Đánh giá khả năng sinh kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây quế thu thập tại tỉnh Yên Bái (Khóa luận tốt nghiệp)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.44 MB, 59 trang )
I H C THÁI NGUYÊN
I H C NÔNG LÂM
-----------
-----------
HOÀNG TH TRÒN
tài:
A X KHU N
N I C NG SINH TRÊN CÂY QU THU TH P T I T NH YÊN BÁI
KHÓA LU N T T NGHI
H
o
IH C
: Chính quy
Chuyên ngành : Công ngh sinh h c
Khoa
: CNSH - CNTP
Khóa h c
: 2011 - 2015
Thái Nguyên - 2015
I H C THÁI NGUYÊN
I H C NÔNG LÂM
-----------
-----------
HOÀNG TH TRÒN
tài:
A X KHU N
N I C NG SINH TRÊN CÂY QU THU TH P T I T NH YÊN BÁI
KHÓA LU N T T NGHI
H
o
IH C
: Chính quy
Chuyên ngành
: Công ngh sinh h c
Khoa
: CNSH - CNTP
Khóa h c
: 2011 - 2015
Gi
ng d n : 1. TS. Phí Quy t Ti n
2. TS. Tr
Thái Nguyên - 2015
Chí
i
Trong su t th i gian th c hi
cs
tài nghiên c
n
t n tình c a các th y cô và các cán b khoa h c Phòng
Công ngh lên men, Vi n Công ngh sinh h c, Vi n Hàn lâm Khoa h c và
Công ngh Vi t Nam.
V i lòng bi
c tôi xin g i l i c
TS. Phí Quy t Ti n sinh h
i th y giáo
ng phòng Công ngh lên men, Vi n Công ngh
ng d n và ch cách ti p c n v
th c hi
trong su t quá trình
tài.
ng th i
il ic
nh Nguyên, ThS. Quách
Ng c Tùng cùng các cán b Phòng Công ngh lên men, nh
ch b
,t
n tình
u ki n cho tôi trong su t quá trình th c t p t t nghi p.
il ic
y giáo TS. Tr
y
cô giáo trong Khoa Công ngh sinh h c và Công ngh th c ph m, cùng các
th y cô, các cán b
b ki n th c h
ih
trang
ng hành cùng tôi trong su t th i gian h c t p và
nghiên c u.
Cu i cùng, tôi xin g i l i tri ân t
ng viên và t
n bè, nh
u ki n cho tôi trong su t quá trình th c t p này.
Thái Nguyên
Sinh viên
Hoàng Th Tròn
ii
DANH M C B NG
B ng 2.1: Các kháng sinh m i t x khu n n i c ng sinh trên cây
c li u 11
B ng 3.1: Các thi t b s d ng trong nghiên c u............................................ 19
B ng 3.2: Trình t c p m
c s d ng trong ph n ng PCR khu
i gen
16S rDNA........................................................................................................ 24
B ng 4.1: S li u th ng kê kh
t ki
nh c a 105
ch ng x khu n n i c ng sinh......................................................................... 26
B ng 4.2: Khu
i gen mã hóa PKS-I, PKS-II, NRPS và kh
anthracyline c a 36 ch ng x khu n n i c ng sinh. ....................................... 31
B
m hình thái c a ch
ng nuôi c y
khác nhau......................................................................................................... 34
B ng 4.4: Kh
ngày nuôi c y
B ng 4.5:
ng hóa ngu
a ch ng YBQ75 sau 7-10
30ºC ...................................................................................... 36
ng c a n
mu i, nhi
ng c a
ch ng YBQ75.................................................................................................. 37
B ng 4.6: Phân tích trình t gen mã hóa gen mã hóa 16S rDNA c a ch ng x
khu n YBQ75.................................................................................................. 40
iii
DANH M C HÌNH
Hình 2.1:
nh quét hi
nt c ab m
t sau 8 ngày gây
nhi m v i Streptomyces sp. MBCu-56. (A) H s i trên b m t lá. (B) H s i
c a x khu n xâm nh p và phát tri
i b m t c a l p bi u bì. ......... 6
Hình 4.1: Ho t tính kháng P. vulgaris (A), S. epidermidis ATTC 12228 (B)
c a m t s ch ng x khu n n i c ng sinh ...................................................... 28
s n ph m PCR khu
x khu
i di n............................................................................................. 29
n di
x khu
s n ph m PCR khu
i gen nrps c a m t s ch ng x
i di n ................................................................................................. 30
Hình 4.5: S
t i th
i gen pks-II c a m t s ch ng
i di n............................................................................................. 29
s n ph m PCR khu
khu
i gen pks-I c a m t s ch ng
i màu s
ng c a ch ng YB50 và YB80
c (A, C) và sau (B, D) khi th ph n ng màu.........................
Hình 4.6: Hình thái khu n l
ng ISP2 và hình nh b m t
20.000 l n (C) c a ch ng YBQ75................................................................... 35
s n ph m PCR trên gel agarose 1,0%. ......................... 38
iv
DANH M C CÁC KÍ HI U VÀ CH
STT
T vi t t t
VI T T T
y
1
rDNA
ADN ribosome
2
Bp
C
3
DNR
Daunorubicin
4
DNA
Deoxyribonucleic acid
5
DOX
Doxorubicin
6
EPI
Epirubicin
7
IDA
Idarumycin
8
KTCC
Khu n ty
9
KTKS
Khu n ty khí sinh
10
Kb
11
NRPS
Nonribosomal peptide synthetase
12
PCR
Ph n ng chu i polymerase (polymerase
chain reaction)
13
PKS-II
Polyketide synthase II
14
PKS-I
Polyketide synthases I
15
VSV
Vi sinh v t
t
v
PH N 1: M
tv
U.......................................................................................... 1
................................................................................................... 1
1.2. M c tiêu nghiên c u................................................................................... 2
tài....................................................................................... 2
PH N 2: T NG QUAN TÀI LI U............................................................... 4
2.1. X khu n n i c ng sinh trên th c v t ........................................................ 4
2.1.1. X khu n n i c ng sinh và m
a x khu n v i cây ch ... 4
m sinh h c và phân lo i x khu n .............................................. 6
2.1.3. Ti
ng d ng c a x khu n n i c ng sinh .................................. 8
2.2. Kh
t kháng sinh c a x khu n n i c ng sinh và m t s gen
ch
......................................................................................... 11
2.2.1. Kh
t kháng sinh c a x khu n n i c ng sinh ................ 11
2.2.2. M t s gen ch
n sinh t ng h p kháng sinh........... 12
2.2.3. Kháng sinh thu c nhóm anthracycline.................................................. 13
2.3. Tình hình nghiên c u x khu n n i c ng sinh......................................... 14
2.3.1. Tình hình nghiên c u trên th gi i........................................................ 14
2.3.2. Tình hình nghiên c u
2.4. Cây qu và ti
PH N 3: V T LI
Vi t Nam ........................................................ 16
khu n n i c ng sinh trên cây qu .... 17
............................................... 18
3.1. V t li u nghiên c u .................................................................................. 18
ng và ph m vi nghiên c u......................................................... 18
3.1.2. Hóa ch t ................................................................................................ 18
3.1.3. Thi t b .................................................................................................. 18
ng nuôi c y.............................................................................. 19
3.2
m và th i gian ti n hành ............................................................... 19
vi
3.3. N i dung nghiên c u................................................................................ 19
u.......................................................................... 20
3.4.1. Tuy n ch n các ch ng x khu n có ho t tính kháng vi sinh v t .......... 20
nh kh
3.4.3. Khu
.................................................... 21
i gen mã hóa PKS-I, PKS-II, NRPS c a x khu n .............. 21
3.4.4. Nghiên c
m sinh h c c a m t ch ng x khu n...................... 22
3.4.5. Phân lo i ch ng x khu n YBQ75 d a trên phân tích trình t gen 16S
rDNA............................................................................................................... 24
PH N 4: K T QU VÀ TH O LU N...................................................... 26
4.1. Tuy n ch n các ch ng x khu n có ho t tính kháng vi sinh v t ............. 26
nh gen mã hóa PKS-I, PKS-II, NRPS tham gia sinh t ng h p
kháng sinh. ...................................................................................................... 28
4.3. Sàng l c x khu n sinh kháng sinh thu c nhóm anthraycycline ............. 33
m sinh h c và phân lo i c a ch ng x khu n YBQ75................. 33
m hình thái và b m t chu i bào t c a x khu n YBQ75....... 34
m sinh hóa c a x khu n YBQ75 ............................................. 35
4.4.3. Khu
i và phân tích trình t gen 16S rDNA c a x khu n YBQ75
......................................................................................................................... 38
PH N 5: K T LU N VÀ KI N NGH ..................................................... 40
5.1. K t lu n .................................................................................................... 41
5.2. Ki n ngh .................................................................................................. 41
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................ 41
PH L C
1
Vi khu n gây b nh có kh
c là m t v
nghiêm tr ng và là m i quan tâm r t l n c a c
vô cùng
ng. Vì v y, vi c nghiên
c u, l a ch n các tác nhân kháng khu n m i t t
c a các nhà khoa h c và các công
u
c ph m trên th gi i
c u hi n t i, các nhà khoa h
ng nhu
ng tìm ki m các ngu n phân l p
m i nh m thu nh n các h p ch t t nhiên m
phát tri n, bào ch các lo i
kháng sinh m i ch ng l i b nh do vi sinh v t gây ra.
Nhi u nghiên c u ch ng minh th c v t là m t ngu n t nhiên quan tr ng
trong
u tr các b nh gây ra b i vi sinh v t. M t trong s các loài th c v t
c s d ng ph bi n là cây qu và tinh d u c a qu . Cây qu (Cinamomum
loureirii) ch a
c ch t trong tinh d u c a lá, v cây và qu v i 90% là
cinnamaldehyde có ho t tính kháng khu
i v i c vi khu n Gram (+)
và vi khu n Gram (-) (Staphylococcus, Micrococcus, Bacillus, Enterobacter).
Các nghiên c
ng minh tinh d u c a cây qu còn có tính ch t ch ng
ng ru t, ch ng oxy hóa v i hi u
qu 55,94 và 66,9% khi dùng n
ho t ch
100 và 200 ppm [2]. Ngoài ra m t s
eugenol, cinnamaldehyde, carvacrol trong tinh d u qu có kh
t gây b
methicillin-resistant Staphylococcus
aureus, Klebsiella pneumoniae... Ngoài giá tr
mang l i, cây qu
c lý do thành ph n c a cây
ng c a x khu n n i sinh. X
khu n n i c ng sinh là các x khu n t vùng r xâm nh p vào r , thân, lá cây
mà không gây h i hay c
có ho t tính sinh h c t x khu n n i c
ng v i cây ch [24]. Các h p ch t
c ch ng minh là r
2
d ng v m t s
ng và ho t tính sinh h
t kháng sinh, kháng ung
ng oxy hóa, ch t di t c ...[19]
Polyketide là nhóm ch t
i di n cho các s n ph m tr
i ch t b c hai
c s n xu t b i vi khu n, n m, x khu n và th c v t [38].
polyketide synthase II (PKS-II) tham gia t ng h p c
n chu i
polyketide và polyketide synthase I (PKS-I) ch u trách nhi m t o khung
polyketide hoàn ch nh. Và nonribosomal peptide synthetase (NRPS) sinh t ng
h p s n ph
i ch t b c hai không thông qua ribosome t o d ng
peptide nh quá trình t ng h p các protein và acid amin.
n nay, s
ng các nghiên c u v x khu n n i c ng sinh trên
cây qu
c li u nói chung còn r t h n ch
ng th i,
nh ng nghiên c u v gen mã hóa PKS-I, PKS-II, NRPS nh m sàng l
giá kh
ng h p các s n ph m th c p t x khu n n i c ng sinh
t i Vi t Nam v n còn b ng . Xu t phát t nh
th c hi n nghiên c
ng trên, chúng tôi
tài:
ax
khu n n i c ng sinh trên cây qu thu th p t i t nh Yên Bái".
1.2
t ki
c
nh s có m t
n t ng h p kháng sinh c a các ch ng x khu n n i
công sinh phân l p trên cây qu t i t nh Yên Bái.
1.3
c
tài k th a k t qu c a m t s nghiên c
c u, k th a nh ng k t qu nghiên c
a nhóm nghiên
cv
c khai
thác ngu n tài nguyên vi sinh v t, ngu n h p ch
m
nghiên c
tài ch
ng th c v t nghiên c u là cây qu
c bi t liê
c nhi u
n nghiên c u tách chi t tinh d u
3
ho c tách chi t các h p ch t t nhiên có ti
ra m t s
d
t, kháng t
khoa h c v m t lý thuy t v tác
c ng sinh c a các ch ng x khu n trên mô t bào cây qu .
ng th
t gây b nh c a các ch ng x
khu n nh m tìm ra ch
*
i.
c ti n
- K t qu nghiên c u là ti
tính sinh h c ng d
cho nghiên c u tìm ki m các ch t có ho t
c
- Giúp sinh viên c ng c và h th ng hóa l i ki n th
c u khoa h c, tác phong làm vi
- Bi
tv
c sau này.
, x lý v
khoa h c, x lý, phân tích s li
c vào nghiên
um tv
tài khoa h c.
4
2.1.
2.1.1. X
Hi n nay, trên th gi i có nhi u công trình nghiên c u công b v m i
quan h gi a th c v t và vi sinh v
tác nhân ki m soát sinh h c, t ng h p các ch
gi i phospho khó hoà tan, c
ng, phân
phì c
t... [11]. K t
khi Smith phân l p thành công ch ng x khu n Micromonospora sp. có kh
c ch n m b nh Fusarium oxysporum trong mô t bào cà chua không
nhi m b
VSV n i c ng sinh. Hi n nay
nh
a Bacon và White (2000): "VSV n i c ng sinh là nh ng VSV sinh
ng trong mô t bào th c v t, mà không gây ra nh ng hi u ng x u nào t i
cây ch "
c các nhà vi sinh v t h c th a nh n [8]. Theo tài li
nh
a m t ý r t quan tr ng: VSV n i c ng sinh không nh ng
không gây
ng kh
i ch t, kích thích
ng, mi n d ch cho v t ch b ng cách t ng h p các s n ph
i
ch t...[14]
Nh ng nghiên c u trên th gi
sinh t ng h p ch t kháng sinh. S
nh vai trò c a x khu n trong
ng c a x khu n c ng sinh trong cây
c li u là vô cùng phong phú, h a h n ti
ng d ng các h p ch t có
ho t tính sinh h c do các ch ng x khu n này sinh ra trong m
i s ng. Các h p ch t có ho t tính sinh h
v m ts
ng và ho t tính sinh h
c ch ng minh là r
cc a
ng
t ki m soát sinh h c, ch t
kháng VSV gây b nh, kháng kh i u, ch ng oxy hóa, ch ng s t rét, ch t di t
c , ch
ng... [47]. Vì v y, nghiên c u sàng l c các h p
5
ch t có ho t tính sinh h c nói chung và ho t tính kháng sinh nói riêng t x
khu n c
c li u t
ng nghiên c u tri n
v ng c a các nhà khoa h c trên th gi i.
Khi nghiên c u v x khu n n i c ng sinh, câu h
t ra là làm
sao x khu n có th xâm nh p vào cây ch ? Và làm th nào x khu n có th
ng trong các b ph n c a cây và mô t bào?
làm sáng t câu h i
m ch ng Streptomyces scabies trên b m t
trên, các nhà khoa h
c khoai tây. Sau 4-6 ngày, ch ng Streptomyces scabies hình thành m
i
ph trên b m t c khoai tây và xâm nh p vào c thông qua l trên b m t v
non hay v
n phát tri n. N i ti p thí
nghi m trên, ti n hành lây nhi m ch ng S. ipomoeae trên r
k t qu
t . T k t qu nghiên c u trên các nhà vi sinh v t h
kh ng
nh r ng h u h t x khu n hình thành h s i phát tri n trên b m t cây và
xâm nh p vào v t ch thông qua các l h t nhiên hay t
côn
trùng [26].
X khu n n i c ng sinh xâm nh p vào cây ch r t s m và
s phát tri n c a v t ch . G
ch ng x khu n EN27-GFP
n
nl cc a
r tinh
c bi t t
m n i, các v t n t
xung quanh r hình thành bào t trong 3-4 tu n [13]. K t qu cho th y s lây
nhi m ch ng x khu n vào r
ng n t trên r
nhân lên trong các mô t bào. Trong nghiên c u c a mình, Shimizu và c ng
s
Streptomyces sp. MBCu-
t, theo dõi s phát tri n.
u, khu n ty phát tri n m nh trên b m t lá và hình thành kh i h s i
c nh t là
nhánh phân chia các t bào bi u bì. M t s s
p
l p bi u bì và phát tri n sang các t bào bi u bì khác (Hình 2.1). Tuy nhiên,
quan sát c a h
bi u bì [30].
ch ng minh s
ng
n i bào trong l p
6
ng s
ng minh quá trình xâm nh p vào
quyên c a ch ng S. galbus MBR-5 và xác nh n r ng h s i c a
ch ng xâm nhi m vào mô t
khí. Ngoài ra, ch ng MBR-
t
qua các l không
c ch ng minh là có kh
enzyme th y phân cellulase, xylanase và pectinase. H n h p enzyme t khu n
ng kh
[46].
A
B
8 ngày
-
2.1.2.
Theo h th ng phân lo i hi n nay x khu n thu c nhóm Prokaryota,
thu c gi i Monera trong h 5 gi i c a Whittaken, còn theo h th ng phân lo i
chia sinh gi i thành 7 gi i thì x khu n thu c gi i Prokaryota [1]. X khu n
n i c ng sinh s
, thân, lá, hoa, qu và h t)
c a cây ch và ch y
ng không gi a các mô ho c n i bào.
c v t có kho
a r t nhi u loài x khu n n i c ng sinh.
t, m i loài th c v t là
7
2.1.2.1.
m hình thái t bào, bào t
ng s
h th ng phân lo i m i. H
th ng này d a vào màu s c khu n ty khí sinh (KTKS), khu
t
(KTCC), hình d ng bào t và cu ng sinh bào t . H th
c
ch nh lí và tái b
S
ng h th ng phân lo i x khu n ngày m t
c phân lo i truy n th ng d a trên
m hình thái và tính ch t nuôi c y.
Theo Pridham và c ng s chia cu ng sinh bào t x khu n chia thành 3
nhóm: RF cho nh ng cu ng sinh bào t th
cu ng sinh bào t xo
n sóng; RA cho nh ng
n; S cho nh ng cu ng sinh bào t phát
tri n m nh và xo n. B m t bào t thành 5 d ng chính
(gai), wa (xù xì), ru ( n
n), sp
[41].
m sinh lý sinh hóa
m sinh lý, sinh hóa là kh
u c u các ch
ng hóa các ngu n cacbon và
ng, kh
i các ch t khác
nhau nh h th ng enzyme. Ngoài ra còn có nhu c u v oxy, gi i h n pH,
nhi
t
u mu i và các y u t khác c
quan h v i ch
ng và phát tri n khác nhau, tính ch
kháng và nh y c m v i ch t kháng sinh, kh
và các s n ph
ng, m i
i ch
i
o thành ch t kháng sinh
a x khu n.
2.1.2.2. Phân lo i x khu n b ng phân tích trình t gen 16S rDNA
T nh
phân t , các nhà khoa h
phân lo i h c phân t
l
i s phát tri n m nh m c a sinh h c
t công c m
phân lo i sinh v
m là th i gian ng n và có
chính xác cao. Phân lo i h c phân t có th d a trên các gen ho c các s n
ph m c a gen. Trong h th ng phân lo i x khu n hi
ng s d ng 3
8
gen mã hóa 16S
rDNA [1].
Hi n nay, vi c nghiên c
u hi u nh
xác
nh m i quan h trên cây phát sinh ch ng lo i, vì rDNA có m t trong t t c
các sinh v t, có ch
nh và có tính b o th cao [33]. Chúng ch
khác nhau r t ít gi a các nhóm sinh v t. Tuy nhiên, d a vào s khác nhau này
i ta có th
c m i quan h phát sinh ch ng lo i và phân lo i
các ch ng VSV. Trong t bào VSV
n t i trong t bào
ch t. Ribosome có c u trúc g m 2 ti u ph n, m i ti u ph n g m có rDNA và
protein riêng r
ng s l ng 70S g m 2 ti u
50S (g m rDNA 5S, rDNA 23S và 31 phân t protein) và 30S (g m
rDNA 16S và 21 phân t protein) [1].
Các gen mã hóa 5S rSNA, 16S rDNA, 23S rDNA n m c nh nhau, có
cùng m
u hòa chung. Trong các lo i rDNA thì 16S
rDNA là phù h p nh t cho nghiên c u phân lo i x khu n vì gen mã hóa 16S
c kho ng 1540 bp phù h p cho nghiên c u phân lo i; còn
gen mã hóa 5S
c kho ng 120 bp, tuy d
nh trình t
c hi u cho phân lo i; còn gen mã hóa 23S
m t gen ti
phân lo i sinh v t nhân
c a gen này l
i l n 2900
tách dòng và phân tích trình t
cs d
Keswani và c ng s
ng minh r ng n u s
trình t 16S rDNA là 98,6% thì xác su
th
m
là 99% [44]. Vì th giá tr
16S
cho
ng gi a hai
gi ng trong phép lai DNA
ng 98,6% c a trình t
phân bi t hai loài khác nhau.
2.1.3.
* Kháng u
và kháng viêm
9
Trong nh
u tìm ki m ch t có ho t tính kháng và
c ch t
ch ng x khu n n i c
i
c a các nhà khoa h c. Nhi u công b kh
nh, x khu n n i c ng sinh
s ng có m i quan h ph c t p, ch t ch v i cây ch [43]. M t gi thuy
ng gen mã hóa cho ch t có ho t tính sinh h
c
c sinh ra t quá
i gi a vi sinh v t và th c v t thông qua h th ng chuy n gen
s n xu t các h p ch t có
ngu n g c t th c v t nh quá trình nuôi c y VSV, ví d
paclitaxel ph bi
(Taxus
ch ng x khu n Kitasatospora sp. [34
t
t kháng t
u tiên v nghiên
c u tách chi t và s n xu t thu c kháng t
M t s nghiên c u g
c tách chi t
x khu n n i c ng sinh.
h y, t l phát hi n ra các kháng sinh
m i trên x khu n n i c ng sinh có t l khá cao so v i x khu n phân l p t
t ho c b m t th c v t. Ch ng h
c tìm th y
ch t kháng u m nh-maytansinoid
Celastraceae, Rhamnaceae và
nhóm th c v t b
Euphorbiaceae
t s
c bi t t
Actinosynnema pretiosum [19, 23, 45].
nhóm ch c chlorine m i còn g
x
khu n
t ansamycin có thêm
c tìm th y t
Streptomyces sp. CS n i c ng sinh trong cây thu c Maytenus hookeri [27].
*
ng
Hi n nay, x khu n n i c
nhi
ng th c v t bao g m: ki m soát sinh h c;
s n xu t ch
ng th c v
liên k t v i Fe3+ t
giberelin; s n xu
s
c bi t vì chúng có
h p thu ch
khoáng) ho c
in và
ng và c i thi n
ng; cung c p ch
c ch
carboxylate (ACC) [44].
s n xu t ethylene nh
1-aminocyclopropane-1-
10
công b ch ng Streptomyces sp.
, Meguro và c ng s
MBR-52
ng và chi u dài r . Khi nuôi c
quyên
c x lý b ng Streptomyces sp. MBR-52 trong bình tam giác, ch
xâm nh p vào các cây con và phát tri n
sau khi tr ng chúng
t. S phát tri n c a r
sung thêm MBR-52,
y mô có b
u này cho th y ch ng này sinh m t s lo i hormone
trên th c v t [31].
* Ki m soát sinh h c
Trong nh
khu n n i c
c a các nhà nghiên c u b i kh
m mb
u hút s chú ý
m soát sinh h
i v i cây mang
a chúng trong các cây ch và ho t tính kháng
n m. X khu n n i c ng sinh chi m h u các
ng và s b o v t cây ch
l y ch t
il
ng s
kháng
cho các cây ch b ng cách s n xu t m t lo t các ch t chuy n hóa có ho t tính
sinh h c. Chúng kích thích s
ng c a cây tr ng b ng cách c
nh
c s n xu t phytohormones hay ki m soát sinh h c.
Ngoài ra, các ch ng x khu
ng h th ng mi n d ch (ISR)
i v i th c v t nh kích thích các th th t bào. Ch ng h
ng
Streptomyces galbus R-5 không ch sinh cellulase, pectinase mà còn s n xu t
t o ra s
ng th
quyên
ng s n xu t jasmonate kích thích h th ng mi n d ch
[40]. M i liên h gi a x khu n n i c ng sinh v i các cây ch và các s n
ph m t nhiên có ho t tính sinh h c t
hi u có ti
ng d ng trong b o v th c v
và ki m soát sinh h c.
i tìm ra các lo i thu
c
t cây tr ng
11
2.2.
2.2.1. Kh
t kháng sinh c a x khu n n i c ng sinh
Nhi u loài x khu n n i c
t
c li u có kh
c bi t là nh
c phân l p
c ch ho c tiêu di t nhi u lo i VSV gây b nh
n, n m và virus. Vì v y, x khu n n i c ng sinh có ti
n
trong vi c phát tri n các lo i thu c kháng sinh m i (B ng 2.1).
Ph n l n các ch
c s d ng trong y h c có ngu n g c t
x khu n. Nhi u loài x khu n n i c
phân l p t
c li u có kh
v t gây b
ti
c bi t là nh
c ch ho c tiêu di t nhi u lo i vi sinh
n, n
y, x khu n n i c ng sinh có
phát tri n các lo i thu c kháng sinh m
lo i thu c kháng sinh m
c
n nay, r t nhi u
c phát hi
celastramycin AB [36], kakadumycin và demethylnovobiocin [20, 22].
B ng 2.1: Các kháng sinh m i t x khu n n i c ng sinh trên cây
c li u
X khu n
Streptomyces
sp.NRRL 30562
Streptomyces
sp.NRRL 30566
Steptomyces
sp.CS
Steptomyces
sp.SUC1
Steptomyces
albidoflavus
Steptomyces
sp.TP-A0556
c li u
Hoa m c lan (Kenndia
nigriscans)
Grevillea
pteridifolia)
M
c
(Maytenus hookeri)
Cây si (F
icusbenjamina)
V t dù (Bruguiera
Gymnorrhiza)
Kháng sinh
Munumbicin A-D
Kakadumycin
Naphthomycin K
Lansai B and C
Antimycin A18
H (Allium tuberosum) 6- Prenylindole
Ho t tính
Kháng
sinh
Kháng
sinh
Kháng
Kháng
Kháng
n m
Kháng
n m
12
Hai h p ch t m
c tách chi t t d ch lên men
ch ng Streptomyces sp. TP-
c tìm th y t d ch chi t cây tuy t
tùng. Cedarmycin A có ho t tính kháng n
tr
i v i Candida glabrata v i giá
t 0,4 mg/ml. Nh ng nghiên c u trên trên ch ng minh và kh ng
nh x khu n n i c ng sinh là ngu
y h a h n h p ch t kháng vi sinh v t
gây b nh.
2.2.2. M t s gen ch
n sinh t ng h p kháng sinh
i di n cho các s n ph m t nhiên (s n ph m trao
i ch t b
c s n xu t b i vi khu n, n m, x khu n và th c v t. Các
kháng sinh d
c s d ng nhi u trong s n xu t thu c
u tr
các b
P
td
thành t
ketide, các h p ch
cc u
c chia thành 2 lo i g m:
polyketide synthase (PKS) và nonribosomal peptide synthetase (NRPS) [28].
NRPS và PKS
c t ng h p b i m t ho c nhi u nhóm enzyme chuyên bi t,
có tác d ng xúc tác kéo dài, phát tri n chu i và
c
u
t o thành các s n ph m t nhiên.
2.2.2.1. Gen ch
pks-I, pks-II
Hi n nay, các nhà khoa h c chú tr
n s có m t c a hai
gen pks-I, pks-II trong x khu n. pks-II là gen mã hóa ch u trách nhi m sinh
t ng h p c
nc a
n h p polyketide
c hình thành d
butyrate và kh
t t
acetate, acyl
-carbonyl. PKS-
cho quá trình kéo dài chu i polyketide trong quá trình sinh t ng h p
polyketide. M
n hình bao g m t i thi u m t acyl transferase
l a ch n vùng kéo dài và chuy n giao; protein v n chuy n acyl
(ACP) cho các vùng kéo dài
decarboxylative
13
gi a nhóm thioester acyl phù h
kéo dài chu
PKS-I có ch
n.
u trách nhi m sinh t ng h p t o s n
ph m cu i cùng [28].
2.2.2.2. Gen ch
nrps
NRPS là nhóm enzyme có kh i
ng phân t l n, có c u trúc g m các
module và m i module có ch
s
im
u trách nhi m v vi c thành l p và
acid amin. M
ng g m có 4 ph n, bao
g m vùng A (adenyl hóa) ch u trách nhi m kích ho t acid amin; vùng T
c g i là protein v n chuy n peptidyl (PCP) c a acid amin
kích ho t;
(C) liên k t peptidyl
kéo dài chu i
peptide phát tri n; vùng E (epime hóa) tham gia sinh t ng h p s n ph m trao
i ch t b c hai không thông qua ribosome t o d ng peptide [10, 29]. Nhóm
enzyme NRPS
c tìm th y ph bi n trong n m, x khu n, vi khu n,
tron
ng h p peptide không thông qua ribosome, bao
g m: kháng sinh, ch
c, ch t kháng viêm, ch t
c ch
mi n d ch
(cyclosporine A) [17].
Vi c s d ng k thu t
i trình t gen pks, nrps t b
khu
gen x khu n b ng cách s d ng m i suy bi n,
c thi t k v
cao. Phân tích gen pks, nrps trong x khu n không ch
quan h ti n hóa c a gen mã hóa kháng sinh
m di truy n sinh t ng h p s n ph
c hi u
nh các m i
nghiên c u nh
c
i ch t [17].
2.2.3. Kháng sinh thu c nhóm anthracycline
sinh v t b c cao m i t bào có ch
trong m
v i các t
c th c hi n
bào m t liên
h v i các t bào xung quanh và phân chia m t cách không ng
thành c u trúc g i là kh
t o
. Nhi u ch t hóa h c dùng trong hóa
14
tr li
n ph m th c p do vi sinh v
cg i
là kháng sinh ch ng/kháng kh i u [33].
M ts
u tr
k
n
c
s d ng r
u tr
ch huy t,
n li t tuy n, ung
quang [15]. Nhóm kháng
sinh này
c ghi nh n g m daunorubicin (DNR),
doxorubicin (DOX), epirubicin (EPI) và idarumycin (IDA).
V
DOX là thành ph n thi t y
hình thành các kh
ch huy
u tr b nh b ch c u c p tính.
d
u tr
ng
cs d
u tr
i m c t cung, ph i, bu ng tr
li
n ti n
u tr b nh b ch c u nguyên
bào t y c p tính. Hi n t
mà nhóm anthracycline c ch t bào ung
c làm sáng t [16].
2.3. Tình hình nghiên c u x khu n n i c ng sinh
2.3.1. Tình hình nghiên c u trên th gi i
S
ng c a x khu n c
h a h n ti
th c v t r t phong phú
ng d ng các h p ch t có ho t tính sinh h c do các ch ng
x khu n này sinh ra trong nhi
th gi i th c v t, s
c. Tuy nhiên, so v i s
ng c a
ng các nghiên c u v x khu n n i c
th th c v t v n còn r t h n ch , vì v
phân l
c các loài x
khu n m i hay kháng sinh m i
c li u h a h n ti
c h c là r t l n.
2001-2012), nhóm các nhà khoa h c thu c Vi n
Vi sinh v t h c Vân Nam, Trung Qu
t
u ki n phân l
ng nghiên c u, c i ti n,
o tàng
15
gi
ng x khu n n i c ng sinh phân l p t
v t [37]. Zhao và c ng s
c
c 560 ch ng x khu n t 26
c li u khác nhau t i vùng cao nguyên Panxi, Trung Qu c. Các ch ng
: Streptomyces, Micromonospora,
x khu n thu c nhi
Oerskovia, Nonomuraes, Promicromonospora, Rhodococcus.
ch ng có ho t tính kháng ít nh t m t lo i vi sinh v t ki
nh (chi m
nh v i S. aureus,
10,7%). Theo th ng kê có 15 ch ng có kh
38 ch ng kháng ít nh t 5 lo i vi sinh v t gây b nh và t t c các ch ng có ho t
u thu c chi Streptomyces. Và t l x khu n mang gen pks-I, pks-II,
nrps chi m t l
tl
t 53%; 82%; 53%.
Li và c ng s (2008) áp d
th c v t v
lý nhi t khô và x lý m u
c khi phân l
ct
li u có tên thanh hao hoa vàng 228 ch ng x khu
ti
c
ng có
ng c loài m i, 31 ch ng có ho t tính ph r ng kháng khu n,
7 ch ng có ho t tính
s d
pháp x lý b m t m
phân l
Trung Qu
khu n ki
i v i các vi
nh.
i Xishuangbama c a trung qu
c phân l p t nh
loài m i [37
i di n cho 10 b ph khác nhau và 3
t chi m i và hai loài m
dó b u ( Maytenus austroyunnanesis).
khu n
c li u b
phân l p khác nhau d a trên quá trình x l m
ch
ng khác
c 312 ch ng x khu n n i c ng sinh t i Vân Nam,
ng th hi n ho
T i r ng nhi
n ic
d ng các lo
ng phân l p. Các
n ít nh t 19
c phân l p trên cây
16
-hydroxyba lomycin D, 29-hydroxyba lomycin D, ba lomycin D,
ba lomycin E, ba lomycin A1, ba lomycin B1, ba lomycin B2, ba lomycin
C1, ba lomycin C2, ba lomycin C1 amide, ba lomycin C2 amide; caryolane1,7 -diol, 1,6,11-eudesmanetriol, 11-eudesmene-1,6-diol, 7,4 dihydroxy-8(hydroxymethyl)-1 methoxy2.3.2. Tình hình nghiên c u
[9]
Vi t Nam
Nhóm nghiên c u TS. Cao Ng
p 191 ch ng vi khu n
n ic
ng thu c các chi Burkholderia, Enterobacter,
Bacillus có kh
m, hòa tan lân và t ng h p indol-3-acetic acid
(IAA) t t t 54 m u cây lúa (Oryza sativa L.) tr ng
7 huy n và thành ph
u tiên v vi khu n n i c ng sinh t i
Vi t Nam [5].
ng s
p 52 ch ng x khu n n i
Sonneratia caseolaris),
sinh trên cây
Lumnitzera racemosa
ch ng c ch v i Aspergillus niger và 40 ch ng c
ch Candida albicans [12].
T i th
m trên, Quách Ng c Tùng và c ng s t i Vi n Công ngh
sinh h c, Vi n Hàn lâm Khoa h c và Công ngh Vi
ng di truy n và sàng l c x khu n n i c ng sinh phân l p trên cây
qu t i t nh Hòa Bình. Các ch ng th hi n ho t tính kháng m nh v i 9 lo i vi
sinh v t ki
nh
m
khác nhau; 13 ch ng mang gen pks-I, 12 ch ng
mang gen pks-II và 4 ch ng mang gen nrps [3, 4]. Hai ch ng x khu n ti m
nh danh: Streptomyces angustmyceticus HBQ19 và Streptomyces
graminisoli HBQ33.
Tuy nhiên, hi n t
c
u công trình công b v x khu n n i
n các ch t có ho t tính sinh h c t cây qu nói
c li u nói chung. Hi v ng trong th i gian t i s có nhi u công
trình nghiên c u v x khu
c li u.
17
2.4. Cây qu và ti
khu n n i c ng sinh trên cây qu
Cây qu có tên khoa h c là Cinnamomum loureirii Nees, thu c l p hai lá
m m, ngành h t kín, lo i thân g và s
n ng dùng làm thu
qu có v
u hay da v . T
4 vùng tr ng qu (Yên Bái, Qu Phong-
ng Xuân, Trà Mi-
ng,
Qu ng Ninh) và m i vùng có nh ng s c thái riêng v t nhiên, ngu n l i.
Trong qu ch a nhi u vitamin và khoáng ch
t,
mangan, k
t
ch ng oxy hóa nên t
c dùng làm v thu
Trong các b ph n c a cây qu
, lá, hoa, g , r
c bi t trong v
ng tinh d u cao nh
Nhi u nghiên c u
t ng s
u có ch a tinh d u,
n4
5%.
ng cinnamaldehyde chi m 85% trên
các h p ch t trong tinh d u qu
tinh khi t > 98%.
Cinnamaldehyde có kh
c ch s
ng c a nhi u lo i VSV gây
b nh: vi khu
(Staphylococcus aureus); Gram âm (E. coli,
Enterobacter aerogenes, Proteus vulgaris , Pseudomonas aeruginosa, Vibrio
cholerae, Vibrio parahaemolyticus và Samonella typhymurium); n m men
(Candida albicans, C. tropicalis, C. glabrata và C. krusei) [25]. Ngoài ra, tinh
d u c a cây qu còn có tính ch t ch
ng ru t, ch ng oxy hóa v i hi u qu 55,94% và 66,9% khi dùng n ng
100 và 200 ppm [2].
n nay, r t ít công trình nghiên c u v x khu n n i c ng sinh trên
cây qu
c công b . Do v y, nghiên c u v vi sinh v t nói chung và x
khu n n i c ng sinh trên cây qu t i Vi t Nam giúp cung c p các s li u tham
kh o cho các nhà khoa h
c.
