Quách Thịtrúc Ly * Nguyễn Khởi Nghĩa

* Tác giả liên hệ (quachthitrucly.chntmk@soctrang.edu.vn)

Abstract

The study was aimed at isolating and selecting indigenous fungi capable in decomposing organic materials from 14 different indigenous microorganism communities collected from various different farming ecosystems in Soc Trang province. The Bushnell Haas Medium (BHM) containing 1% carboxymethyl cellulose (CMC) was used to isolate fungi and to qualify for cellulase enzyme activity with Congo Red 0.25% reagent. The activity of cellulase enzyme was determined by 2- hydroxy – 3.5 - dinitrobenzoic acid reagent (DNS) at a wavelength of 540 nm. Decomposition efficacy of selected fungi for organic materials was determined by the mass loss method after 30 days of inoculation under laboratory conditions. The results showed that 56 indigenous fungi were isolated and of which 36 produced a halo zone of 1.67 to 25.7 mm in diameter. The cellulase enzyme activity of 10 selected fungi ranged from 2.52 to 16.5 UI/mL/h. Results from the decomposition experiments for three different organic materials revealed that H3-1, H9-6 and H4-7 were found to be the highest decomposers for rice straw, cattail and water hyacinth with 59.13%, 78.3% and 63.1% dry mass loss, respectively after one month. Especially, isolate labeled as H7-4 decomposed very well for 3 types of materials with a total dry mass loss up to 40.7, 68.7 and 47.9%, respectively after one month. Results from 28S rRNA sequences of four selected fungi indicated that H9-6 had 100% of similarity index with Aspergillus oryzae and 3 other remained fungi (H3-1, H4-7 and H7-4) were highly homologous with Aspergillus niger.
Keywords: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, cellulase enzyme, decomposition, indigenous fungi, organic materials

Tóm tắt

Mục tiêu của nghiên cứu nhằm phân lập một số dòng nấm từ 14 hệ vi sinh vật bản địa trên hệ cây trồng khác nhau ở tỉnh Sóc Trăng có khả năng phân hủy vật liệu hữu cơ. Môi trường Bushnell Haas Medium (BHM) bổ sung 1% carboxymethyl cellulose (CMC) dùng để phân lập và khảo sát khả năng tổng hợp enzyme cellulase bằng thuốc thử Congo Red 0.25%. Hoạt độ enzyme cellulase được xác định bằng thuốc thử 2- hydroxy - 3,5 – dinitrobenzoic acid (DNS) ở bước sóng 540 nm. Khả năng phân hủy hữu cơ được xác định bằng trọng lượng khô mất đi sau 30 ngày nuôi cấy. Kết quả cho thấy có 56 dòng nấm được phân lập, trong đó 36 dòng có đường kính vòng halo dao động từ 1,67 mm đến 25,7 mm. Hoạt độ enzyme của 10 dòng nấm tuyển chọn dao động từ 2,52 đến 16,5 UI/mL/h. Các dòng nấm phân hủy rơm, bồn bồn và lục bình cao nhất lần lượt gồm H3-1 (59,13%), H9-6 (78,3%) và H4-7 (63,1%). Dòng nấm H7-4 phân hủy tốt cả 3 loại vật liệu thí nghiệm với tỉ lệ lần lượt 40,7, 68,7 và 47,9%. Giải trình tự đoạn gen vùng 28S rRNA cho thấy dòng H9-6 có quan hệ gần gũi với loài nấm Aspergillus oryzae và 3 dòng còn lại gồm H3-1, H4-7, H7-4 có quan hệ gần gũi với loài Aspergillus niger.
Từ khóa: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, enzyme cellulase, nấm bản địa, phân hủy sinh học, vật liệu hữu cơ

Article Details

Tài liệu tham khảo

Acharya, P.B., andModi, H.A., 2008. Optimization for cellulase production by Aspergillus nigerusing saw dust as substrate. African Journal of Biotechnology, 7(22): 4147-4152.

Gaur, A.C., Neelakantan, S., andDargan, K.S., 1990. Organic manures. I.C.A.R. New Delhi. India, 6: 159-176.

Ihrmark, K.,Bodeker, I.T.M., Cruz-Martinez, K., et al., 2012. New primers to amplify the fungal ITS2 region – evaluation by 454-sequencing of artificial and natural communities. FEMS Microbiology Ecology,82(3): 666-677.

Laamerad, B., andAnsari, P., 2015. Increased production and activity of cellulase enzyme of Trichoderma reesei by using gibberellin hormone. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 26(4): 315-319.

Lê Thị Thanh Thủy và Phạm Văn Toản, 2001. Bước đầu nghiên cứu khả năng sử dụng vi sinh vật phân giải cellulose trong chuyển hóa nhanh rơm rạ làm phân bón. Hội thảo quốc tế sinh học, Hà Nội, Việt Nam. Tr: 443-448.

Liu,J.Z., Yang, H.Y., Weng, L.P., and Ji, L.N., 1999. Synthesis of glucose oxidase and catalase by Aspergillus nigerin resting cell culture system. Letter in Applied Microbiology, 29(5): 337-341.

Nguyễn Ngọc Trúc Ngân và Phạm Thị Ngọc Lan, 2014. Tìm hiểu khả năng phân giải cellulose của vi sinh vật phân lập từ chất thải rắn của nhà máy focovev Thừa Thiên Huế. Tạp chí khoa học và công nghệ, Trường Đại học Khoa học Huế, 1: 135-142.

Nguyễn Ngô Yến Ngọc, Lê Bảo Uyên và Bùi Minh Trí, 2014. Phân lập đánh và tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy một số chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy đồng thời lignin và cellulose. Tạp chí sinh học Trường Đại học Khoa học tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh, 36: 34-41.

Nguyễn Thị Thu Thủy và Nguyễn Tiến Long, 2018. Vi sinh vật phân giải cellulose mạnh trong sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp và ảnh hưởng của chúng đối với giống lạc L14 tại Hương Trà, Thừa Thiên Huế. Tạp chí Khoa học Đại học Huế, 127(3B): 5-19.

Nguyễn Thị Thu Thủy, Trương Thị Hồng Hải, Trần Thị Xuân Phương, Cao Thị Dung và Lê Thị Hương Xuân, 2017. Phân lập, tuyển chọn một số chủng vi sinh có khả năng phân giải cellulose và bước đầu ứng dụng trong xử lý phụ phế phẩm nông nghiệp làm phân bón hữu cơ vi sinh.Tạp chí khoa học và công nghệ nông nghiệp, 1(1): 159–168.

Nguyễn Thúy Hường, Ngô Tiến Hiển, Nguyễn Minh Thu, Khuất Thị Thủy, Đàm Lam Thanh và Trần Thị Châu, 2011. Tuyển chọn chủng nấm mốc Aspergillussp. có khả năng sinh tổng hợp Glucooxydaza cao. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 49(2): 117-223.

Nguyễn Văn Thao, Nguyễn Thị Lan Anh, Nguyễn Thị Minh, Nguyễn Thu Hà vàĐỗ Nguyên Hải., 2015. Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật để sản xuất phân hữu cơ từ bã nấm và phân gà.Tạp chí Khoa học và Phát triển, 13(8): 1415-1423.

Raja, A.H., , N.A., , J.C. and , H.N., 2000. Fungal identification using molecular tools: A primer for the natural products research community. Journal of Natural Products, 80(3): 756-770.

Ramaswami, P.P., andTran Thi Ngoc Son., 1996. Quality compost from agricultural wastes. Paper presented at the National workshop on Organic farming for sustainable agriculture held at Hyderabad, A.P., India: 18-20.

Sazci, A., Erenler, K., and Radford, A., 1986. Detection of cellulolytic fungi by using Congo red as an indicator: a comparative study with the dinitrosalicyclic acid reagent method. Journal of Applied Bacteriology, 61(6): 559-562.

Võ Thị Ngọc Cẩm, Dương Minh Viễn, Nguyễn Khởi Nghĩavà ctv., 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.

Xa, L.T., Thao, N.T.P., and Nghia, N.K., 2018. Phosphatesolubilization, indole-3-acetic acid synthesis and nitrogen fixation ability of various indigenous microorganism communities from different agri-ecosystem habitats.Can Tho University Journal of Science, 54: 39-48.