt đoạn [3].

Xạ khuẩn giống nấm mốc ở chỗ có thể tạo thành hệ sợi, nhưng lại là cơ thể đơn bào, Gram (+), không có nhân thực và có kích thước giống vi khuẩn. Mặc dù thuộc nhóm sinh vật nhân sơ nhưng xạ khuẩnthường sinh trưởng dưới dạng sợi và tạo nhiều bào tử. Một bào tử xạ khuẩn khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ trương lên, sau 1÷ 2 giờ xuất hiện quá trình tổng hợp ARN, nhân các gen cần thiết từ hệ gen và tiến hành tổng hợp protein hình thành KTKS. Đầu KTKS kéo dài và phát triển hệ sợi theo phương pháp mọc chồi phân nhánh (khoảng 30 m phân 1 nhánh).

Độ dài khuẩn ty xạ khuẩn trong giai đoạn phát triển khoảng 11 m/1 giờ và nhân của xạ khuẩn sắp xếp đều đặn theo chiều dài của khuẩn ty [9]. Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật 4 download by : [e-mail] Luận văn tốt nghiệp Đào Ánh Vân b. Đặc điểm sinh trưởng của xạ khuẩn Phần lớn xạ khuẩn là vi sinh vật hiếu khí, nhưng không phải là hiếu khí nghiêm ngặt. Tùy theo xuất xứ mà chúng là vi sinh vật ưa ấm hoặc ưa nhiệt, thậm chí có loài phát triển được ở những nhiệt độ bằng hoặc cao hơn 50°C.

Hầu hết các chủng xạ khuẩn sinh trưởng tốt ở dải nhiệt độ từ 25 ÷ 37°C, còn các chủng ưa nhiệt phát triển tốt ở 45 ÷ 50°C. Xạ khuẩn phát triển tốt ở môi trường trung tính và hơi kiềm, phát triển chậm hoặc không phát triển khi pH của môi trường quá axit hoặc kiềm. Xạ khuẩn thuộc loài dị dưỡng, chúng sử dụng nguồn cacbon là tinh bột, các loại đường (glucose, maltose, saccarose…) và các hợp chất polysacaride. Nguồn nitơ vô cơ thường là: nitrate, muối amon…, nitơ hữu cơ thường là: pepton, cao ngô, cao nấm men.

Khả năng đồng hóa các chất này ở các chủng xạ khuẩn khác nhau là không giống nhau. Phần lớn xạ khuẩn phát triển tốt ở môi trường có pH trung tính và hơi kiềm; ở môi trường pH thấp hoặc hơi quá kiềm xạ khuẩn không phát triển hoặc phát triển kém.