1. Trang Chủ
  2. Nông nghiệp
  3. Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên chuối của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27

Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên chuối của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27

Bài viết Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên chuối của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27 trình bày ảnh hưởng của dịch nuôi từ chủng VNUA27 đối với sự phát triển của sợi nấm Foc TR4; Ảnh hưởng của dịch nuôi từ chủng VNUA27 đến sự nây mầm của bào tử nấm Foc TR4; Phân lập và phân loại chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27. Vietnam J. Agri. Sci. 2022, Vol. 20, No. 8: 1042-1053 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2022, 20(8): 1042-1053 www.vnua.edu.vn NGHIÊN

Thể loại Tài liệu miễn phí Nông nghiệp

Số trang 12

Ngày tạo 4/10/2023 3:06:25 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.58 M

Tên tệp

Tải Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxy... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Vietnam J. Agri. Sci. 2022, Vol. 20, No. 8: 1042-1053 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2022, 20(8): 1042-1053 www.vnua.edu.vn NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐỐI KHÁNG VỚI NẤM Fusarium oxysporum GÂY BỆNH TRÊN CHUỐI CỦA CHỦNG XẠ KHUẨN Streptomyces sp. VNUA27 Đinh Trường Sơn1, Nguyễn Thị Thanh Mai2, Nguyễn Thị Thu1, Nguyễn Thanh Hải1, Trần Thị Đào1, Ngô Thị Vân Anh1, Nguyễn Xuân Cảnh1* 1 Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam 2 Trung tâm Sinh học thực nghiệm, Viện Ứng dụng Công nghệ * Tác giả liên hệ: nxcanh@vnua.edu.vn Ngày nhận bài: 04.05.2022 Ngày chấp nhận đăng: 19.08.2022 TÓM TẮT Bệnh héo vàng chuối do nấm Fusarium oxyspoum f. sp. cubense (Foc) gây thiệt hại nặng nề nhất đối với chuối. Đặc biệt, chủng Foc TR4 có thể lây nhiễm hầu hết các giống chuối. So với các biện pháp truyền thống, biện pháp sinh học sử dụng vi sinh vật trong phòng trừ bệnh được coi là biện pháp chiến lược. Trong nghiên cứu này, chủng xạ khuẩn VNUA27 được phân lập, đánh giá khả năng đối kháng với nấm Foc TR4. Đánh giá ảnh hưởng của dịch nuôi cấy chủng xạ khuẩn VNUA27 đến sự phát triển của hệ sợi và nảy mầm của bào tử nấm Foc TR4. Trên cơ sở nghiên cứu các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa và phân tích vùng trình tự 16S rARN chủng xạ khuẩn VNUA27 đã được xác định là Streptomyces diastatochromogenes VNUA27. Kết quả nghiên cứu cho thấy, chủng xạ khuẩn VNUA27 đối kháng mạnh với nấm Foc TR4 (54,78% . Sợi nấm Foc TR4 sau khi được xử lý bằng dịch nuôi của chủng VNUA27 bị co lại và biến dạng. Các mẫu bào tử của nấm Foc TR4 được xử lý bằng dịch nuôi của chủng xạ khuẩn VNUA27 cho thấy một tỉ lệ lớn bào tử không nảy mầm (ức chế 82,42%). Đặc biệt, nghiên cứu này đã phát hiện ra gen chức năng KS tham gia vào quá trình sinh tổng hợp các chất chuyển hóa thứ cấp của chủng VNUA27. Kết quả nghiên cứu cho thấy, chủng xạ khuẩn VNUA27 là chủng tiềm năng giúp phòng trừ nấm Foc TR4 đạt hiệu quả cao bằng biện pháp sinh học. Từ khóa: Xạ khuẩn, Streptomyces, Fusarium oxyspoum f. sp. cubense. Antagonistic Properties of Streptomyces sp. VNUA27 Strain Against Fusarium oxysporum Causing Panama Disease on Banana ABSTRACT Panama disease or banana Fusarium wilt caused by Fusarium oxyspoum f. sp. cubense (Foc) is one of the most destructive plant diseases. In particular, the strain Foc TR4 can infect most banana varieties. Compared with traditional methods, biological measures using microorganisms in disease control are considered strategic measures. In this study, actinomycete strain VNUA27 was isolated and evaluated for its ability to antagonize Foc TR4. The effect of culture filtrates of the VNUA27 strain on the growth of hyphae and germination of Foc TR4 fungal spores was evaluated. Based on the morphological, physiological, and biochemical characteristics and sequence analysis of 16S rRNA region, actinomycete strain VNUA27 was assigned as Streptomyces diastatochromogenes VNUA27. The actinomycete strain VNUA27 exhibited high antifungal activity against Foc TR4 (54.78%). After treatment with the strain VNUA27 culture filtrates, the Foc TR4 hyphae became shrunk and deformed. Spore samples of Foc TR4 treated with culture filtrates of the strain VNUA27 showed a high percentage of non-germinated spores (82.42% inhibition). In particular, the results revealed the function of KS α gene clusters that contributed to the biosynthesis of active secondary metabolites of the strain VNUA27. This study showed that the actinomycete strain VNUA27 is a potential agent for biological control of Foc TR4 of Fusarium wilt with high efficiency. Keywords: Actinomycetes, Streptomyces, Fusarium oxyspoum f. sp. cubense. 1042
  2. Đinh Trường Sơn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Thanh Hải, Trần Thị Đào, Ngô Thị Vân Anh, Nguyễn Xuân Cảnh 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Xä khuèn có khâ nëng täo ra các chçt chuyển hoá thĀ cçp quan trọng, sân xuçt ra Chuối (Musa ssp.), có nguồn gốc tÿ Đông 70% các chçt kháng khuèn. Streptomysec là chi Nam Á, đþĉc trồng rộng rãi ć khíp các vùng quan trọng nhçt và là nguồn cüng cçp 2/3 tçt câ nhiệt đĆi và cên nhiệt đĆi. Bći vì chuối giàu dinh các kháng sinh tă nhiên (Lucas & cs., 2012). dþĈng và tinh bột nên đþĉc coi là cåy lþĄng thăc Các nghiên cĀu đã chî ra rìng các hĉp chçt có quan trọng thĀ tþ sau gäo, lúa mì và ngô để giâm hoät tính sinh học liên quan chặt chẽ tĆi gen mã nän đói cûa con ngþąi ć châu Phi bći Tổ chĀc hóa polyketide synthase (PKS) và nonribosomal Nông lþĄng Liên hĉp quốc (Song & cs., 2018). peptide synthetase (NRPS). NRPS sinh tổng Nëm 2019, sân lþĉng chuối trên toàn thế giĆi là hĉp chçt thĀ cçp không thông qua ribosome täo hĄn 113 triệu tçn; hai nþĆc trồng chuối lĆn nhçt däng peptide nhą quá trình tổng hĉp các protein là Ấn Độ (36,7%) và Trung Quốc (13,8%) (Tzean và axit amin. PKS là các enzyme chính cæn thiết & cs., 2019). Tuy nhiên, bệnh héo vàng do nçm để tổng hĉp polyketide - hĉp chçt chuyển hóa Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) là một thĀ cçp (Albright & cs., 2014; Ginolhac & cs., trong nhĂng loäi bệnh gây häi nặng nề nhçt đối 2004). Trong chi Streptomyces, có ba loäi PKS vĆi chuối, gây thiệt häi lĆn về kinh tế trong thąi (loäi I, loäi II và loäi III) (Lal & cs., 2000; gian dài. Đặc biệt, chûng Foc 4 nhiệt đĆi Funabashi & cs., 2008; Okamoto & cs., 2009). Vì (Foc TR4) có thể lây nhiễm vào hĄn 80% các vêy, việc sàng lọc nghiên cĀu các cým gen này là giống chuối (Ghag & cs., 2015; Zhang & cs., nguồn dĂ liệu quan trọng tìm ra các hĉp chçt 2019). Bệnh häi này đã đþĉc tìm thçy ć các vùng sinh học. Các hĉp chçt kháng khuèn đóng vai sân xuçt chuối lĆn cûa các vùng nhiệt đĆi và cên trò quan trọng trong việc bâo vệ thăc vêt khỏi nhiệt đĆi (Ghag & cs., 2015). Ở Việt Nam, chûng să tçn công cûa các tác nhân gây bệnh (Qi & cs., Foc TR4 gây häi trên chuối tiêu, chuối tây xuçt 2019; Wei & cs., 2020). Trên thế giĆi, có nhiều hiện nhiều vùng trồng chuối ć các tînh Vïnh nghiên cĀu khám phá ra các chûng xä khuèn Phúc, Phú Thọ, Hþng Yên, Lào Cai, Hà Nội (Træn Ngọc Hùng & cs., 2020). Việc quân lý hiệu thuộc chi Streptomysec có khâ nëng sinh ra các quâ và låu dài đối vĆi bệnh héo vàng trên chuối hĉp chçt thĀ cçp tÿ các loäi PKS và NRPS có vén còn là thách thĀc, phæn lĆn do cây ký chû lâu khâ nëng kháng mänh vĆi Foc TR4. Chîng hän nëm và nçm bệnh tồn täi låu trong đçt (Ploetz & nhþ Streptomyces sp. strain g10, S. noursei Evans, 2015). Hiện nay, phþĄng pháp đþĉc sā Da07210, Streptomyces sp. SCA3-4 có khâ nëng dýng phổ biến nhçt để kiểm soát bệnh héo vàng đối kháng mänh vĆi Foc TR4 (Getha & cs., 2005; trên chuối là sā dýng thuốc hóa học để tiêu diệt Wu & cs., 2009; Qi & cs., 2019). Hĉp chçt thĀ trăc tiếp mæm bệnh trong đçt. Ưu điểm cûa việc cçp chiết tÿ Streptomyces sp. YYS-7, kiểm soát hóa học là nhanh chóng, tiết kiệm, đĄn Streptomyces sp. 5-10, Streptomyces sp. H4 cho giân và hiệu quâ trong thąi gian ngín. Tuy nhiên đối kháng mänh, gây biến däng hệ sĉi và Āc chế các đặc tính cûa đçt và să đa däng cûa vi sinh să nây mæm cûa Foc TR4, câi thiện să phát vêt sẽ bð phá hûy do sā dýng hóa chçt trong thąi triển cûa cây chuối sau khi tái lây nhiễm trên gian dài. Ngoài ra còn tiềm èn nguy cĄ về môi chêu (Wei & cs., 2020; Li & cs., 2021; Yun & cs., trþąng và an toàn thăc phèm. Các biện pháp 2021). Ở Việt Nam, số lþĉng nghiên cĀu khâ nông nghiệp để kiểm soát bệnh nhþ luån canh, nëng kháng nçm Fusarium oxysporum f. sp. câi täo đçt tiêu tốn rçt nhiều thąi gian, công sĀc cubense (Foc), đặc biệt là nghiên cĀu xä khuèn và không phù hĉp vĆi các vþąn chuối thâm canh có khâ nëng sinh tổng hĉp các hĉp chçt sinh học hiện đäi quy mô lĆn. So vĆi các cách phòng ngÿa nhóm polyketide còn rçt hän chế. Vì vêy, nghiên khác nhau, biện pháp sinh học sā dýng vi sinh cĀu sàng lọc các hĉp chçt sinh học nhóm vêt đối kháng nçm Foc đþĉc coi là giâi pháp polyketide và NRPS tÿ xä khuèn là hþĆng chiến lþĉc phòng trÿ bệnh héo vàng chuối hiệu nghiên cĀu triển vọng về an toàn sinh học ć Việt quâ để giâm việc sā dýng thuốc diệt nçm (Bubici Nam. Bài báo này têp trung nghiên cĀu rõ các & cs., 2019). đặc tính đối kháng vĆi nçm Fusarium 1043
  3. Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên chuối của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27 oxysporum f. sp. cubense TR4 (Foc TR4) gây Trong đó: D và D1 læn lþĉt là đþąng kính cûa bệnh trên chuối cûa chûng xä khuèn sĉi nçm trong đïa đối chĀng và đïa thí nghiệm. Streptomyces sp. VNUA27 (viết tít là VNUA27) phân lêp tÿ đçt trồng chuối täi Hà Tïnh. Cý thể, 2.2.2. Ảnh hưởng của dịch nuôi từ chủng nghiên cĀu chî rõ ânh hþćng cûa dðch nuôi VNUA27 đối với sự phát triển của sợi nấm chûng xä khuèn VNUA27 tĆi bào tā và hệ sĉi Foc TR4 cûa nçm, đðnh danh và sàng lọc phát hiện gen Khâ nëng Āc chế cûa dðch nuôi đối vĆi să KS mã hoá PKSII có khâ nëng sinh tổng hĉp phát triển cûa hệ sĉi nçm Foc TR4 đþĉc phát các hĉp chçt thĀ cçp. hiện bìng phþĄng pháp cûa Yun & cs. (2021). Nhỏ dðch nuôi xä khuèn sau 7 ngày lên trên tçm 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU lam kính chĀa sĉi nçm Foc TR4 đang phát triển. Sau khi nuôi ć 28C trong 2-3 ngày, các 2.1. Vật liệu méu sĉi nçm đþĉc quan sát dþĆi kính hiển vi Chûng xä khuèn Streptomyces sp. VNUA27 quang học (Axio Scope A1, Carl ZEISS, ĐĀc) đþĉc phân lêp tÿ đçt trồng chuối ć xã Xuân 2.2.3. Ảnh hưởng của dịch nuôi từ chủng Liên, huyện Nghi Xuân, tînh Hà Tïnh. Chûng VNUA27 đến sự nây mầm của bào tử nấm VNUA27 đã đþĉc phân lêp theo phþĄng pháp Foc TR4 cûa Rahman & cs. (2011), làm thuæn và lþu giĂ giống trên môi trþąng Gause 1. Chûng nçm Thí nghiệm đánh giá ânh hþćng să nây Fusarium oxysporum f.sp. cubense, TR4 đã đþĉc mæm cûa bào tā đþĉc thăc hiện theo phþĄng nghiên cĀu chi tiết về đặc điểm sinh học, đðnh pháp cûa Phuakjaiphaeo & cs. (2016). Să nây danh và lþu giĂa täi phòng thí nghiệm Bộ môn mæm cûa bào tā đþĉc quan sát và đếm trên kính hiển vi quang học (Axio Scope A1, Carl ZEISS, Công nghệ vi sinh, Khoa Công nghệ sinh học, ĐĀc), chî nhĂng ống mæm có kích thþĆc dài hĄn Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Chûng giống kích thþĆc bào tā cûa chúng mĆi đþĉc tính là đã này có thể coi là chûng tham chiếu chuèn để các nây mæm. Tî lệ phæn trëm Āc chế să nây mæm nghiên cĀu khác sā dýng. cûa bào tā (PSGI) đþĉc tính theo công thĀc cûa 2.2. Phương pháp nghiên cứu Gemeda & cs. (2014): Sc – St 2.2.1. Khâo sát khâ năng đối kháng nấm PSGI = × 100% Sc Foc TR4 của chủng VNUA27 Khâo sát khâ nëng đối kháng nçm Foc TR4 Trong đó: Sc và St læn lþĉt là số lþĉng trung cûa chûng VNUA27 bìng phþĄng pháp đồng bình bào tā nây mæm trong méu đối chĀng và nuôi cçy trên môi trþąng Potato Dextrose Agar méu thí nghiệm. (PDA) (Sadeghian & cs., 2016; Wei & cs., 2020; 2.2.4. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học Qi & cs., 2021; Zou & cs., 2021) và phþĄng pháp và định danh chủng xạ khuẩn VNUA27 khuếch tán đïa thäch (Mohseni & cs., 2013; Wei & cs., 2020; Qi & cs., 2021; Zou & cs., 2021). Đặc điểm hình thái và nuôi cçy chûng xä khuèn VNUA27 đþĉc xác đðnh trên hệ thống Sau khi nuôi cçy ć 28C trong 5-7 ngày, môi trþąng ISP và môi trþąng Gause-1 (Shirling hoät tính đối kháng nçm cûa chûng xä khuèn & Gottlieb, 1966) sau 5-7 ngày nuôi cçy ć 30C. đþĉc xác đðnh bìng cách đo đþąng kính vùng Āc Khâ nëng sinh síc tố melanin đþĉc quan sát chế (khoâng cách cûa sĉi nçm tĆi xä khuèn) và trên môi trþąng ISP6 sau 7 ngày, nếu môi tính tî lệ phæn trëm Āc chế să phát triển cûa sĉi trþąng chuyển tÿ màu vàng nhät sang màu nâu nçm (GI) theo công thĀc sau: hoặc đen thì chûng xä khuèn có khâ nëng sinh D – D1 ra melanin. Các đặc điểm khuèn läc gồm màu GI = × 100% D síc khuèn ty cĄ chçt (KTCC), khuèn ty khí sinh 1044
  4. Đinh Trường Sơn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Thanh Hải, Trần Thị Đào, Ngô Thị Vân Anh, Nguyễn Xuân Cảnh (KTKS) và khâ nëng sinh síc tố tan đþĉc đánh DNA (140 ng/l), 7µl H2O. Chu trình nhiệt cho giá bìng cách so sánh vĆi bâng màu ISCC-NBS các phân Āng PCR bít đæu là 95C trong 5 phút, (Kelly, 1958). tiếp theo là 40 chu kĊ ć 95C trong 1 phút, 58C PhþĄng pháp xác đðnh hình thái chuỗi sinh trong 30 giây, 72C trong 2 phút và thąi gian bào tā, khâo sát ânh hþćng cûa nhiệt độ, pH, kéo dài mäch cuối cùng 10 phút täi 72C. Cặp nồng độ NaCl tĆi sinh trþćng và phát triển cûa mồi khuyếch đäi sân phèm có kích thþĆc 470bp chûng VNUA27, đðnh danh chûng VNUA27 (Bundale & cs., 2014). đþĉc thăc hiện theo phþĄng pháp cûa Nguyễn 2.2.6. Phân tích số liệu Xuân Cânh & cs. (2016). Cý thể, xác đðnh hình thái chuỗi sinh bào tā thăc hiện nhþ sau: Cçy Số liệu đþĉc xā lċ sĄ bộ trên phæn mềm chûng xä khuèn trên môi trþąng Gause 1 đã Excel. Vẽ biểu đồ, thống kê bìng phæn mềm gëm lamen vào thäch vĆi góc nghiêng 45 so vĆi GraphPad Prism 9 vĆi độ tin cêy P
  5. Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên chuối của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27 Hình 1. Hình thái chuỗi sinh bào tử của chủng xạ khuẩn VNUA27 dưới kính hiển vi điện tử quét (SEM) ở độ phóng đại 2.000 lần Hình 2. Kết quâ kiểm tra khâ năng hình thành melanin của chủng VNUA27 khi nuôi cấy trên môi trường ISP-6 sau 7 ngày Sau khi nghiên cĀu các đặc điểm khuèn läc, 3.1.2. Khâ năng hình thành sắc tố melanin chûng xä khuèn VNUA27 đþĉc nghiên cĀu xác đðnh thąi gian hình thành, hình däng chuỗi sinh Xä khuèn tổng hĉp và hình thành síc tố bào tā và bào tā. Kết quâ quan sát dþĆi kính melanin đþĉc coi là một tiêu chí chuèn để phân hiển vi quang học cho thçy, chûng xä khuèn loäi (Zenova, 1965; Arai & Mikami, 1972). Kết VNUA27 bít đæu hình thành cuống sinh bào tā quâ sau 7 ngày nuôi cçy chûng xä khuèn sau 36 gią nuôi cçy. Các bào tā đþĉc síp xếp VNUA27 trên môi trþąng ISP6 cho thçy màu thành chuỗi dài, däng xoín và sau 48 gią bít cûa môi trþąng chuyển trÿ màu vàng nhät sang đæu đĀt rąi khỏi chuỗi, phát tán. Quan sát dþĆi màu nåu đen, chĀng tỏ chûng VNUA27 có khâ kính hiển vi điện tā quét (SEM) ć độ phóng đäi nëng sinh síc tố melanin (Hình 2). Các hĉp chçt 2.000 læn cho thçy rõ, hình thái chuỗi sinh bào melanin đþĉc xä khuèn sinh ra có tác dýng bâo tā cûa chûng VNUA27 rçt đặc trþng vĆi däng vệ chúng khỏi bĀc xä tia căc tím (Dastager & xoín màu tríng, mỗi chuỗi hình thành 20-35 cs., 2006). Đặc biệt, melanin tÿ xä khuèn đã bào tā (Hình 1). đþĉc nghiên cĀu cho thçy có nhiều hoät tính 1046
  6. Đinh Trường Sơn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Thanh Hải, Trần Thị Đào, Ngô Thị Vân Anh, Nguyễn Xuân Cảnh sinh học bao gồm hoät động chống oxy hoá, đặc lċ, sinh hóa đã nghiên cĀu cho thçy chûng xä tính kháng khuèn (Sivaperumal & cs., 2015). khuèn VNUA27 có nhiều đặc điểm giống vĆi chûng Streptomyces diastatochromogenes A7 3.1.3. Khâ năng thích nghi với một số điều trên ngân hàng gen (Shirling & Gottlieb, 1966). kiện môi trường của chủng VNUA27 Vì vêy, có thể kết luên rìng chûng xä khuèn Nghiên cĀu, khâo sát khâ nëng sinh trþćng VNUA27 có quan hệ gæn güi vĆi loài và phát triển cûa chûng xä khuèn VNUA27 trên Streptomyces diastatochromogenes và đặt tên một số điều kiện môi trþąng khác nhau nhìm chûng xä khuèn VNUA27 là Streptomyces mýc đính cung cçp thông tin về điều kiện nuôi diastatochromogenes VNUA27. cçy, phýc vý cho các nghiên cĀu lên men sau này. Kết quâ cho thçy, chûng xä khuèn 3.2. Khâ năng đối kháng của chủng xạ VNUA27 sinh trþćng và phát triển tốt trong khuẩn VNUA27 với nấm Foc TR4 điều kiện nhiệt độ tÿ 25-35°C, vĆi khoâng pH Xä khuèn đþĉc sā dýng nhþ tác nhån kiểm tÿ 6-9 (Bâng 2). soát sinh học chống các bệnh truyền nhiễm qua Nghiên cĀu này còn cho thçy chûng xä đçt. Khâ nëng đối kháng vĆi các vi sinh vêt gây khuèn VNUA27 sinh trþćng và phát triển mänh bệnh cûa xä khuèn đþĉc cho là nhą các hĉp chçt ć nồng độ muối (NaCl) 1-2% và có thể sinh thĀ cçp có hoät tính sinh học. Các chçt này đþĉc trþćng đþĉc ć nồng độ muối là 4% nên chûng xä khuèn tiết ra môi trþąng trong quá trình này đþĉc xếp vào nhóm chðu muối trung bình nuôi cçy. Do đó, hoät tính kháng nçm cûa chûng (Larsen, 1986). Các kết quâ về điều kiện môi VNUA27 đþĉc đánh giá bìng phþĄng pháp đồng trþąng nuôi cçy tþĄng đối giống vĆi các kết quâ nuôi cçy và khuếch tán trên đïa thäch. Kết quâ nghiên cĀu đã đþĉc công bố cûa Qi & cs. (2021). quá trình nuôi cçy đã xác đðnh đþĉc chûng VNUA27 có khâ nëng đối kháng mänh vĆi nçm 3.1.4. Định danh chủng VNUA27 Foc TR4, cho tî lệ phæn trëm đối kháng là Chûng xä khuèn VNUA27 đþĉc phân tích, 54,78%  1,35 khi đồng nuôi cçy (Hình 4A) và so sánh vùng trình tă cûa đoän gen 16S rRNA 46,01%  1,06 khi tiến hành thā nghiệm khuếch trên ngân hàng gen và tiến hành xây dăng cây tán đïa thäch (Hình 4B). Kết quâ này cho thçy phân loäi (Hình 3). chûng VNUA27 có tî lệ kháng nçm Foc TR4 tốt, Dăa vào cây phân loäi cho thçy chûng xä cao hĄn rçt nhiều so vĆi chûng khuèn VNUA27 nìm cùng nhánh vĆi chûng S. griseorubiginosus có tî lệ kháng nçm Foc là Streptomyces diastatochromogenes A7 vĆi giá 37,05% đã đþĉc công bố bći Cao & cs. (2005). So trð bootstrap là 97. Kết quâ giâi trình tă sánh vĆi nghiên cĀu gæn đåy nhçt, chûng nucleotide cho thçy mĀc độ tþĄng đồng cûa hai VNUA27 cho kết quâ kháng nçm tþĄng đþĄng trình tă 16S rRNA cûa VNUA27 và vĆi chûng SCA 2-4 có tî lệ kháng nçm Foc TR4 Streptomyces diastatochromogenes A7 là là 53,17% khi đồng nuôi cçy và 42,47% khi 99,44%. Xét trên cĄ sć phân tā về giá trð tin cêy khuếch tán đïa thäch bìng sā dýng dðch chiết và mĀc độ tþĄng đồng thì hai chûng này cùng xuçt (6,25 g/ml) tách tÿ chûng SCA 2-4 (Qi & một loài. Ngoài ra các đặc điểm hình thái, sinh cs., 2021). Bâng 2. Ảnh hưởng của một số điều kiện môi trường đến sự phát triển của chủng xạ khuẩn VNUA27 Yếu tố Khoảng tối ưu Khoảng chịu đựng Nhiệt độ (C) 25-30 20-40 NaCl (%) 1-2 1-4 pH 6-10 4-12 1047
  7. Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên chuối của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27 Hình 3. Cây phân loại dựa trên trình tự 16S rRNA của chủng xạ khuẩn VNUA27 Hình 4. Hoạt tính kháng nấm Foc TR4 của chủng VNUA27 bằng phương pháp đồng nuôi cấy (A) và phương pháp khuếch tán đĩa thạch (B) 3.3. Tác động của dịch nuôi của chủng không có să tiếp xúc trăc tiếp giĂa khuèn läc và VNUA27 tới sinh trưởng và phát triển của dðch nuôi cçy chûng VNUA27 vĆi sĉi nçm trong nấm Foc TR4 các méu thí nghiệm. Điều đó chĀng minh rìng, să Āc chế nçm Foc TR4 cûa chûng VNUA27 rçt 3.3.1. Tác động của dịch nuôi của chủng có thể do các chçt chuyển hoá kháng nçm đþĉc VNUA27 đến sự phát triển của hệ sợi nấm sinh ra và khuếch tán trong môi trþąng thäch. Foc TR4 Chính vì vêy, sau khi xác đðnh khâ nëng đối Tÿ kết quâ nghiên cĀu khâ nëng kháng kháng, chûng xä khuèn VNUA27 đþĉc tiến nçm Foc TR4 cûa chûng VNUA27 cho thçy rìng hành nghiên cĀu såu hĄn tìm hiểu ânh hþćng 1048
  8. Đinh Trường Sơn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Thanh Hải, Trần Thị Đào, Ngô Thị Vân Anh, Nguyễn Xuân Cảnh cûa dðch nuôi đến să phát triển cûa hệ sĉi và să có thể chðu đþĉc các môi trþąng khíc nghiệt và nây mæm cûa bào tā nçm Foc TR4. Kết quâ dễ dàng nây mæm khi gặp điều kiện thuên lĉi. quan sát dþĆi kính hiển vi quang học ć độ phóng Đåy là một trong nhĂng nguyên nhân chính gây đäi 400 læn cho thçy hình thái sĉi nçm ć méu khó khën trong việc kiểm soát nçm bệnh này. thí nghiệm có să bçt thþąng. Cý thể, sĉi nçm bð Nghiên cĀu tác động cûa dðch nuôi chûng xä biến däng, täi các đînh phæn ngọn nçm teo và khuèn VNUA27 đến să nây mæm cûa bào tā quën rýt läi, phæn thân hình thành các mçu lồi nçm Foc có ċ nghïa quan trọng trong việc phòng và sĉi nçm xuçt hiện nhiều vách ngën hĄn so trÿ bệnh hiệu quâ lâu dài. Vì să nây mæm cûa vĆi méu đối chĀng (Hình 5). bào tā rçt cæn thiết đối să phát triển cûa bệnh nçm trong giai đoän đæu. Thí nghiệm đþĉc tiến 3.3.2. Tác động của dịch nuôi cấy của hành theo dõi tî lệ nây mæm sau 3 gią, 6 gią, 9 chủng xạ khuẩn VNUA27 đến sự nây mầm gią, 12 gią ć méu thí nghiệm và đối chĀng. Kết của bào tử nấm Foc TR4 quâ các méu dðch bào tā đþĉc xā lý bìng dðch Nçm Foc tồn täi dþĆi däng bào tā hêu nuôi cçy xä khuèn VNUA27 cho thçy tî lệ nây (chlamydospores) råt låu trong đçt (hĄn 20 mæm læn lþĉt là 1,72%; 11,07%; 17,58%; 17,82% nëm), ngay câ khi không có thăc vêt kí chû và méu đối chĀng læn lþĉt là 66,58%; 87,05%; (Buddenhagen, 2007). Bào tā này có thành dày, 94,21%; 94,14% (Hình 6). Hình 5. Tác động của dịch nuôi cấy của chủng xạ khuẩn VNUA27 đến sự phát triển của hệ sợi nấm Foc TR4 Hình 6. Tỉ lệ bào tử nây mầm của bào tử nấm Foc TR4 theo các mốc thời gian 1049
  9. Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên chuối của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27 Hình 7. Tác động của dịch nuôi cấy đến sự nây mầm của bào tử sau 9 giờ Hình 8. Kết quâ điện di sân phẩm PCR khuyếch đại gen KS Đáng chú ċ, tî lệ nây mæm täi thąi điểm 9 gią thþąng ć méu đối chĀng và chî có 5,86% bào tā và 12 gią cûa méu thí nghiệm và đối chĀng không nây mæm ć điều kiện bình thþąng. không có să sai khác về thống kê vĆi độ tin cêy NhĂng phát hiện này cho thçy rìng dðch P
  10. Đinh Trường Sơn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Thanh Hải, Trần Thị Đào, Ngô Thị Vân Anh, Nguyễn Xuân Cảnh mänh (Jing & cs., 2020; Wei & cs., 2020; Qi & cûa bào tā (Āc chế 82,42%), kết quâ này đã chî cs., 2021; Zou & cs., 2021). rõ đồng thąi hai con đþąng làm hän chế să phát triển cûa nçm bệnh Foc TR4 bìng dðch nuôi cçy 3.4. Phát hiện gen liên quan đến sinh tổng trong điều kiện in vitro. Ngoài ra, nghiên cĀu đã hợp hợp chất thứ cấp từ chủng xạ khuẩn phát hiện ra gen KS tham gia vào quá trình VNUA27 sinh tổng hĉp các chçt chuyển hóa thĀ cçp tÿ Nghiên cĀu trþĆc đó cûa Shentu & cs. chûng xä khuèn VNUA27. Đåy là một trong (2016) đã chî ra rìng chûng Streptomyces nhĂng bþĆc đæu tiên giúp sàng lọc, phát hiện diastatochromogenes 1268 có thể tổng hĉp ít đþĉc hĉp chçt có hoät tính sinh học kháng nçm nhçt 4 loäi kháng sinh khác nhau là tÿ chûng VNUA27. Kết quâ nghiên cĀu là tiền toyocamycin và ba loäi thuốc kháng sinh đề cho các nghiên cĀu såu hĄn về cçp độ phân tā tetraene macrolide. Tçt câ các hĉp chçt này đều và quy trình lên men cûa chûng VNUA27 täo ra có khâ nëng chống läi các nçm gây bệnh trên chế phèm sinh học nhìm kiểm soát bệnh héo thăc vêt rçt cao chîng hän nhþ Fusarium vàng do nçm Foc TR4 gây nên bìng biện pháp oxysporum và Rhizoctonia solani. HĄn nĂa, việc sinh học. nghiên cĀu phát hiện gen mã hóa PKSII không nhĂng dă đoán đþĉc khâ nëng sinh tổng hĉp LỜI CÁM ƠN kháng sinh cûa chûng xä khuèn mà còn là tiền Nghiên cĀu này đþĉc thăc hiện vĆi să tài đề cho các nghiên cĀu såu hĄn nhìm xác đðnh trĉ kinh phí tÿ đề tài khoa học công nghệ tiềm quá trình hình thành gen mã hóa sinh kháng nëng cçp Bộ cûa Bộ Nông nghiệp và Phát triển sinh và xác đðnh hĉp chçt kháng sinh đó. KS nông thôn mã số ĐTTN.13/21. (-ketoacyl synthase) là một trong ba tiểu phæn cốt lõi trong tçt câ các cým gen mã hóa PKSII. Do đó, KS có thể đþĉc sā dýng để nhên biết TÀI LIỆU THAM KHẢO sàng lọc các hĉp chçt PKSII (Sun & cs., 2012). Albright J.C., Goering A.W., Doroghazi J.R., Metcalf Trên cĄ sć khoa học đó, chûng xä khuèn W.W. & Kelleher N.L. (2014). Strain-specific VNUA27 đã đþĉc tiến hành sàng lọc và đánh proteogenomics accelerates the discovery of natural products via their biosynthetic pathways. giá gen KS liên quan đến quá trình trao đổi Journal of Industrial Microbiology and chçt thĀ cçp. Kết quâ hình 8 cho thçy, sân Biotechnology. 41(2): 451-459. phèm khuyếch đäi gen KS cûa chûng VNUA27 Arai T. & Mikami Y. (1972). Chromogenicity of bìng phân Āng PCR cho một bëng DNA duy streptomyces. Applied Microbiology. 23(2): 402-406. nhçt có kích thþĆc 470bp tþĄng Āng vĆi kích Bubici G., Kaushal M., Prigigallo M. I., Gómez-Lama thþĆc đã đþĉc cống bố khi thiết kế mồi. Kết quâ Cabanás C. & Mercado-Blanco J. (2019). nghiên cĀu chĀng tỏ chûng xä khuèn VNUA27 Biological control agents against Fusarium wilt of có tiềm nëng sinh tổng hĉp kháng sinh. Đåy là banana. Frontiers in Microbiology. 10: 616. một trong nhĂng dĂ liệu quan trọng phýc vý Buddenhagen I. (2007). Understanding strain diversity in Fusarium oxysporum f. sp. cubense and history cho nghiên cĀu sau này để tìm ra các hĉp chçt of introduction of tropical Race 4' to better manage sinh học kháng nçm Foc TR4 tÿ chûng xä banana production. In III International Symposium khuèn tiềm nëng này. on Banana: ISHS-ProMusa Symposium on Recent Advances in Banana Crop Protection for Sustainable. 828: 193-204. 4. KẾT LUẬN Bundale S., Begde D., Nashikkar N., Kadam T. & Chûng VNUA27 có khâ nëng đối kháng Upadhyay A. (2014). Isolation of aromatic polyketide producing soil Streptomyces using mänh vĆi nçm Foc TR4 vĆi tî lệ đối kháng là combinatorial screening strategies. OALib Journal. 54,78%. Đặc biệt, nghiên cĀu đã chî rõ ânh 1: 1-16. hþćng cûa dðch nuôi VNUA27 tác động làm biến Dastager S., Li W.-J., Dayanand A., Tang S.-K., Tian däng hình thái sĉi nçm và Āc chế să nây mæm X.-P., Zhi X.-y., Xu L.-H. & Jiang C.-L. (2006). 1051
  11. Nghiên cứu đặc tính đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên chuối của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA27 Seperation, identification and analysis of pigment (2012). StreptomeDB: a resource for natural (melanin) production in Streptomyces. African compounds isolated from Streptomyces species. Journal of Biotechnology. 5(11). Nucleic Acids Research. 41(D1): D1130-D1136. Funabashi M., Funa N. & Horinouchi S. (2008). Metsä-Ketelä M., Salo V., Halo L., Hautala A., Hakala Phenolic lipids synthesized by type III polyketide J., Mäntsälä P. & Ylihonko K. (1999). An efficient synthase confer penicillin resistance on approach for screening minimal PKS genes from Streptomyces griseus. Journal of Biological Streptomyces. FEMS Microbiology Letters. Chemistry. 283(20): 13983-13991. 180(1): 1-6. Gemeda N., Woldeamanuel Y., Asrat D. & Debella A. Miyadoh S. (1997). Atlas of actinomycetes. Society for (2014). Effect of essential oils on Aspergillus spore Actinomycetes Japan. germination, growth and mycotoxin production: a Mohseni M., Norouzi H., Hamedi J. & Roohi A. potential source of botanical food preservative. (2013). Screening of antibacterial producing Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. actinomycetes from sediments of the Caspian Sea. 4: S373-S381. International Journal of Molecular and Cellular Getha K., Vikineswary S., Wong W., Seki T., Ward A. Medicine. 2(2): 64. & Goodfellow M. (2005). Evaluation of Nguyễn Xuân Cảnh, Hồ Tú Cường, Nguyễn Thị Định Streptomyces sp. strain g10 for suppression of & Phạm Thị Hiếu (2016). Nghiên cứu chủng xạ Fusarium wilt and rhizosphere colonization in pot- khuẩn có khả năng đối kháng với vi khuẩn Vibrio grown banana plantlets. Journal of Industrial parahaemolyticus gây bệnh trên tôm. Tạp chí Khoa Microbiology and Biotechnology. 32(1): 24-32. học Nông nghiệp Việt Nam. 14(11): 1809-1816 Ghag S.B., Shekhawat U.K. & Ganapathi T.R. (2015). Okamoto S., Taguchi T., Ochi K. & Ichinose K. (2009). Fusarium wilt of banana: biology, epidemiology Biosynthesis of actinorhodin and related and management. International Journal of Pest antibiotics: discovery of alternative routes for Management. 61(3): 250-263. quinone formation encoded in the act gene cluster. Ginolhac A., Jarrin C., Gillet B., Robe P., Pujic P., Chemistry & Biology. 16(2): 226-236. Tuphile K., Bertrand H., Vogel T.M., Perriere G. Phuakjaiphaeo C., Chang C., Ruangwong O. & & Simonet P. (2004). Phylogenetic analysis of Kunasakdakul K. (2016). Isolation and polyketide synthase I domains from soil identification of an antifungal compound from metagenomic libraries allows selection of endophytic Streptomyces sp. CEN 26 active against promising clones. Applied and Environmental Alternaria brassicicola. Letters in Applied Microbiology. 70(9): 5522-5527. Microbiology. 63(1): 38-44. Jing T., Zhou D., Zhang M., Yun T., Qi D., Wei Y., Ploetz R.C. & Evans E.A. (2015). The future of Chen Y., Zang X., Wang W. & Xie J. (2020). global banana production. Horticultural Reviews. Newly isolated Streptomyces sp. JBS5-6 as a 43: 311-3 potential biocontrol agent to control banana fusarium wilt: genome sequencing and secondary Qi D.F., Zou L., Zhou D., Zhang M., Wei Y., Zhang L., metabolite cluster profiles. Frontiers in Xie J. & Wang W. (2021). Identification and microbiology. 11: 602591. Antifungal Mechanism of a Novel Actinobacterium Streptomyces huiliensis sp. nov. Kelly K.L. (1958). Centroid notations for the revised against Fusarium oxysporum. f. sp. cubense ISCC-NBC color name blocks. Journal of Research Tropical Race 4 of Banana. Frontiers in of the National Bureau of Standards. 61(5): 2911. Microbiology. 3399. Lal R., Kumari R., Kaur H., Khanna R., Dhingra N. & Qi D., Zou L., Zhou D., Chen Y., Gao Z., Feng R., Tuteja D. (2000). Regulation and manipulation of Zhang M., Li K., Xie J. & Wang W. (2019). the gene clusters encoding type-I PKSs. Trends in Taxonomy and broad-spectrum antifungal activity biotechnology. 18(6): 264-274. of Streptomyces sp. SCA3-4 isolated from Larsen H. (1986). Halophilic and halotolerant rhizosphere soil of Opuntia stricta. Frontiers in microorganisms - an overview and historical Microbiology. 10: 1390. perspective. FEMS Microbiology Reviews. Rahman M., Islam M. Z., Islam M. & Ul A. (2011). 2(1-2): 3-7. Antibacterial activities of actinomycete isolates Li X., Li K., Zhou D., Zhang M., Qi D., Jing T., Zang collected from soils of Rajshahi, Bangladesh. X., Qi C., Wang W. & Xie J. (2021). Biological Biotechnology Research International. control of banana wilt disease caused by Fusarium Sadeghian M., Bonjar G.H.S. & Sirchi G.R.S. (2016). oxyspoum f. sp. Cubense using Streptomyces sp. Post harvest biological control of apple bitter rot H4. Biological Control. 155: 104524. by soil-borne actinomycetes and molecular Lucas X., Senger C., Erxleben A., Grüning B.A., identification of the active antagonist. Postharvest Döring K., Mosch J., Flemming S. & Günther S. Biology and Technology. 112: 46-54. 1052
  12. Đinh Trường Sơn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Thanh Hải, Trần Thị Đào, Ngô Thị Vân Anh, Nguyễn Xuân Cảnh Shirling E.T. & Gottlieb D. (1966). Methods for phylogenetic study. Journal of Bacteriology. characterization of Streptomyces species. 173(2): 697-703. International Journal of Systematic Bacteriology. Wei Y., Zhao Y., Zhou D., Qi D., Li K., Tang W., 16(3): 313-340. Chen Y., Jing T., Zang X. & Xie J. (2020). A Sivaperumal P., Kamala K. & Rajaram R. (2015). newly isolated Streptomyces sp. YYS-7 with a Bioactive DOPA melanin isolated and broad-spectrum antifungal activity improves the characterised from a marine actinobacterium banana plant resistance to Fusarium oxysporum f. Streptomyces sp. MVCS6 from Versova coast. sp. cubense tropical race 4. Frontiers in Natural Product Research. 29(22): 2117-2121. Microbiology. 11: 1712. Song S., Xu Y., Huang D., Miao H., Liu J., Jia C., Hu Wu X., Huang H., Chen G., Sun Q., Peng J., Zhu J. & W., Valarezo A.V., Xu B. & Jin Z. (2018). Bao S. (2009). A novel antibiotic produced by Identification of a novel promoter from banana Streptomyces noursei Da07210. Antonie van aquaporin family gene (MaTIP1; 2) which Leeuwenhoek. 96(1): 109-112. responses to drought and salt-stress in transgenic Yun T., Zhang M., Zhou D., Jing T., Zang X., Qi D., Arabidopsis thaliana. Plant Physiology and Chen Y., Li K., Zhao Y. & Tang W. (2021). Anti- Biochemistry. 128: 163-169. Foc RT4 activity of a newly isolated Streptomyces Sun W., Peng C., Zhao Y. & Li Z. (2012). Functional sp. 5-10 from a medicinal plant (Curculigo capitulata). Frontiers in Microbiology. 11: 610698. gene-guided discovery of type II polyketides from culturable actinomycetes associated with soft coral Zenova G. (1965). Melanoid pigments of Scleronephthya sp. PloS One. 7(8): e42847 Actinomycetes. Mikrobiologiia. 34(2): 278-283. Trần Ngọc Hùng, Đỗ Thị Vĩnh Hằng & Nguyễn Đức Zhang L., Cenci A., Rouard M., Zhang D., Wang Y., Huy (2020). Bệnh héo vàng (Fusarium oxysporum Tang W. & Zheng S.-J. (2019). Transcriptomic f. sp. cubense) hại chuối tiêu tại Việt Nam. Tạp chí analysis of resistant and susceptible banana corms in response to infection by Fusarium oxysporum f. Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. 18(5): 315-322. sp. cubense tropical race 4. Scientific Reports. Tzean Y., Lee M.-C., Jan H.-H., Chiu Y.-S., Tu T.-C., 9(1): 1-14. Hou B.-H., Chen H.-M., Chou C.-N. & Yeh H.-H. Zhou D., Jing T., Chen Y., Wang F., Qi D., Feng R., (2019). Cucumber mosaic virus-induced gene Xie J. & Li H. (2019). Deciphering microbial silencing in banana. Scientific Reports. 9(1): 1-9. diversity associated with Fusarium wilt-diseased Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A. & Lane and disease-free banana rhizosphere soil. BMC D.J. (1991). 16S ribosomal DNA amplification for Microbiology. 19(1): 1-13. 1053
nguon tai.lieu . vn
Nông nghiệp Ngư nghiệp Lâm nghiệp Sinh học Hoá học Ngôn ngữ học Ngân hàng - Tín dụng