Phân lập và tuyển chọn các chủng nấm có khả năng phân giải paclobutrazol tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long

Tuyển tập Hội nghị Nấm học Toàn quốc lần thứ 4
doi: 10.15625/vap.2022.0138

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG NẤM CÓ KHẢ NĂNG
PHÂN GIẢI PACLOBUTRAZOL TẠI KHU VỰC ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG
Đạo Nữ Diệu Hồng*, Nguyễn Thị Thủy Tiên, Lê Thị Huỳnh Trâm
Nguyễn Thị Thùy Dương, Trần Chí Hiếu, Lê Thị Thùy Nhi, Phan Mỹ Hạnh
Hà Thị Loan, Nguyễn Đăng Quân
Trung tâm Cơng nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh
*

Email:
TĨM TẮT

Paclobutrazol là một chất điều hịa sinh trưởng thực vật nhân tạo, được sử dụng trong việc kích thích
cây trồng ra hoa, kết quả trong mùa nghịch. Paclobutrazol liên kết rất chặt chẽ với các chất hữu cơ trong đất
và sự hấp thu vào đất càng tăng khi pH đất thấp. Hàm lượng PBZ tồn dư trong trái cây dẫn đến khó xuất
khẩu trái cây sang các thị trường khó tính như châu Âu, Mỹ, Nhật, đặc biệt là xoài. Trong nghiên cứu này,
PBZ được tách chiết từ mẫu đất được thu thập và phân tích bằng phương pháp sắc ký khối khổ hiệu năng
cao đã đưa ra kết quả đánh giá sơ bộ về hàm lượng PBZ tồn dư trong 50 mẫu đất thu thập tại các vườn trồng
xoài tại Tiền Giang, An Giang, Hậu Giang và Đồng Tháp. Kết quả đã thu thập được 8 chủng vi nấm trong
115 chủng được phân lập có khả năng sống trong mơi trường chỉ có PBZ làm nguồn carbon duy nhất. Khả
năng phân giải PBZ cao ở 2 chủng HG 5.3 là 92,69 % và AG 11.1 là 8,63 %. Kết quả định danh hình thái và
sinh học phân tử của hai lồi được chọn là lồi Penicillium citrinum.
Từ khóa: Đồng bằng Sông Cửu Long, LC/MS-MS, paclobutrazol (PBZ), Penicillium citrinum,
RAPD PCR.

1. MỞ ĐẦU
Paclobutrazol (PBZ) là một chất điều hòa sinh trưởng thực vật nhân tạo [1], được sử dụng
trong việc kích thích cây trồng ra hoa [2], kết quả mùa nghịch [3, 4, 5, 6]. Paclobutrazol liên kết rất

chặt chẽ với các chất hữu cơ trong đất và sự hấp thu vào đất càng tăng khi pH đất thấp [7]. Điều
này có thể giải thích do thiếu các nhóm chức phân cực nên PBZ hầu như rất khó tan trong nước
nhưng dễ liên kết với các vị trí kỵ nước trong dung môi hữu cơ [8]. Mặt khác việc phá hủy PBZ
bằng phương pháp phi sinh học diễn ra trong đất là rất khó bởi độ bay hơi của PBZ thấp và thường
lưu tồn trong đất rất lâu [9, 10]. Hàm lượng PBZ tồn dư trong trái cây dẫn đến khó xuất khẩu trái
cây sang các thị trường khó tính như châu Âu, Mỹ, Nhật đặc biệt là xoài [11, 12]. Theo Thông tư
số 10/2019/TT-BNNPTNT ngày 20/9/2019 về danh mục thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) được phép
sử dụng, cấm sử dụng tại Việt Nam [13]. Thuốc điều hòa sinh trưởng có 52 hoạt chất với 148 tên
thương phẩm. Trong đó hoạt chất PBZ được đăng ký với 19 tên thương phẩm từ 19 công ty sản
xuất và phân phối thuốc BVTV khác nhau, chiếm 12,83 % trong tổng số sản phẩm thuốc điều hịa
sinh trưởng đăng kí trong danh mục được phép sử dụng tại Việt Nam. Theo các nghiên cứu, PBZ
được coi là một trong những chất làm chậm tăng trưởng thực vật linh hoạt nhất, hạn chế sự phát
triển của thực vật và gây ra sự ra hoa ở nhiều loại cây ăn quả như táo và lê [14], đào [15], cam quýt
[16] và xoài [17, 18, 10]. Trên thế giới đã có một số nghiên cứu trên thế giới cho thấy khả năng
phân giải PBZ của một số loài vi khuẩn, đặc biệt chú ý đến chi Pseudomonas được phân lập từ đất

79


Đạo Nữ Diệu Hồng và c khả năng phân giải paclogutrazol tại khu vực…

band có tần số xuất hiện cao nhất ở vị trí 1500 bp và thấp nhất ở vị trí 300 bp và 400 bp. Tương tự
như vậy chạy RAPD-PCR với mồi OPA11 cho tất cả các chủng 25 chủng ở Đồng Tháp, 29 chủng
ở tỉnh An Giang, 27 chủng ở tỉnh Tiền Giang, 24 chủng ở tỉnh Hậu Giang.
Kết quả điện di sản phẩm RAPD được mã hóa dạng nhị phân, có band ghi 1, khơng có band
ghi 0. Số liệu thu được đem xử lý bằng phần mềm NTSYSpc2.1. Kết quả cây phát sinh loài 8
chủng nấm của tất cả các tỉnh được hiển thị ở Hình 6.
AG4.1

AG1.4

AG11.1

UMT 1.4
AG11.1
AG6.1

HG5.3

UMT 2.1

AG7.1

0.57

0.64

0.72

0.79

0.87

Coefficient

Hình 6. Cây phát sinh lồi của các chủng nấm được dựng bằng phần mềm NTSYSpc

Hình cây phát sinh loài các chủng nấm cho thấy tỷ lệ tương đồng di truyền của các chủng
phân lập biến thiên từ 55 - 87 %. Xét ở khoảng tương đồng 70 %, có thể chia làm 4 nhóm chính,
xét ở khoảng tương đồng 80 %, có thể chia thành 6 nhỏ hoặc 3 nhóm lớn.

Kết hợp so sánh giữa đặc điểm hình thái và kết quả giải trình tự, những chủng cùng nhóm và
cùng hình thái với các nhóm lồi gây bệnh được loại bỏ. Các chủng nấm được sử dụng để khảo sát
khả năng phân giải PBZ.
3.3. Kết quả sàng lọc và tuyển chọn các chủng có khả năng phân giải paclobutrazol
Bảng 2. Hàm lượng paclobutrazol còn lại trong mơi trường sau 7 ngày ni cấy vi sinh vật
STT

Kí hiệu chủng

Nồng độ paclobutrazol
(ppm)

Khả năng phân giải paclobutrazol
(%)

1

Mẫu không cấy vi sinh

283,42

0

2

AG4.1

74,62

73,67

3

AG1.3

87,5

69,12

4

AG11.1

3,86

98,63

6

AG6.1

38,08

86,60

7

HG5.3

20.72

92,69

9

AG7.1

65,94

76,73

85


Đạo Nữ Diệu Hồng và cs.

Từ 107 chủng phân lập từ mẫu đất thuộc các tỉnh miền Nam Việt Nam, tiến hành phân loại
nhanh đã loại bỏ các chủng gây bệnh và các chủng có sức sống yếu trên mơi trường có PBZ là
nguồn carbon. Các chủng nấm được ni cấy trên PDA đối với vi nấm. Sau đó, các chủng được cấy
sang môi trường MSP, nuôi cấy lắc ở 25 oC. Sau 7 ngày nuôi cấy, tiến hành phân tích hàm lượng
PBZ cịn lại trong mơi trường.
Kết quả phân tích HPLC cho thấy các chủng nấm phân lập được đều có khả năng phân giải
PBZ có trong mơi trường. Đa số các chủng đều phân giải PBZ đạt trên 50 %. Trong đó, mơi trường
được cấy 2 chủng AG 1.3 và AG 4.1 có hàm lượng PBZ cịn lại sau 7 ngày thấp nhất. Hàm lượng
PBZ giảm lần lượt 69,12 % và 73,67 %. Khả năng phân giải PBZ cao ở 2 chủng HG 5.3 là 92,69 %
và AG 11.1 là 98,63 %. Kết quả định danh hình thái và sinh học phân tử của hai loài là loài
Penicillium citrinum. Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến khả năng phân giải PBZ của chủng vi
sinh đã phân lập. Nghiên cứu phát triển chế phẩm vi sinh xử lý PBZ trong đất từ chủng vi sinh đã
phân lập được. Chọn các chủng có phân giải PBZ đại diện cho 3 nhóm và phân giải cao.
3.4. Kết quả định danh các mẫu phân lập có khả năng phân giải paclobutrazol cao

Bảng 3. Hình ảnh đại thể, vi thể của các chủng được chọn có khả năng phân giải paclobutrazol
HG5.3
Penicillium
citrinum

AG7.1
Penicillium
citrinum

AG11.1
Penicillium
citrinum

86


Phân lập và tuyển chọn các chủng nấm có khả năng phân giải paclogutrazol tại khu vực…

Hình 7. Cây phát sinh loài của các chủng nấm

Dựa vào kết quả định danh hình thái, giải trình tự và BLAST trên Ngân hàng gen NCBI
(National Center for Biotechnology Information), tiến hành vẽ cây phát sinh lồi ghi nhận chủng
AG11.1, AG7.1, HG5.3 có mối liên hệ gần với Penicillium citrinum.
4. KẾT LUẬN
Từ 50 mẫu đất đã được thu thập từ các vùng trồng xoài, bao gồm: 12 mẫu tại Đồng Tháp, 12
mẫu tại An Giang, 12 mẫu tại Tiền Giang, 14 mẫu tại Hậu Giang. PBZ được tách chiết từ mẫu đất
thu thập và phân tích bằng phương pháp sắc ký khối phổ hiệu năng cao đã đánh giá sơ bộ về hàm
lượng PBZ tồn dư trong 50 mẫu đất thu thập tại các vườn trồng xoài tại Tiền Giang, An Giang, Hậu
Giang và Đồng Tháp. Thu thập được 8 chủng vi nấm trong 115 chủng được phân lập có khả năng
sống trong mơi trường chỉ có PBZ làm nguồn carbon duy nhất. Khả năng phân giải PBZ cao ở 2

chủng HG 5.3 là 92,69 % và AG 11.1 là 98,63 %. Kết quả định danh hình thái và sinh học phân tử
của hai loài là loài Penicillium citrinum.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Soumya, P. R., Kuma, P. & Pal, M. (2000). Paclobutrazol: A novel growth regulator and
multi-stress ameliorant. Ind J Plant Physiol, 22, 267-278.
[2]. “Hai khảo nghiệm giải độc chất kích thích xồi ra hoa”. />[3]. Trần Văn Hậu & Nguyễn Thị Kim Xuyến (2009). Ảnh hưởng nồng độ xử lý paclobutrazol
trên sự ra hoa mùa nghịch xoài Cát Chu (Mangifera indica L.). Tạp chí Khoa học Trường
ĐH Cần Thơ, 11, 406-413.
[4]. Trần Văn Hậu & Lê Minh Quốc (2012). Ảnh hưởng của liều lượng paclobutrazol và biện
pháp phủ liếp lên sự ra hoa vụ sớm dâu hạ châu (Baccaurea ramiflora LOUR.)
tại huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ. Tạp chí Khoa học Trường ĐH Cần Thơ, 22,
280-289.
87


Đạo Nữ Diệu Hồng và cs.

[5]. Burrows, G. E., Boag, T. S. & Stewart, W. P. (1992). Changes in leaf, stem and root
anatomy of Chrysanthemum cv. Lillian Hoek following paclobutrazol application. Journal
of Plant Growth Regulator, 11, 189-194.
[6]. Ahmad Nazarudin, M. R., Tsan, F. Y . & Adnan, M. (2003). Maintaining landscape plants
of Acalypha siamensis, Ficus microcarpa and Syzgium oleina by the application of
paclobutrazol: a non-mechanical approach. Transaction of the Malaysian Society of Plant
Physiology, 12, 231-233.
[7]. Silva, C. & Vieira, R. & Nicolella, G. (2003). Paclobutrazol effects on soil
microorganisms. Applied Soil Ecology, 22, 79-86.
[8]. Fernanda, V., Ednaldo, S. F., Suzyane, S., Silvany, A., Thatiana, S. A., Andrea, B., …&
Ester, G. (2015). Biodegradation of Paclobutrazol - A Plant Growth Regulator Used in
Irrigated Mango Orchard Soil, Biodegradation and Bioremediation of Polluted Systems.
New Advances and Technologies, Rolando Chamy, Francisca Rosenkranz and Lorena

Soler, IntechOpen. DOI: 10.5772/60818.
[9]. Chamy, R., & Rosenkranz, F., & Soler, L., (Eds.). (2015). Biodegradation and
Bioremediation of Polluted Systems - New Advances and Technologies. IntechOpen.
/>[10]. Berova, M., Zlatev, Z. (2000). Physiological response and yield of paclobutrazol treated
tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill.). Plant Growth Regulation, 30, 117-123.
[11]. EFSA, 2006. Paclobutrazol Draft Assessment Report (DAR). Report and proposed
decision of the United Kingdom made to the European Commission.
/>[12]. Patil, P. B., Rao, M. M., Srinivasan, C. N., Basarkar, P. W. & Nalwadi, V. G. (1992).
Physiological and biochemical factors associated with fruit bud differentiation in Alphonso
mango; V-total phenols and polyphenol oxidase. Karnataka Journal of Agricultural
Sciences, 5, 338-342.
[13]. Thông tư số 10/2019/TT-BNNPTNT ngày 20/9/2019 về danh mục thuốc bảo vệ thực vật
được phép sử dụng, cấm sử dụng tại Việt Nam.
[14]. Williams, M. W, Edgerton, L. J. (1983). Vegetative growth control of apple and pear trees
with ICI P-33 (paclobutrazol) a chemical analog of bayleton. Acta Horticulturae, 137, 1116.
[15]. Erez, A. (1984). Dwarfing peaches by pruning and by paclobutrazol. Acta Horticulturae,
146, 235-241.
[16]. Aron, Y., Monselise, S. P., Goren, R., Costo, J. (1985). Chemical control of vegetative
growth in citrus trees by paclobutrazol. Horticultural Science., 20, 96-98.
[17]. Sarkar, C. B., Rahim, M. A. (2012). Vegetative growth, harvesting time, yield and quality
of mango (Mangifera indica L.) as influenced by soil drench application of paclobutrazol.
Bangladesh Journal of Agriculture, 37, 335-348.
[18]. Upreti, K. K., Shivu-Prasad, S. R., Reddy, Y. T. N. & Rajeshwara, A. N. (2014).
Paclobutrazol induced changes in carbohydrates and some associated enzymes during floral
88


Phân lập và tuyển chọn các chủng nấm có khả năng phân giải paclogutrazol tại khu vực…

initiation in mango (Mangifera indica L.) cv. Totapuri. Indian Journal of Plant Physiology,

19, 317-323.
[19]. Murti, G. S. R., Upreti, K. K., Reddy, Y. T. N., Kurian, R.M. (2000). Cytokinins and
abscissic acid in xylem sap of mango cv. Alphonso grafted on rootstocks of contrasting
vigour. Indian Journal of Horticulture, 57, 221-223.
[20]. Santos, E., Vaz, F., & Gouvei, E. (2014). Increase in biodegradation of paclobutrazol in
soils. BMC Proceedings, 8, 203.
[21]. Fernanda, L. V., & André, M. N., Antonino, C. D. A. & Ester, R. G. & Jean, M. F. M
(2011). Biodegradation of paclobutrazol in saturated soil systems by Pseudomonas spp.
Química Nova, 35(6), 1090-1096.
[22]. U.S. EPA, 2007B. Paclobutrazol summary document for registration review: Initial
Docket. Case Number 7002. Available in docket number EPA-HQ-EPA-2006-0109 at
regulations.gov.
[23]. British Crop Protection Council (BCPC). The pesticide manual, 12th ed., C.D.S. Tomlin
(Edt.) (2000).

ABSTRACT

ISOLATION AND SELECTION OF FUNGAL STRAINS CAPABLE
OF DEGRADING PACLOBUTRAZOL IN THE MEKONG DELTA
Dao Nu Dieu Hong*, Nguyen Thi Thuy Tien, Le Thi Huynh Tram,
Nguyen Thi Thuy Duong, Tran Chi Hieu, Le Thi Thuy Nhi, Phan My Hanh,
Ha Thi Loan, Nguyen Dang Quan
Biotechnology Center of Ho Chi Minh City
*

Email:

Paclobutrazol (PBZ) is an artificial plant growth regulator used to enhance flowering in reversed
seasons. Paclobutrazol binds very strongly to soil organic matter, and its absorption into the soil increases
with low soil pH. The residual PBZ concentration in fruits makes it difficult to export fruits, particularly

mangoes, to discerning markets such as Europe, America, and Japan. Paclobutrazol was extracted from soil
samples collected in this study and analyzed using high performance mass chromatography, yielding
preliminary assessment results on residual PBZ content in 50 soil samples collected at mango plantations in
Tien Giang, An Giang, Hau Giang, and Dong Thap. As a result, 8 fungal strains out of 115 isolated strains
were able to survive in a culture containing solely PBZ as a carbon source. The capacity to digest PBZ was
strong in two strains, HG 5.3 (92.69 %) and AG 11.1 (98.63 %). The results of morphological identification
and molecular biology of the two selected species are Penicillium citrinum.
Keywords: LC/MS-MS, paclobutrazol (PBZ), Penicillium citrinum, The Mekong Delta, RAPD PCR.

89


90