NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG NẤM TRICHODERMA  CÓ KHẢ NĂNG CHỊU NHIỆT VÀ PHÂN GIẢI CELLULOSE  TẠI LÂM ĐỒNG, VIỆT NAM

Trưởng Nguyễn Khoa; Triệu Lê Ngọc; Linh Nguyễn Thị Thùy; Liên Nguyễn Thị Bích; Tú Lê Thị Anh; Trực Phan Trung; Lanh Mai Thị Mỹ

doi:10.70169/VJFS.993

Tóm tắt

Nghiên cứu tuyển chọn các chủng nấm Trichoderma có khả năng chịu nhiệt và phân giải cellulose tại Lâm Đồng có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn chủng nấm Trichoderma tại địa phương có các đặc tính ưu việt, từ đó ứng dụng hiệu quả vào quá trình xử lý các phế phụ phẩm tại tỉnh Lâm Đồng và ứng phó với tình hình nóng lên toàn cầu như hiện nay. Từ 50 mẫu thu thập từ các đống ủ phế phụ phẩm và đất canh tác tại tỉnh Lâm Đồng, chúng tôi đã tuyển chọn được 03 chủng nấm có khả năng phân giải cellulose lần lượt là TDD2.2 có đường kính phân giải cellulose đạt 21,1mm; chủng TDT1.3 đạt 21,9mm; chủng TLD1.2 đạt 16,1mm, cả 03 chủng nấm này đều có khả năng chịu được nhiệt độ cao, lên đến 55℃ và hoạt tính enzyme cellulase hoạt động ổn định ở nhiệt độ từ 40 - 45℃. Dựa trên kết quả phân tích các trình tự gen ITS và so sánh với các trình tự tham chiếu trên Genbank, chủng nấm TDD2.2 đã được xác định thuộc loài Trichoderma afroharzianum, TDT1.3 thuộc loài T. longibrachiatum và TLD1.2 thuộc loài T. harzianum. Đây là những chủng nấm Trichoderma có tiềm năng để xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp và thích nghi mạnh mẽ với tình hình biến đổi khí hậu hiện nay.

Tài liệu tham khảo

Ahamed, A. and Vermette, P., 2008. Culture-based strategies to enhance cellulase enzyme production from Trichoderma reesei RUT-C30 in bioreactor culture conditions. Biochemical Engineering Journal, 40(3), 399-407.

Akpomie, O.O., Okonkwo, K.E., Gbemre, A.C., Akpomie, K.G., Ghosh, S., Ahmadi, S., & Banach, A.M., 2021. Thermotolerance and cellulolytic activity of fungi isolated from soils/waste materials in the industrial region of Nigeria. Current Microbiology, 78(7), 2660-2671.

Brady, N.C. and Weil, R.R., 1999. The nature and properties of soils (12thedn.). Prentice Hall, New Jersey.

Chang, Y.C., Tsai, H.F., Karos, M., Kwon-Chung, K.J., 2004. THTA, a thermotolerance gene of Aspergillus fumigatus. Fungal Gene.

Chet, I., Harman, G.E., Baker, R., 1981. Trichoderma hamatum: Its hyphal interactions with Rhizoctonia solani and Pythium spp. Microbial Ecology, 7(1), 29-38.

Crawford, J.H., 1983. Composting of agricultural waste – a review. Process biochem, 18, 14-18.

Diaz, L.F., Savage, G.M., Eggerth, L.L., Golueke, C.G., 1993. Composting and Recycling: Municipal Solid Waste. CRC Press, Boca Ratn, FL.

Divne, C., Ståhlberg, J., Reinikainen, T., Ruohonen, L., Pettersson, G., Knowles, J.K., ... & Jones, T.A., 1994. The three-dimensional crystal structure of the catalytic core of cellobiohydrolase I from Trichoderma reesei. Science, 265(5171), 524-528.

Do Vale, L.H., Gómez‐Mendoza, D.P., Kim, M.S., Pandey, A., Ricart, C.A., Edivaldo, X.F.F., Sousa, M.V., 2012. Secretome analysis of the fungus Trichoderma harzianum grown on cellulose. Proteomics, 12(17), 2716-2728.

Druzhinina, I.S.; Komoń-Zelazowska, M.; Ismaiel, A.; Jaklitsch, W.; Mullaw, T.; Samuels, G.J.; and Kubicek, C.P., 2012. Molecular phylogeny and species delimitation in the section Longibrachiatum of Trichoderma. Fungal Genetics and Biology. 49 (5): 358–368.

Đặng Vũ Hồng Miên, 2015. Hệ nấm mốc ở Việt Nam. NXB Khoa học và Kỹ thuật, 608 trang.

Eastburn, D. M., Butler, E. E., 1991. Effects of soil moisture and temperature on the saprophytic ability of Trichoderma harzianum. Mycologia, 83(3), 257-263.

Hamdan, N.T., & Jasim, H.M., 2021. Cellulase from Trichoderma longibrachiatum fungus: a review. World Bulletin of Public Health, 4, 52-68.

Harman, G.E., Howell, C.R., Viterbo, A., Chet, I., & Lorito, M., 2004. Trichoderma species—opportunistic, avirulent plant symbionts. Nature reviews microbiology, 2(1), 43-56.

Kim, S.K., and Suriya, J., 2016. Marine enzymes biotechnology: production and industrial applications, Part II—Marine organisms producing. In: Toldra F (ed) Advances in food and nutrition research, vol 79, 1st edn. Elsevier, Amsterdam, pp 67–98.

Koch, R., 1883. Über die neuen Untersuchungsmethoden zum Nachweis der Mikrokosmen in Boden. Luft und Wasser Aerztliches Vereinsblatt f., Deutschland.

Kuhad, R.C., Gupta, R., Singh, A., 2011. Microbial cellulases and their industrial applications. Enzyme Res 2011:280696.

Mckinley, V.L., Vestal, J.R., 1985. Physical and chemical correlates of microbial activity and biomass in composting municipal sewage sludge. Appl. Environ. Microiok., 50, 1395-1403.

Mukherjee, P.K. and Raghu, K., 1997. Effect of temperature on antagonistic and biocontrol potential of shape Trichoderma sp. on Sclerotium rolfsii. Mycopathologia, 139(3), 151-155.

Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền, Nguyễn Ánh Tuyết, 2006. Thí nghiệm công nghệ sinh học: tập 2: Thí nghiệm vi sinh vật học. NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 463tr.

Nguyễn Thị Thúy Nga, Phạm Quang Nam, Lê Xuân Phúc, Phạm Quang Thu, Nguyễn Minh Chí, 2015. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn phân giải xelulo 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, DOI:10.26459/hueuni-jard.v127i3A.4413.

Nguyễn Vỹ, 2021. Phế phụ phẩm nông nghiệp quý như vàng nhưng còn lãng phí quá nhiều. Báo Dân Việt, ngày đăng 10 tháng 09 năm 2021 tại https://danviet.vn/phe-phu-pham-nong-nghiep-quy-nhu-vang-nhung-con-lang-phi-qua-nhieu-2021091014200325.html

Plesofsky-Vig, N. and Brambl, R., 1985. Heat shock response of Neurospora crassa: protein synthesis and induced thermotolerance. J. Bacteriol, 162(3):1083–1091

Poosapati, S., Ravulapalli, P.D., Tippirishetty, N., Vishwanathaswamy, D.K., & Chunduri, S., 2014. Selection of high temperature and salinity tolerant Trichoderma isolates with antagonistic activity against Sclerotium rolfsii. SpringerPlus, 3(1), 1-11, DOI: 10.1186/2193-1801-3-641.

Samuels, G.J.; Ismaiel, A; Mulaw, T.B.; Szakacs, G.; Druzhinina, I.S.; Kubicek, C.P. and Jaklitsch, W.M. 2012. The Longibrachiatum Clade of Trichoderma: a revision with new species. Fungal Diversity. 55(1): 77–108.

Sandhya, C., Adapa, L.K., Nampoothiri, K.M., Binod, P., Szakacs, G., & Pandey, A., 2004. Extracellular chitinase production by Trichoderma harzianum in submerged fermentation. Journal of Basic Microbiology: An International Journal on Biochemistry, Physiology, Genetics, Morphology, and Ecology of Microorganisms, 44(1), 49-58.

Saratete, G.D., Lo, Y.C., Chen, W.M., Bai, M.D., Chang, J.S., 2009. Isolation of cellulose-hydrolytic and applications of the cellulotic enzymes for cellulosic biohydrogen production. Enzyme and Microbial Technology, 44, 417-425.

Schuster, A., & Schmoll, M., 2010. Biology and biotechnology of Trichoderma. Applied microbiology and biotechnology, 87(3), 787-799.

Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S 2013 MEGA6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Mol Biol Evol 30(12): 2725 2729.

Tereshina, V.M., 2005. Thermal resistance in fungi: the role of heat shock proteins and trehalose. Mikrobiologiia 74(3):293–304

Trần Thị Lệ, Trần Thị Thu Hà, Nguyễn Thị Thanh, Nguyễn Xuân Kỳ, 2012. Tuyển chọn chủng nấm Trichoderma spp. phân giải cellulose mạnh để sản xuất phân hữu cơ vi sinh và nghiên cứu ảnh hưởng của chúng đối với giống đậu xanh 208 vụ xuân 2011 tại HTX Hương Long, Thành phố Huế. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 71(2), tại http://jos.hueuni.edu.vn/index.php/TCKHDHH/article/view/200

Võ Thị Ngọc Cẩm, Nguyễn Thị Kiều Oanh, Đỗ Hoàng Sang, Nguyễn Thị Tố Quyên, Đỗ Thị Xuân, Dương Minh Viễn, Nguyễn Khởi Nghĩa, 2015. Phân lập và tuyển chọn một số dòng nấm bản địa phân hủy một số vật liệu hữu cơ từ nền đất thâm canh lúa tại xã Phong Hòa, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 36, 1-11.

White, T.J., Bruns, T., Lee, S., Taylor, J., 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. PCR protocols: a guide to methods and applications, 18 (1): 315 - 322.

Xie, B.B.; Qin, Q.L.; Shi, M.; Chen, L.L.; Shu, Y.L.; Luo, Y.; Wang, X.W.; Rong, J.C.; Gong, Z.T.; Li, D.; Sun, C.Y.; Liu, G.M., 2014. Comparative Genomics Provide Insights into Evolution of Trichoderma Nutrition Style. Genome Biology and Evolution. 6 (2): 379–390.