Mai Thi * , Nguyen Huu Hiep and Duong Ngoc Thuy

* Corresponding author (maithi75@gmail.com)

Abstract

Organic waste, mainly containing cellulose, is an important source causing environmental pollution if it is not treated. Therefore, isolation and selection of indegenous bacteria which can degrade organic waste is necessary. Fifty- one cellulose degrading bacterial isolates were isolated from the intestine of Holotrichia parallela and Lubricus terrestris, including fifteen isolates from Hau Giang province and thirty-six isolates from Soc Trang province. Most of them have rod shape, motility, forming milky-white with colony, entire margin and convex. Cellulose degrading ability of the bacteria was carried out. The results showed that 25 isolates had cellulase enzyme activity. Specially, two isolates named CS2 and CH8 isolated from Holotrichia parallela and TS3 isolated from Lubricus terrestris with the high enzyme activity were identified as Bacillus cereus strain L5, Bacillus flexus strain KJ1-5-910 and Bacillus subtilis strain 168, respectively.
Keywords: Bacillus cereus, Bacillus flexus, Bacillus subtilis, cellulase enzyme, Holotrichia parallela, Lubricus terrestris, Polymerase Chain Reaction

Tóm tắt

Cellulose trong rác thải hữu cơ và phế phẩm nông nghiệp là tác nhân chính gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí. Vì vậy, phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn bản địa có khả năng phân hủy cellulose là việc làm rất cần thiết. Năm mươi mốt dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy cellulose đã được phân lập từ ruột của sùng (Holotrichia parallela) và trùn đất (Lubricus terrestris), bao gồm 15 dòng phân lập từ tỉnh Hậu Giang và 36 dòng phân lập từ tỉnh Sóc Trăng. Đa số các dòng vi khuẩn phân lập có dạng hình que, có khả năng chuyển động, khuẩn lạc có màu trắng đục, dạng bìa nguyên và độ nổi mô. Khảo sát khả năng phân hủy cellulose của vi khuẩn cho thấy có 25 dòng vi khuẩn phân lập hoạt tính enzyme cellulase. Đặc biệt, 3 dòng vi khuẩn CS2, CH8 và TS3 có hoạt tính enzyme cellulase mạnh được nhận diện theo thứ tự là Bacillus cereus strain L5, Bacillus flexus strain KJ1-5-910 và Bacillus subtilis strain 168.
Từ khóa: Bacillus cereus, Bacillus flexus, Bacillus subtilis, enzyme cellulase, kỹ thuật PCR, sùng, trùn đất

Article Details

References

Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2010. Báo cáo Môi trường Quốc gia năm 2010 - Tổng quan Môi trường Việt Nam.

Cao Ngọc Điệp, Nguyễn Hữu Hiệp, 2002. Giáo trình vi sinh vật chuyên sâu. Trường Đại học Cần Thơ.

Dantur K. I., Enrique R., Welin B., Castagnaro A. P., 2015. Isolation of cellulolytic bacteria from the intestine of Diatraea saccharalis larvae and evaluation of their capacity to degrade sugarcane biomass. AMB Express, 5: 15.

Hedricks C. W., Doyle J. D., Hugley B., 1995. A new solid medium for enumerating cellulose utilizing bacteria in soil. Applied and Environmental Micrology, 61: 2016-2019.

Jacob K. M., George A., Sathiavelu M. M., Sathiavelu A., 2014. Isolation and screening of cellulose degrading microorganisms from the gut of composting earthworms and its industrial applications. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 5(3): 501 - 507.

Jeremy A. F., Reich C. I., Weisbaum J. S., Wilson B. A., Olsen G. J., 2007. Bacterial 16S rRNA genes commonly used for amplification of critical evaluation of two primers. Appl. Environ. Microbiol, 74(8): 2461-2469.

Kim Y. K., Yu S. C., Lee Y. Y., Cho H. J. Oh, Ko Y. H., 2012. Isolation of cellulolytic Bacillus subtilis strains from agricultural environments. International Scholarly Research Network ISRN Microbiology, 2012: 1-9.

Nelson N., 1944. A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose. J Biol Chem, 153: 375-80.

Nguyễn Đức Lượng, 2004. Công nghệ enzyme. NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Ray A. K., Bairagi A., Ghosh S. K., Sen S. K, 2007. Optimization of fermentation conditions for cellulase production by Bacillus subtilis CY5 and Bacillus circulans TP3 isolated from fish gut. Acta Ichthyol. Piscat. 37(1): 47-53.

Robson L. M., Chambliss G. H., 1984. Characterization of the cellulolytic activity of a Bacillus isolate. Applied and Environmental Microbiology, 47(5): 1039-1046.

Schwarz W. H., 2001. The cellulosome and cellulose degradation by anaerobic bacteria. Appl. Microbiol. Biotechnol, 56: 634 - 649.

Shengwei H., Sheng P., Zhang H., 2012. Isolation and Identification of celluolytic bacteria from the gut of Holotrichia parallela larvae. Int. J. Mol. Sci., 13: 2563-2577.

Sikorski J., Mohle M., Wackernagel W., 2002. Identification of complex composition, strong strain diversity and directional selection in local Pseudomonas stutzeri populations from marine sediment and soils. Environment Microbiol, 4: 465-476.

Tasun K., Ghose P., Ghen K., 1970. Sugar determination of DNS method. Biotechnology and Bioengineering, 12: 921.

Tengku Norsalwani Tuan Lah, Nik Norulaini Nik, Ab. Rahman, Moftah Massaud Ben Nama, 2012. Cellulase activity and glucose production by Bacillus cereus mono-culture and co-culture utilizing Palm Kernel Cake (PKC) under solid state fermentation. International Confercence on Environment, Energy and Biotechnology, 33: 551-552

Trần Nhân Dũng, 2011. Sổ tay thực hành sinh học phân tử. Đại học Cần Thơ.

Trần Sỹ Nam, Nguyễn Thị Huỳnh Như, Nguyễn Hữu Chiếm, Nguyễn Võ Châu Ngân, Lê Hoàng Việt, Kjeld Ingvorsen, 2014. Ước tính lượng và một số biện pháp xử lý rơm rạ ở một số tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ 32a: 87-93.

Xia H., Yu J., Wang C., Chen H., 2014. Cellulolytic bacteria associated with the gut of Dendroctonus armandi larvae (Coleoptera: Curculionidae Scolytinae). Forests, 5: 455-465.

Yan H., Dai Y., Zhang Y., Yan L., Liu D., 2011. Purification and characterization of an endo-1,4-β-glucanase from Bacillus cereus. African Journal of Biotechnology, 10(72): 16277-16285.