PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CELLULOSE TỪ RUỘT GIUN ĐẤT

Ngày nhận bài: 07-02-2025

Ngày xuất bản: 20-02-2025

DOI: https://doi.org/10.1234/71t8hn87

Lượt xem

24

Download

17

Số: Tập 22 Số 8 (2024)

Chuyên mục:

KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

Cách trích dẫn:

Thoa, T. ., Nguyên, N. ., Trân, L. ., Khiêm, L. ., & Xạ, T. . (2025). PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CELLULOSE TỪ RUỘT GIUN ĐẤT . Tạp Chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 22(8). https://doi.org/10.1234/71t8hn87

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CELLULOSE TỪ RUỘT GIUN ĐẤT

Trần Kim Thoa 1 , Nguyễn Thị Thu Nguyên 1 , Lương Hải Trân 1 , Lê Hoàng Khiêm 1 , Trương Văn Xạ (*) 1

  • Tác giả liên hệ: xatv@vlute.edu.vn
  • 1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long

    • Từ khóa

    cellulase, Bacillus amyloliquefacien, CMCase

    Tóm tắt


    Vi khuẩn phân giải cellulose có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nhờ hoạt tính enzyme ngoại bào, được ứng dụng trong xử lý chất thải thực vật. Vì vậy, nghiên cứu này nhằm phân lập và xác định được loài vi khuẩn trong ruột giun đất có khả năng phân hủy cellulose từ đó có thể ứng dụng vi khuẩn để phân hủy phụ phẩm trong nông nghiệp. 30 chủng vi khuẩn phân lập từ ruột giun đất với hình thái khuẩn lạc chủ yếu là màu trắng, hình tròn, tế bào hình que, Gram dương và có khả năng di động. Hoạt tính phân giải cellulose của vi khuẩn được định tính bằng phương pháp khuếch tán trên giếng thạch. Kết quả có 53,33% số chủng vi khuẩn có khả năng phân giải CMC (carboxymethyl cellulose), đường kính vòng phân giải trong khoảng 2,67-24,67mm, chủng vi khuẩn có khả năng phân giải CMC mạnh nhất là NT20 (24,67 ± 1,15mm). Hoạt tính cellulase được xác định bằng phương pháp DNS. Kết quả cho thấy vi khuẩn NT20 sinh ra hàm lượng đường khử cao nhất (50,70 ± 1,01 µg/ml) so với các chủng vi khuẩn còn lại sau 48 giờ nuôi cấy. Vi khuẩn NT20 có khả năng phân hủy phụ phẩm rau cải xanh đạt cao nhất ở thời điểm 10 ngày là 51,33%. Vi khuẩn NT20 có trình tự gen 16S rRNA tương đồng 100% với vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens strain HT-22-B1.

    Tài liệu tham khảo

    Barker G.C., Smith J.J. & Cowan D.A. (2003). Review and reanalysis of domain specific 16S primers. Journal of Microbiological Method. 55: 541-555.

    Banerjee A., Biswasa J.K., Pant D., Sarkar B., Chaudhuri P., Rai M. & Meers E. (2019). Enteric bacteria from the earthworm (Metaphire posthuma) promote plant growth and remediate toxic trace elements. Journal of Environmental Management. 15(250): 109530. doi: 10.1016/j.jenvman. 2019.109530.

    Bernfeld P. (1955). Amylases α and β. Methods in Enzymology. 1: 149-158.

    Brown G.G. & Doube B.M. (2004). Functional interactions between earthworms, microorganisms, organic matter, and plants. In: Edwards C. A., ed. Earthworm ecology. Boca Raton, FL, USA: CRC Press LLC. pp. 213-239.

    Cao Ngọc Điệp & Nguyễn Hữu Hiệp (2002). Giáo trình vi sinh vật chuyên sâu. Trường Đại học Cần Thơ.

    Dey K.K., Talukdar N.C., Nongkhlaw F.M.W. & Thakuria D. (2018). Isolation, characterization and practical significance of cellulose degrading bacteria from the gut wall of two ecologically distinct earthworms. Current Science.

    (7): 1474-1484.

    Fujii K., Ikeda K. & Yosida S. (2012). Isolation and characterization of aerobic microorganisms with cellulolytic activity in the gut of endogeic earthworms. International microbiology.

    : 121-130.

    Hijam S.D., Goyari S., Thokchom E., Kalita M.C. & Talukdar N.C. (2020). Identification and determination of cellulase activity of cellulose degrading microorganisms from earthworm species of different habitats of North East India. Indian Journal of Biotechnology. 19: 192-205.

    Huang K., Li F., Wei Y., Chen X. & Fu X. (2013). Changes of bacterial and fungal community compositions during vermicomposting of vegetable wastes by Eisenia foetida. Bioresource Technology. 150: 235-241.

    Juturu V. & Wu J.C. (2014). Microbial cellulases: Engineering, production and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews.

    : 188-203.

    Jyotsna K.P., Vijayalakshmi K., Prasanna N.D. & Shaheen S.K. (2010). Isolation, characterization of cellulase producing Lysinibacillus sphaericus MTCC No. 9468 from gut of Eisenia foetida. Bioscan. 6(2): 325-327.

    Kumar S., Tamura K. & Nei M. (2004). MEGA3: Integrated software for Molecular Evolutionary Genetics Analysis and sequence alignment. Briefings In Bioinformatics. 5(2): 150-163.

    Li H., ZhangM., Zhang Y., Xu X., Zhao Y., Jiang X., Zhang R. & Gui Z. (2023). Characterization of Cellulose-Degrading Bacteria Isolated from Silkworm Excrement and Optimization of Its Cellulase Production. Polymers. 15(20): 4142. Doi: 10.3390/polym15204142.

    Mai Thi, Nguyễn Hữu Hiệp & Dương Ngọc Thúy (2017). Phân lập, nhận diện vi khuẩn phân hủy cellulose từ sùng (Holotrichia parallela) và trùn đất (Lubricus terrestris). Tạp chí Khoa hoc Trường Đại học Cần Thơ. 50B: 81-90.

    Mei J., Shen X., Gang L., Xu H., Wu F. & Sheng L. (2020). A novel lignin degradation bacteria - Bacillus amyloliquefaciens SL - 7 used to degrade straw lignin efficiently. Bioresource Technology. 310: 123445. doi: 10.1016/j.biortech. 2020.123445.

    Ngalimat M.S., Yahaya R.S.R., Baharudin M.M.A.A., Yaminudin S.M., Karim M., Ahmad S.A. & Sabri S. (2021). A review on the biotechnological applications of the operational group Bacillus amyloliquefaciens. Microorganisms. 9(3): 614. doi: 10.3390/microorganisms9030614.

    Nguyễn Ngọc Ẩn, Nguyễn Mộc Tấn, Nguyễn Trung Thế Hiển, Nguyễn Thị Diệu Hạnh & Phạm Tấn Việt (2019). Phân lập và khảo sát điều kiện sinh tổng hợp cellulase của hai chủng vi khuẩn TH-VK22 và TH-VK24. Tạp chí Khoa học và Công nghệ. 39(3): 247-259.

    Nguyễn Thị Thuý Nga, Phạm Quang Nam, Lê Xuân Phúc, Phạm Quang Thu & Nguyễn Minh Chí (2015). Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn phân giải xenlulo sản xuất phân hữu cơ sinh học. Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp. 2: 3841-3850.

    Nguyễn Thị Thu Thủy, Nguyễn Tiến Long & Trần Thanh Đức (2018). Phân lập, tuyển chọn và định danh vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose để sản xuất phân hữu cơ vi sinh. Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. 127(3A): 117-127.

    Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lương Hữu Thành, Vũ Thúy Nga, Đàm Trong Anh, Vũ Tiến Đức, Đàm Thị Huyền & Nguyễn Văn Thiết (2022). Phân lập tuyển chọn xạ khuẩn ứng dụng trong xử lý rơm rạ trên đồng ruộng tại vùng trồng lúa ven đô thành phố Hà Nội. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam. 5(138): 44-50.

    Shankar T., Sankaralingam S., Balachandran C., Chinnathambi A., Nasif O., Ali S., Alharbi S.A., Park S. & Baskar K. (2021). Purification and characterization of carboxymethylcellulase from Bacillus pumilus EWBCM1 isolated from earthworm gut (Eudrilus eugeniae). Journal of King Saud University - Science. 33(1): 101261. doi: 10.1016/j.jksus.2020.101261.

    Shankar T., Mariappan V. & Isaiarasu L. (2011). Screening cellulolytic bacteria from the mid-gut of the popular composting earthworm, Eudrilus eugeniae (Kinberg). World Journal of Zoology. 6(2): 142-148.

    Trịnh Thành Trung, Phan Lạc Dũng, Trần Thị Lệ Quyên, Dương Văn Hợp & Đào Thị Lương (2013). Đặc điểm sinh học và tiềm năng ứng dụng của chủng vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum sp. 1901 phân lập tại Rừng Quốc gia Hoàng Liên. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ. 29(3): 59-70.

    Trần Hoàng Dũng, Huỳnh Văn Hiếu, Trần Duy Dương & Nguyễn Thành Công (2018). Phân lập các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose mạnh phục vụ sản xuất chế phẩm phân hủy rơm rạ.

    Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

    (6): 32-36.

    Võ Văn Phước Quệ & Cao Ngọc Điệp (2011). Phân lập và nhận diện vi khuẩn phân giải cellulose. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 18a: 177-184.

    Yang Y., Callaham Jr M.A., Wu X., Zhang Y., Wu D. & Wang D. (2023). Gut microbial communities and their potential roles in cellulose digestion and thermal adaptation of earthworms. Science of The Total Environment. 903. 166666. Doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.166666.