Nguyễn Thị Hạnh Nguyên * Nguyễn Hữu Hiệp

* Tác giả liên hệ (hanhnguyen2217@gmail.com)

Abstract

The aim of this research was isolation and selection of cyanobacteria strains capable of nitrogen-fixing property which were isolated from soil and water samples of paddy fields in Dong Thap province for microbial fertilizer production. Ten single-cell cyanobacteria isolated belonged to five genera Synechocystis, Gloeocapsa, Chroococcus, Microcystis and Aphanocapsa and 20 filamentous isolated belonged to four genera Microcoleus, Lyngbya, Phormidium and Oscillatoria. These isolates were checked for the nitrogen fixing capacity by culturing on BG11 N-free medium for 30 days showed that 4 single-celled cyanobacteria isolates (HN4, HN11, HN10 and LV4) had cell concentration higher from 5.9 log10 cell/mL to 6.6 – 7.1 log10 cell/mL and 6 filamentous cyanobacteria isolates (LVO2, HN7, HN3, HN5, LV5) had dry biomass increased from 0.05 g/50mL to 0.29 – 0.6 g/50mL. Based on morphology and results of of 16S rRNA gene-sequencing, promising LV5 strain had 90% similarity with cyanobacteria Lyngbya aestuarii PCC 7419.
Keywords: Biomass, cyanobacteria, Lyngbya aestuarii, nitrogen-fixing, paddy field

Tóm tắt

Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn lam có khả năng cố định đạm từ mẫu đất và nước ở một số ruộng lúa thuộc tỉnh Đồng Tháp để ứng dụng trong sản xuất chế phẩm vi sinh. Kết quả phân lập được 10 dòng đơn bào thuộc 5 chi Synechocystis, Gloeocapsa, Chroococcus, Microcystis, Aphanocapsa và 20 dòng dạng sợi thuộc 4 chi Microcoleus, Lyngbya, Phormidium, Oscillatoria. Kết quả khảo sát sự tăng trưởng của các dòng vi khuẩn lam này trên môi trường không đạm BG11 trong 30 ngày cho thấy 4 dòng vi khuẩn lam đơn bào (HN4, HN11, HN10 và LV4) đạt mật số cao hơn ban đầu (từ 6,6 – 7,1 log10 cell /mL so với 5,9 log10 cell/mL ban đầu), 6 dòng vi khuẩn lam dạng sợi (LVO2, HN7, HN3, HN5, LV5, LV9) đạt sinh khối khô cao gấp 5,6 – 7,2 lần so với lượng ban đầu (tương ứng từ 0,29 – 0,36 g/50mL so với 0,05 g/50mL ban đầu). Dựa vào đặc điểm hình thái và kết quả giải trình tự gen 16S rRNA, dòng vi khuẩn lam triển vọng LV5 có độ tương đồng 90% với loài vi khuẩn lam Lyngbya aestuarii PCC 7419.
Từ khóa: Cố định đạm, Lyngbya aestuarii, ruộng lúa, sinh khối, vi khuẩn lam

Article Details

Tài liệu tham khảo

Andersen, R.A. and Kawachi, M., 2005. Traditionalmicroalgaeisolation techniques. In:Anderson, R.A. (Editor). Algal culturing techniques. Elsevier, 90-99.

Desikachary, T.V., 1959. Cyanophyta. Indian Council ofAgricultural Research, New Delhi.

Fiore, M. F., Moon, D. H., Tsai, S. M., Lee, H. and Trevors, J. T., 2000. Miniprep DNA isolation from unicellular and filamentous cyanobacteria. Journal of Microbiological Method. 39(2): 159-169.

Green, F. and Edmisten, J., 1974. Seasonality of nitrogen fixation inGulf Coast Salt Marshes. In: Helmut Lieth (Editor). Phenology and seasonality modeling. Springer, Berlin, Heidelberg .113-1264.

Hasan, M. A., 2012. Investigation on thenitrogen fixing cyanobacteria (BGA) in rice fields of North-West Region of Bangladesh. I: Nonfilamentous. Journal of Environmental Science and Natural Resources. 5(2): 185-192.

Issa, A.A., Abd-Alla, M. H. and Ohyama, T., 2014. Nitrogen fixing cyanobacteria: future prospect. In: TakujiOhyama(Editor). Advanced in biology and ecology of nitrogen fixation. Intech. 23-47.

Katoh, H., Yokoshima, M., Kimura, S., Furukawa, J., Tomita-Yokotani, K., Yamaguchi, Y. and Takenaka, H., 2014. Utilization of the terrestrial cyanobacteria. 44thInternational Conference on Environmental Systems. Tucson, Arizona. 255-260.

NguyễnHồng Ái Vy, 2015. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn lam có khả năng cố định đạm trong đất trồng lúa huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp. Báo cáo Nghiên cứu khoa học, nhóm ngành: Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.

NguyễnThị Kiều Đông, 2006. Phân lập một số chủng vi khuẩn lam có tế bào dị hình trong đất trồng lúahuyện Hưng Nguyên và nghiên cứu ảnh hưởng của chúng lên sự sinh trưởng, phát triển và năng suất giống lúa Khải Phong. Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Sinh học chuyên ngành Thực vật. Đại học Vinh. Nghệ An.

Paerl, H. V., Prufert, L. E. and Ambrose, W. W., 1991. Contemporaneous N2fixation and oxygenic photosynthesis in thenonheterocystousmat-forming cyanobacteriurnLyngbyaaestuarii. Applied and Environmental Microbiology. 57(11): 3086-3092.

Rippka, R., Deruelles, J., Waterbury, J. B., Herdman, M. and Stainer, R. Y., 1979. Generic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria. Journal of General Microbiology. 111(1): 1-61.

Summons, R. E., Jahnke, L. L., Hope, J. M. and Logan, G. A., 1999. 2-Methylhopanoids as biomarkers for cyanobacterial oxygenic photosynthesis. Nature. 400: 554-557.

Watanabe, A., 1961. Collection and cultivation of nitrogen-fixing blue-green algae and their effect on the growth and crop yield of rice plants. Studies from the Tokugawa Institute, Tokyo. 9: 162-166.

Woebken, D., Burow, L.C., Behnam, F., et al., 2015. Revisiting N₂fixation inGuerrero negrointertidal microbial mats with a functional single-cell approach. Journal of International Society forMicrobial Ecology. 9(2): 485-496.

Yoshida, S., Forno, D.A., Cock, J. H. and Gomez, K. A., 1976. Laboratory manual for physiological studies of rice. The International Rice Research Institute. 61-66.

Pearson, H.W., Howsley, R., Kjeldsen, C.K. and Walsby, A.E., 1979. Aerobic nitrogenase activity associated with a non-heterocystousfilamentous cyanobacterium. Federation of European Microbiological Societies Microbiology Letters, 5(3): 163- 167.