Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase

Ứng dụng công nghệ vi sinh trong xử lý ô nhiễm môi trường nói chung và xử

lý chất thải hữu cơ nói riêng đang là giải pháp được triển khai rộng rãi do hiệu quả

về môi trường, kinh tế và kỹ thuật. Các chất thải hữu cơ trong đó đặc biệt là chất thải

từ người, động vật được coi là nguồn chứa nhiều dinh dưỡng cho cây trồng. Nếu

được quản lý và xử lý tốt, đây được coi là nguồn cung cấp dinh dưỡng dồi dào cho

cây trồng nông nghiệp và một trong những biện pháp thu gom và xử lý tận dụng

phân người làm phân bón cho cây trồng đã được thực hiện tại các nhà tiêu khô. Theo

các nghiên cứu đã chỉ ra, trong quá trình ủ composting chất thải nhà tiêu khô, các vi

sinh vật hoạt động phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp bao gồm hydratcacbon,

đường, protein, chất béo, chất xơ (hemicellulose, cellulose) và lignin thành các

hợp chất đơn giản vi sinh vật và cây trồng có thể hấp thu được. Đồng thời hoạt động

của vi sinh vật sinh nhiệt và làm nhiệt độ đống ủ tăng cao giúp tiêu diệt các mầm

bệnh có trong chất thải [1].

Việc sử dụng vi sinh vật phân giải cellulose sản xuất chế phẩm vi sinh xử lý ô

nhiễm môi trường đã và đang được các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam nghiên

cứu và ứng dụng. Chế phẩm vi sinh gồm 4 chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có khả năng sinh

tổng hợp cellulase đã được Zhao Y và cộng sự sàng lọc từ các mẫu phân ủ để bổ sung

vào các giai đoạn khác nhau của quá trình ủ phân. Kết quả cho thấy việc bổ sung chế

phẩm vào đống ủ đã có hiệu quả tích cực, giúp đẩy nhanh quá trình phân hủy

cellulose, làm tăng hàm lượng các chất mùn và có ảnh hưởng đến quần xã vi sinh vật

trong đống ủ, so với đống ủ không được bổ sung chế phẩm [1]. Ở Việt Nam, 2 chủng

xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces đã được bổ sung vào chế phẩm vi sinh Sagi Bio-1 sử

dụng để xử lý chất thải chăn nuôi [2]. Trần Hoàng Dũng và cộng sự cũng đã nghiên

cứu tuyển chọn được các chủng vi sinh vật phân giải cellulose thuộc cả 3 nhóm là vi

khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc để ứng dụng xử lý rác thải giàu cellulose [3].

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 1

Trang 1

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 2

Trang 2

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 3

Trang 3

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 4

Trang 4

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 5

Trang 5

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 6

Trang 6

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 7

Trang 7

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 8

Trang 8

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase trang 9

Trang 9

pdf 9 trang baonam 11540
Bạn đang xem tài liệu "Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase

Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính Cellulase
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 22, 05-2021 48
TUYỂN CHỌN VÀ ĐỊNH DANH CHỦNG XẠ KHUẨN 
ƯA NHIỆT CÓ HOẠT TÍNH CELLULASE 
ĐỖ THỊ TUYẾN (1), ĐẶNG THỊ HỒNG PHƯƠNG (1), 
ĐỖ TẤT THỊNH (2), NGÔ CAO CƯỜNG (1) 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Ứng dụng công nghệ vi sinh trong xử lý ô nhiễm môi trường nói chung và xử 
lý chất thải hữu cơ nói riêng đang là giải pháp được triển khai rộng rãi do hiệu quả 
về môi trường, kinh tế và kỹ thuật. Các chất thải hữu cơ trong đó đặc biệt là chất thải 
từ người, động vật được coi là nguồn chứa nhiều dinh dưỡng cho cây trồng. Nếu 
được quản lý và xử lý tốt, đây được coi là nguồn cung cấp dinh dưỡng dồi dào cho 
cây trồng nông nghiệp và một trong những biện pháp thu gom và xử lý tận dụng 
phân người làm phân bón cho cây trồng đã được thực hiện tại các nhà tiêu khô. Theo 
các nghiên cứu đã chỉ ra, trong quá trình ủ composting chất thải nhà tiêu khô, các vi 
sinh vật hoạt động phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp bao gồm hydratcacbon, 
đường, protein, chất béo, chất xơ (hemicellulose, cellulose) và lignin thành các 
hợp chất đơn giản vi sinh vật và cây trồng có thể hấp thu được. Đồng thời hoạt động 
của vi sinh vật sinh nhiệt và làm nhiệt độ đống ủ tăng cao giúp tiêu diệt các mầm 
bệnh có trong chất thải [1]. 
Việc sử dụng vi sinh vật phân giải cellulose sản xuất chế phẩm vi sinh xử lý ô 
nhiễm môi trường đã và đang được các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam nghiên 
cứu và ứng dụng. Chế phẩm vi sinh gồm 4 chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có khả năng sinh 
tổng hợp cellulase đã được Zhao Y và cộng sự sàng lọc từ các mẫu phân ủ để bổ sung 
vào các giai đoạn khác nhau của quá trình ủ phân. Kết quả cho thấy việc bổ sung chế 
phẩm vào đống ủ đã có hiệu quả tích cực, giúp đẩy nhanh quá trình phân hủy 
cellulose, làm tăng hàm lượng các chất mùn và có ảnh hưởng đến quần xã vi sinh vật 
trong đống ủ, so với đống ủ không được bổ sung chế phẩm [1]. Ở Việt Nam, 2 chủng 
xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces đã được bổ sung vào chế phẩm vi sinh Sagi Bio-1 sử 
dụng để xử lý chất thải chăn nuôi [2]. Trần Hoàng Dũng và cộng sự cũng đã nghiên 
cứu tuyển chọn được các chủng vi sinh vật phân giải cellulose thuộc cả 3 nhóm là vi 
khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc để ứng dụng xử lý rác thải giàu cellulose [3]. 
Để góp phần làm giàu bộ chủng giống vi sinh vật phân giải cellulose định 
hướng sản xuất chế phẩm vi sinh xử lý chất thải nhà tiêu khô, trong phạm vi nghiên 
cứu này, các chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có khả năng sinh cellulase được tập trung 
nghiên cứu tuyển chọn và định danh. 
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Đối tượng và môi trường nghiên cứu 
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 
Các chủng xạ khuẩn phân lập từ mẫu thu thập từ đống ủ phân chuồng (47 
chủng đã được sàng lọc bằng nhiệt độ ở 50oC trong 3-5 ngày và phân lập trước khi 
thực hiện nghiên cứu này) được lưu trữ tại phòng thí nghiệm Phân viện Công nghệ 
Sinh học, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga. 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 22, 05-2021 49
2.1.2. Môi trường nghiên cứu 
Môi trường cảm ứng sinh enzyme: Cơ chất 20g; FeSO4.7H2O 0,01g; KNO3 
1,0g; K2HPO4 0,5g; MgSO4.7H2O 0,5g; NaCl 2g; thạch 15g (Cơ chất tương ứng: 
CMC, tinh bột, gelatin, tween 80) [3, 4]. Môi trường dịch thể có thành phần tương tự 
không bổ sung thạch. 
Môi trường nuôi cấy xạ khuẩn sinh cellulase (gam/lít): CMC (carboxymethyl 
cellulose) 2g; Gelatin 2g; KH2PO4 0,5g; MgSO4.7H2O 0,25g; Thạch 15g [4]. 
Môi trường thử hoạt tính enzyme: như môi trường cảm ứng sinh enzyme với 
nguồn cơ chất 1%, thạch 15g/L [3, 4]. 
Môi trường nuôi cấy và phân loại chủng xạ khuẩn: Các môi trường sử dụng 
theo hướng dẫn của ISP (International Streptomyces Project) và khóa phân loại 
Bergay [5, 8]. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
2.2.2. Tuyển chọn xạ khuẩn sinh enzyme 
Phương pháp đặt thỏi thạch: Đục thỏi thạch đường kính 8 mm chứa các chủng xạ 
khuẩn phát triển trên môi trường cảm ứng sinh enzyme, chuyển sang đĩa thạch chứa môi 
trường thử hoạt tính enzyme tương ứng, đặt nhiệt độ 4oC trong 6 giờ, chuyển sang tủ ấm 
37oC trong 24 giờ; hiện màu vòng phân giải cơ chất bằng thuốc nhuộm Lugol [4, 12]. 
Phương pháp đục thỏi thạch xác định hoạt tính enzyme trên môi trường dịch 
thể: Để lựa chọn các chủng xạ khuẩn có khả năng sinh nhiều loại enzyme thủy phân, 
tiến hành nuôi trong môi trường dịch thể cảm ứng sinh enzyme, ở 37oC, tốc độ lắc 200 
vòng/phút trong 72 giờ. Ly tâm dịch nuôi cấy 10000 vòng/phút trong 15 phút thu dịch 
enzyme thô. Nhỏ 100 µL dịch enzyme thô vào giếng thạch đã đục sẵn (đường kính 
8mm) trên môi trường thử hoạt tính. Các bước tiếp theo tiến hành tương tự phương 
pháp đặt thỏi thạch [4]. 
Hoạt tính enzyme được đánh giá thông qua hiệu số giữa kích thước vòng phân 
giải ( D, mm): D = D - d; Trong đó: D: Kích thước vòng phân giải; D: Đường kính 
vòng phân giải; d: Đường kính lỗ thạch [4, 6]. 
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của xạ khuẩn 
Đặc ... GACTT5’ [8]. Sản phẩm PCR có kích thước 
1270 bp được kiểm tra bằng điện di trên gel agarose 1%, sau đó được gửi đi tinh sạch 
và giải trình tự tại công ty VNDAT. Kết quả giải trình tự 16S rRNA của xạ khuẩn 
được phân tích so sánh với các trình tự trên ngân hàng gen quốc tế NCBI bằng chương 
trình BLAST để định danh tới loài xạ khuẩn (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/). 
3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 
3.1. Tuyển chọn chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính enzyme cao 
Từ bộ sưu tập 47 chủng xạ khuẩn, bằng phương pháp đặt thỏi thạch đã tuyển 
chọn được 7 chủng có khả năng phân giải cơ chất CMC mạnh dựa vào đường kính 
vòng phân giải cơ chất. Các chủng này tiếp tục được khảo sát khả năng sinh tổng 
hợp đa dạng các enzyme ngoại bào amylase, protease, lipase khi nuôi cấy trên môi 
trường cảm ứng sinh enzyme. Đồng thời, tiến hành đánh giá khả năng sinh cellulase 
ngoại bào của các chủng xạ khuẩn trên môi trường nuôi cấy dịch thể theo phương 
pháp đục thỏi thạch. Kết quả cho thấy, ngoài khả năng phân giải CMC mạnh, các 
chủng xạ khuẩn đều có khả năng cảm ứng sinh enzyme ngoại bào phân giải ít nhất 1 
trong 3 loại cơ chất là tinh bột tan, gelatin, tween 80. Trong đó chủng xạ khuẩn 
XM241 và XM6 thể hiện hoạt tính enzyme mạnh với cả 4 loại cơ chất thử nghiệm 
(Bảng 1). Điều này có ý nghĩa quan trọng trong thực tế xử lý các chất thải hữu cơ, 
thông qua khả năng sinh đa dạng các enzyme ngoại bào của mình, các chủng này có 
thể thuỷ phân các cơ chất phức tạp, khó tan trong chất thải để chuyển hoá thành các 
thành phần dễ tan cây trồng có thể hấp thu được, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi 
trường. Căn cứ vào đường kính vòng phân giải CMC và khả năng phân giải đa dạng 
các nguồn cơ chất tinh bột, gelatin, tween 80 của các chủng xạ khuẩn (bảng 1), chủng 
XM6 được lựa chọn để tiếp tục nghiên cứu các đặc điểm sinh học và phân loại. 
Bảng 1. Khả năng sinh enzyme ngoại bào của các chủng xạ khuẩn 
Kí hiệu 
Hoạt tính enzyme phân giải cơ chất Đường kính vòng phân giải CMC 
của dịch nuôi cấy (D-d, mm) CMC Tinh bột Gelatin Tween 80 
MC1 ++ + ++ + 18 
MC4 ++ + ++ ++ 15 
BT9 ++ + ++ + 11 
AP16 ++ + + + 10 
XM24 ++ + ++ ++ 23 
XM241 ++ ++ ++ ++ 25 
XM6 ++ ++ ++ ++ 27 
Ghi chú: + : Có hoạt tính enzyme phân giải cơ chất (0<D-d,mm<10) 
 ++ : Hoạt tính enzyme phân giải cơ chất mạnh (10≤D-d,mm<30) 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 22, 05-2021 51
Hình 1. Hình ảnh vòng phân 
giải CMC của dịch enzyme 
 thô các chủng xạ khuẩn 
Khả năng sinh tổng hợp đa dạng các enzyme ngoại bào của xạ khuẩn là một 
trong những đặc điểm được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu. González-
Franco AC và cộng sự đã phân lập được chủng xạ khuẩn Stretomyces sp. vừa có khả 
năng sinh enzyme chitosanase hoạt tính mạnh vừa có khả năng sinh chất kháng sinh 
có khả năng kháng nấm mốc Rhizoctonia solani và Fusarium oxysporum gây bệnh ở 
thực vật [7]. Từ đống ủ chất thải có nguồn gốc thực vật, Al-Dhabi và cộng sự đã 
phân lập được 1 tập đoàn các chủng vi sinh vật có hoạt tính enzyme cao, trong đó có 
1 chủng xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces có khả năng sinh các cellulase, chitinase, 
protease [10]. 
3.2. Đặc điểm sinh học của chủng xạ khuẩn XM6 
3.2.1. Đặc điểm hình thái 
Các đặc điểm hình thái là căn cứ đầu tiên thường được sử dụng để nghiên cứu 
đặc điểm sinh học và phân loại xạ khuẩn [8]. Trên các môi trường thạch ISP, chủng 
XM6 có khuẩn lạc tròn, viền hình phóng xạ, kích thước khuẩn lạc nằm trong khoảng 
từ 1-3 mm sau 7 ngày nuôi cấy. Khuẩn ty khí sinh có màu xám (khi nuôi cấy trên 
môi trường ISP1, ISP3, ISP4, ISP6, ISP9) và màu trắng khi nuôi trên môi trường 
ISP 5, ISP7, ISP8), chủng XM6 không sinh melanin (bảng 2). Cuống sinh bào tử của 
chủng XM6 thẳng, cuộn vòng ở đầu (RF), số lượng bào tử khoảng 10-35 bào 
tử/chuỗi (hình 2). 
Bảng 2. Đặc điểm nuôi cấy chủng xạ khuẩn XM6 trên các môi trường ISP 
Môi 
trường 
Khuẩn ty Sắc tố Kích thước khuẩn 
lạc (mm) KTKS KTCC Sắc tố tan Melanin 
ISP 1 Xám Xám - - 2 - 3 
ISP3 Xám Trắng - - 1 
ISP4 Xám Trắng - - 2 - 3 
ISP5 
ISP6 
Trắng 
Xám 
Trắng 
Xám 
- 
- 
- 
- 
1 
1 
ISP7 Trắng Trắng - - 1 
ISP8 Trắng Trắng - - 1 
ISP9 Xám Trắng - - 1 
Ghi chú: KTKS: Khuẩn ty khí sinh; KTCC: Khuẩn ty cơ chất; - : Không có 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 22, 05-2021 52
Hình 2. Hình thái khuẩn lạc và chuỗi bào tử của chủng XM6 
sau 7 ngày nuôi cấy ở 37oC trên môi trường ISP 1 
3.2.2. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của chủng xạ khuẩn XM6 
 Theo Shirling và Gottlied, khả năng đồng hóa và sử dụng các nguồn carbon 
được thực hiện trên môi trường ISP 9 có bổ sung các nguồn đường khác nhau, sau 
đó quan sát khả năng phát triển của chủng này [8]. Kết quả cho thấy chủng XM6 có 
khả năng đồng hóa đa dạng các nguồn đường sử dụng trong nghiên cứu như glucose, 
lactose, maltose, saccharose, galactose, rhamnose. 
 Hình 3. Khả năng sinh enzyme ngoại bào của chủng XM6 
tại các nhiệt độ khảo sát khác nhau 
 Qua hình 3 cho thấy trong dải nhiệt độ từ 25oC đến 55oC đều ghi nhận thấy 
hoạt tính enzyme của chủng XM6. Trong đó, chủng XM6 có khả năng sinh trưởng 
và sinh enzyme ngoại bào cao trong khoảng nhiệt độ từ 30oC đến 45oC thể hiện ở 
đường kính vòng phân giải > 20mm. Đặc biệt ở 55oC chủng XM6 vẫn thể hiện được 
hoạt tính enzyme phân giải cơ chất. Điều này cho thấy khả năng sinh trưởng phát 
triển ở điều kiện nhiệt độ cao của chủng xạ khuẩn này. 
 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố pH ban đầu và nồng độ muối NaCl 
tới sinh trưởng của chủng XM6 sau 7-10 ngày nuôi cấy cho thấy chủng XM6 có khả 
năng sinh trưởng trong khoảng pH 5,0 - 9 (tối ưu ở pH 7,0), nồng độ muối NaCl từ 
0,5 - 7%, phát triển tốt nhất ở nồng độ muối từ 1- 3%. Theo nhiều nghiên cứu đã 
công bố, xạ khuẩn thuộc nhóm vi sinh vật có khả năng phát triển ở nồng độ muối 
-10
0
10
20
30
40
0 10 20 30 40 50 60 70
Đ
ườ
ng
 k
ín
h 
vò
ng
 p
hâ
n 
gi
ải
(m
m
) 
Nhiệt độ 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 22, 05-2021 53
trong dịch nuôi cấy cao, có thể sinh trưởng tại nồng độ NaCl từ 5 - 20% (w/v). Như 
vậy, chủng xạ khuẩn XM6 chịu nồng độ muối đến 7% có thể xếp vào nhóm chịu 
muối trung bình [12]. 
3.3. Định danh chủng xạ khuẩn XM6 
Để định danh tới loài chủng xạ khuẩn XM6, sản phẩm PCR khuếch đại đoạn 
gen 16S rRNA được giải trình tự và so sánh trên ngân hàng dữ liệu NCBI. Cây phát 
sinh chủng loại của chủng xạ khuẩn XM6 với các loài xạ khuẩn có mối quan hệ di 
truyền gần gũi được xây dựng bằng phần mềm MEGA 7.0 (hình 4). 
Kết quả phân tích trình tự gen 16S DNA của chủng XM6 với các trình tự gen 
công bố trên GenBank cho thấy, chủng XM6 thuộc chi Streptomyces, có độ tương đồng 
cao (96,36%) với trình tự gen tương ứng của chủng Streptomyces thermocarboxydus 
173998. 
Đồng thời với kết quả phân loại dựa vào trình tự gen 16S rDNA, kết quả so sánh 
đặc điểm hình thái, sinh lý sinh hóa theo chương trình xạ khuẩn quốc tế ISP của chủng 
XM6 cũng cho thấy chủng này có nhiều đặc điểm tương đồng với chủng tham chiếu 
Streptomyces thermocarboxydus NBRC 16323 (Kim et al., 1998) (Bảng 3). Kết hợp sự 
tương đồng giữa đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của chủng XM6 với chủng tham 
chiếu được trình bày trong bảng 3 và kết quả phân tích trình tự gen 16SrRNA, chủng 
XM6 có độ tương đồng cao với loài Streptomyces thermocarboxydus 173998. 
Hình 4. Cây phát sinh chủng loại của chủng XM6 
Bảng 3. So sánh đặc điểm phân loại của chủng XM6 với chủng tham chiếu 
Đặc điểm Chủng XM6 Streptomyces thermocarboxydus Kim et al., 1998 (NBRC 16323) 
Phân loại Gram G + G + 
Màu sắc khuẩn lạc Xám Xám bạch kim 
Sắc tố tan Không Không 
Sắc tố melanin trên ISP1 Không Không 
 XM6
Streptomyces thermocarboxydus 173998 EU593727.1 
 Streptomyces violaceoruber NBRC 13385 AB184369.1:23-1456
 Streptomyces althioticus CSSP673 NR043359.1
Streptomyces pseudogriseolus NRRL 3985 X80827.1 
Streptomyces xylophagus EU684319.1
Streptomyces albogriseolus LC494718.1
 Streptomyces matensis NBRC 12889 NR041088.1 
0.1
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 22, 05-2021 54
Đặc điểm Chủng XM6 Streptomyces thermocarboxydus Kim et al., 1998 (NBRC 16323) 
Nhiệt độ tối ưu 37 - 45oC 45oC 
Phạm vi nhiệt độ Chịu nhiệt (25 - 55oC) Chịu nhiệt 
Khả năng chịu muối 7% 5% 
Nguồn phân lập Đống ủ phân hữu cơ 
 Việt Nam 
Đất vườn 
Newcastle UK 
Khả năng hình thành KTKS trên môi trường ISP 
ISP1 + KXĐ 
ISP3 + + 
ISP4 + + 
ISP5 + + 
ISP7 - + 
ISP8 + KXĐ 
ISP9 + KXĐ 
Đồng hóa nguồn carbon 
Glucose + + 
Lactose + KXĐ 
Maltose + KXĐ 
Saccharose + + 
Galactose + KXĐ 
Rhamnose + KXĐ 
Cacboxyl methylcellulose 
(CMC) 
+ + 
Khả năng sinh enzyme 
Cellulase + + 
Protease + + 
Amylase + + 
Lipase + KXĐ 
Ghi chú: KXĐ: Không xác định. 
Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, một số lượng lớn các chủng xạ 
khuẩn có khả năng phân giải cellulose mạnh đã được công bố, trong đó chi 
Streptomyces chiếm tỷ lệ nhiều nhất. Priyanka SB và cộng sự (2019) đã thu cellulase 
và pectinases từ việc lên men chủng xạ khuẩn chịu nhiệt Streptomyces 
thermocarboxydus IS -1 để sử dụng cho công nghiệp xử lý rác thải hữu cơ [11]. Ajit 
Kumar Passari và cộng sự (2019) cũng đã phân lập và định danh chủng 
Streptomyces thermocarboxydus BPSAC147 có khả năng sinh enzyme amylase và 
cellulase cao và có khả năng kháng nấm gây bệnh [13]. Tăng Thị Chính (2015) cũng 
tuyển chọn được 2 chủng xạ khuẩn được định danh là S.hygroscopicus HD58 và 
S.arabicus C3 vừa có tác dụng phân hủy tốt chất thải chăn nuôi vừa có tác dụng ức 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 22, 05-2021 55
chế vi sinh vật gây bệnh. Từ các mẫu đất và rơm rạ, Trần Hoàng Dũng (2018) đã 
phân lập và tuyển chọn được 3 chủng xạ khuẩn (ký hiệu X7, X24, X20) có khả năng 
chịu nhiệt và phân giải rơm rạ mạnh từ phế phụ liệu nông nghiệp [3]. Như vậy, 
chủng XM6 phân lập được có nhiều điểm tương đồng với các chủng thuộc loài 
Streptomyces thermocarboxydus đã được công bố, đặc biệt về khả năng chịu nhiệt 
và sinh enzyme ngoại bào đa dạng. 
4. KẾT LUẬN 
Đã sàng lọc được 7 chủng xạ khuẩn có hoạt tính cellulase mạnh trong tổng số 
47 chủng xạ khuẩn phân lập được từ đống ủ phân compost. Đồng thời tuyển chọn 
được chủng xạ khuẩn XM6 có khả năng sinh đa dạng các enzyme ngoại bào 
cellulase, protease, amylase, lipase. Dựa vào các đặc điểm sinh học và phân tích trình 
tự gen 16S rDNA, có thể xếp chủng XM6 thuộc loài Streptomyces thermocarboxydus. 
có khả năng chịu được nhiệt độ lên tới 55oC, sinh trưởng tốt nhất ở 30oC - 45oC, có 
khả năng phát triển trong dải pH 5 - 9, nồng độ muối NaCl từ 0,5 - 7%. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Zhao Y., et al., Effect of thermo-tolerant actinomycetes inoculation on 
cellulose degradation and the formation of humic substances during 
composting, Waste Manag, 2017, 68:64-73. 
2. Tăng Thị Chính, Hoàn thiện công nghệ sản xuất và triển khai ứng dụng chế 
phẩm vi sinh vật ưa nhiệt để xử lý rác thải sinh hoạt và sản xuất phân bón hữu 
cơ vi sinh tại các nhà máy xử lý rác thải, Mã số: DAĐL-2012/12. Báo cáo 
tổng kết nghiệm thu đề tài cấp nhà nước, Trung tâm thông tin tư liệu và khoa 
học công nghệ, Bộ Khoa học và Công nghệ, 2015. 
3. Trần Hoàng Dũng và cộng sự, 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, 2018, 60(6). 
4. Han B. Bui, Isolation of cellulolytic bacteria, including actinomycetes, from 
coffee exocarps in coffee-producing areas in Vietnam, Int J Recycl Org Waste 
Agricult, 2014, 3:48. 
5. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty, Vi sinh vật học, Nhà 
xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2010 (Tái bản), tr. 39-50. 
6. Nguyễn Thị Thu Thủy và cộng sự, Phân lập, tuyển chọn một số chủng vi sinh 
vật có khả năng phân giải cellulose và bước đầu ứng dụng trong xử lý phế phụ 
phẩm nông nghiệp làm phân hữu cơ vi sinh, Tạp chí Khoa học Đại học Huế, 
2017, Số 1, tập 1. 
7. González-Franco AC, et al., Chitinase, chitosanase, and antifungal activities 
from thermophilic streptomycetes isolated from compost, FYTON ISSN 0031 
9457, 2017, 86:14-27. 
8. Shirling E, Gottlieb GD, Methods for characterization of Streptomyces 
species. Int J Syst Bacteriol, 1966, 16:313-340. 
 Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 22, 05-2021 56
9. Sambrook J. and Russell D.W., Molecular cloning: A laboratory manual, 3rd ed, 
Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 2001. 
10. Naif Abdullah Al-Dhabi, et al., Saudi arabian environment for sustainable 
agriculture, Sustainability. MDPI, 2019, 11:6845. 
11. Priyanka SB*, et al., Isolation, purification and characterization of pectinase 
enzyme from Streptomyces thermocarboxydus, Crimson Publishers Wings to 
the Research, 2019. 
12. Naif Abdullah Al-Dhabi, et al., Composting of vegetable waste using microbial 
consortium and biocontrol efficacy of Streptomyces Sp. Al-Dhabi 30 isolated 
from the Saudi Arabian environment for sustainable agriculture, 
Sustainability, 2019, 11:6845. 
13. Ajit Kumar Passari,et al., Draft genome sequence of Streptomyces 
thermocarboxydus BPSAC147, a Potentially plant growth-promoting 
endophytic bacterium, Microbiol Resour Announc, 2019, 8(23):e00363-19. 
SUMMARY 
SCREENING AND IDENTIFICATION OF THE THERMOPHILIC 
CELLULOLYTIC ACTINOMYCETES 
The genus Actinomycetes comprises a large and diverse group of bacteria, 
many of which are commercially exploited for the production of antibiotics and 
hydrolytic enzymes. However, the thermophilic cellulolytic actinomycetes species 
are less studied than the predominant mesophilic species. The first ones are a 
potential source of thermostable bioactive products and enzymes with novel 
properties. In this study, out of fourty-seven, Actinomycetes XM6 showed the 
highest cellulolytic activity (27mm). These Actinomycetes species are aerobic, 
Gram-positive bacterium and this strain also showed the ability to produce cellulase, 
protease, lipase than other strains. The salt tolerance of XM6 strain up to 7%, 
temperature up to 55oC and the good growth on the medium with diferent carbon 
resources. Based on 16S rRNA sequence analysis, the morphological, physiological, 
biochemical characteristics, strain XM6 is high similarity to Streptomyces 
thermocarboxydus strain 173998, with 96.36% identical. The present study shows 
that Thermophilic streptomycetes have potential bioactivities that might be use for 
composting. 
Keywords: Compost, actinomycetes, cellulase, Streptomyces. 
Nhận bài ngày 19 tháng 8 năm 2020 
Phản biện xong ngày 08 tháng 11 năm 2020 
Hoàn thiện ngày 17 tháng 11 năm 2020 
(1) Phân viện Công nghệ Sinh học, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga 
(2) Viện Sinh thái Nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga 

File đính kèm:

  • pdftuyen_chon_va_dinh_danh_chung_xa_khuan_ua_nhiet_co_hoat_tinh.pdf