Received: 03-07-2018
Accepted: 25-06-2020
DOI:
Views
Downloads
How to Cite:
Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn sinh enzyme chitinase, đối kháng với nấm Fusarium oxysporumtừ đất vùng rễ cây hoa lily
,
Tran Thi Dao
1
,
Le Thi Ngoc An
1
,
Lam Thuong Thuong
1
Keywords
Vi khuẩn sinh chitinase, Fusarium oxysporum, vùng rễ
Abstract
Enzyme chitinase có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như môi trường, nông nghiệp và y học. Vi khuẩn sinh enzyme chitinase được tìm thấy trong môi trường tự nhiên (đất vùng rễ, nước biển) được ứng dụng để đối kháng với nấm gây bệnh thực vật và sản xuất enzyme chitinase phân huỷ các chất thải chứa chitin. Nghiên cứu đã tiến hành phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng sinh enzyme chitinase có hoạt tính cao bằng phương pháp khuyếch tán đĩa thạch và phương pháp so màu với thuốc thử DNS (3,5-dinitrosalicylic acid). Từ đất vùng rễ cây hoa lily, 32 chủng vi khuẩn có khả năng sinh enzyme chitinase đã được phân lập. Trong đó, 4 chủng HP02, VRQ9, HM03 và GL10 có hoạt tính chitinase là cao nhất, lần lượt là 1,47; 1,44; 1,29; 1,21 U/ml. Các chủng sinh chitinase được thử đối kháng với nấm Fusarium oxysporumgây bệnh thối củ và thân ở cây hoa lily. Kết quả cho thấy rằng 4 chủng HP02, VRQ9, HM03 và GL10 đều có khả năng đối kháng với nấm. Chủng HP02 có hoạt tính chitinase cao nhất và có khả năng đối kháng nấm Fusarium oxysporum, được xác định là Bacillus subtilisdựa vào đặc điểm hình thái, hoá sinh, so sánh trình tự 16S rRNA với các trình tự trong ngân hàng gen và xây dựng câyphân loại.
References
Admad Z., Wu J., Chen L. & DongW.(2017). Isolated Bacillus subtilisstrain 330-2 and its antagonistic genes identified by the removing PCR. Sci. Rep. 7: 1-13.
Alam J. & Mathur A.(2014). Evaluation of antifungal potential of chitin and chitin -based derivatives against pathogenic fungal strains. Biolife. 2(4): 1354-1358.
Amin M., Rakhisi Z. & Ahmady A.Z. (2015). Isolation and identification of Bacillus species from soil and evaluation of their antibacterial properties. Avicenna Clin. Microb. Infec. 2(1): 1-4.
Barrow G.I. & Feltham R.K.A. (2004). Cowan and Steel’s Manual for the identification of medical bacterial. 3rded., Cambridge University Press. pp. 217-232.
Brzezinska M.S., Jankiewicz U., Burkowska A. & Walczak M. (2014). Chitinolytic microorganisms and their possible application in environmental protection. Curr. Microbiol. 68: 71-81.
Chang W.T., Chen C.S. & Wang S.L. (2003). An antifungal chitinase produced by Bacillus cereuswith shrimp and crab shell powder as a carbon sources. Curr. Microbiol. 47: 102-108.
Chet I., Ordentlich A., Shapira R. & Oppenheim A.(1990). Mechanisms of biocontrol of soil-borne plant pathogens by rhizobacteria. Plant Soil. 129: 85-92.
Chowdhury S. P., Hartmann A., Gao X. & Borriss R. (2015). Biocontrol mechanism by root-associated Bacillus amyloliquefaciens FZB42 - a review. Front. Microbiol. 6: 1-11.
Daami-Remadi M., Ayed F. &Jabnoun-Khiareddine H. (2006). Effects of some Bacillussp. isolates on Fusariumspp. in vitroand potato tuber dry rot development in vivo. Plant Pathol. 5(3): 283-290.
Dhanasekaran D., Thajuddin N. & Panneerselvam A. (2012). Applications of Actinobacterial Fungicides in Agriculture and Medicine. Fungicides for Plant and Animal Diseases. Khanasekaran D. (Ed.). INTECH. pp. 29-54.
El-Katatny M.H., Somitsch W., Robra K.H., El-Katatny M.S. & Gubitz G.M. (2000). Production of chitinase and β- 1, 3 - glucanase by Trichoderma harzianum for control of the phytopathogenic fungus Sclerotium rolfsii. Food Technol. Biotechnol. 38(3): 173-180.
Gomaa O.M. & Momtaz O.A. (2006). 16S rRNA characterization of Bacillusisolate and its tolerance profile after subsequent subculturing. Arab J. Biotech. 10(1): 107-116.
Hamid R., Khan, M.A., Ahmad M., Ahmad M.M., Abdin M.Z., Musarrat J. & Javed S. (2012). Chitinases: An update. J. Pharm. Bioallied. Sci. 5(1): 21-29.
Hoster F., Schimitz J.E. & Daniel R.(2005). Enrichment of chitinolytic microorganisms: isolation and characterization of a chitinase exhibiting antifungal activity against phytopathogenci fungi from a novel Streptomycesstrain. Appl. Microbiol. Biotechnol. 66: 434-442.
Holt J.G., Krieg N.R., Sneath P.H.A., Staley J.T. & Williams S.T.(1994). Bergey’s Mannual of Determinative Bacteriology 9. Lippincott Williams & Wilkins. pp. 559-569.
Jabeen F. & Qazi J.I. (2014). Isolation of chitinase yielding Bacillus cereusJF68 from soil employing an edible crab shell chitin. J. Sci. Ind. Res. 73: 771-776.
Kamil Z., Rizk M., Saleh M. & Moustafa S. (2007). Isolation and Identification of rhizosphere soil chitinolytic bacteria and their potential in antifungal biocontrol. GJMS. 2(2): 57-66.
Kishore G.K., Pande S. & Podile A.R. (2005a). Biological control of late leaf spot of peanut (Arachis hypogaea) with chitinolytic bacteria. Phytopathology. 95: 1157-1165.
Kishore G.K., Pande S. &Podile A.R. (2005b). Biological control of collar rot disease with broad-spectrum antifungal bacteria associated with groundnut. Can. J. Microbiol. 51: 123-132.
Karunya S.K, Reetha D, Sarnaraj P. & Milton D.J. (2011). Optimization and purification of chitinase produced by Bacillus subtilisand its antifungal activity against plant pathogens. Int. J. Pharma. Biol. Archiv. 2: 1680-1685.
Lim J.H, Rhee H.K, Kim Y.J., Lim K.B & vanTuyl J.M. (2003). Resistance to Fusarium oxysporum f.sp.lilii in Lilium. Acta Hortic. 620: 311-318.
Lee J.Y., Moon S.S. & Huang B.K. (2003). Isoaltion and antifungal and antioomycete activities of aerugine produced by Pseudomonas fluorescensstrain MM-B16. Appl. Environ. Microbiol. 69: 2023-2031.
Li S., Zhang N., Zhang Z., Lou J., Shen B., Zhang R. & Shen Q.(2013). Antagonist Bacillus subtilisHJ5 controls Verticilliumwilt of cotton by root colonization and biofilm formation. Biol. Fertil. Soils. 49: 295-303.
Manoharachary C. & Mukerji K.G. (2006). Microbial activity in the Rhizosphere. Soil Biology. Mukerji K.G, Manoharachary C. and Singh J. (Eds.). Springer-Verlag Berlin Heidelberg. pp. 1-7.
Mishra V.K. & Kumar A. (2012). Plant growth promoting and phytostimulatory potential of Bacillus subtilisand Bacillus amyloliquefaciens. J. Agric. Biol. Sci. 7(7): 509-519.
Nam M.H., Park M.S., Kim H.G. & Yoo S.J. (2009). Biological control of strawberry Fusariumwilt caused by Fusarium oxysporumf.sp.fragariae using Bacillus velezensisBS87 and RK1 formulation. J. Microbiol. Biotechnol. 19: 520-524.
Neeraja C., Anil K., Purushotham P., Suma K., Sarma PVSRN., Moerschbacher B.M. & Podile A.R. (2010). Biotechnological approaches to develop bacterial chitnases as bioshield against fungal diseases of plants. Crit. Rev. Biotechnol. 30(3): 231-241.
Nguyen T.P., Nguyen T.P.O & Nguyen H.H. (2013). Antagonistic effect against Pyricularia oryzaeof chitinase-producing bacteria isolated from rice rhizosphere. Cantho Uni. J. Sci. 31: 7-11.
Nunez de Caceres Gonzalez F.F., Davey M.R., Sanchez E.C. & Wilson Z.A.(2015). Conferred resistance to Botry cinerea in Liliumby overexpression of the RCH10 chitinase gene. Plant Cell. Rep. pp. 1-9.
Podile A.R. & Prakash A.P. (1996). Lysis and biological control of Aspergillus nigerby Bacillus subtilisAF1. Can. J. Microbiol. 42:533-538.
Sadfi N., Cherif M., Fliss I., Boudabbous A. & Antoun H. (2001). Evaluation of bacterial isolates from salty soils and Bacillus thuringiensisstrains for the biocontrol of Fusariumdry rot of potato tubers. J. Plant Pathol. 83(2): 101-118.
Shanmugaiah N., Mathivanan N., Balasubramania N. & Manoharan P.T. (2008). Optimization of Cultural contitions for production of chitinase by Bacillus laterosporousMMI2270 isolated from rice rhizosphere soil. Afr. J. Biotechnol. 7(15): 2562-2568.
Setia I.N. & Suharjono. (2015). Chitinolytic assay and Identification of bacteria isolated from shrimp waste based on 16S rDNA sequences. Adv. Microbiol. 5: 541-548.
Straathof T.P. & Van-Tuyl J.M. (1994). Genetic variation in resistance to Fusarium oxysporumf. sp. Liliiin the genus Lilium. Ann. Appl. Biol. 125: 61-72.
Trachuk A.A., Revina L.P., Shemyakina T.M., Chestukhina G.G. & Stepanov V.M. (1996). Chitinases of Bacillus licheniformisB-6839: isolation and properties. Can. J. Microbiol. 42: 307-315.
Veliz E.A., Martinez-Hidalgo P. & Hirsch A.M. (2017). Chitinase-producing bacteria and their role in biocontrol. AIMS Microbiol. 3(3): 689-705.