Đánh giá và lựa chọn các chủng xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây quế thu thập tại tỉnh yên bái có khả năng sinh kháng sinh cao

..

1


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và
các kết quả thí nghiệm trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Những số liệu trong các bảng biểu phục
vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn
khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về
nội dung luận văn của mình.
Hà Nội, ngày 01 tháng 03 năm 2016

Đinh Thị Mỹ Linh

2


LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới TS. Vũ Thu Trang, Viện Công
Nghệ Thực Phẩm, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, TS. Phí Quyết Tiến, Phịng Cơng
nghệ lên men, Viện Cơng nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam, đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong suốt q trình nghiên cứu và hồn
thành đề tài.
Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Chu Kỳ Sơn, Viện Công Nghệ Thực
Phẩm, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, tới ThS. Vũ Hạnh Nguyên, ThS. Quách Ngọc
Tùng cùng các cán bộ Phịng Cơng nghệ lên men, Viện Cơng nghệ sinh học đã động

viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn các Thầy, Cô, các Lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học và
Công Nghệ Thực Phẩm, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, đã giảng dạy và chỉ bảo tơi
trong q trình tích luỹ kiến thức và nghiên cứu khoa học.
Tôi xin cảm ơn Lãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa
Học và Công nghệ Việt Nam, Phịng Thí nghiệm trọng điểm cơng nghệ gen Quốc
gia, nơi tôi làm việc, đã tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình học tập, nghiên
cứu và hồn thiện khóa luận.
Cuối cùng, tơi xin tỏ lịng biết ơn đến gia đình và bè bạn, những người ln
động viên khích lệ, giúp tơi vượt qua những khó khăn trong quá trình học tập và
nghiên cứu.
Hà Nội, ngày 01 tháng 03 năm 2016

Đinh Thị Mỹ Linh

3


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Tên đầy đủ

STT

Từ viết tắt

1

BP (bp)

Cặp bazơ (base pair)

2

DNA

Deoxyribonucleic acid

3

dNTPs

Deoxynucleotide triphosphates

4

EDTA

Ethylene diamine tetra-acetic acid

5

EtBr

Ethydium bromide

6

Kb

Kilo bazơ

7

KDa

Kilo Dalton

8

VSV

Vi sinh vật

9

ppm

parts per million

10

PKS-I

Polyketide synthases I

11

PKS-II

Polyketide synthases II

12

NRPS

Nonribosomal peptide synthetase

13

RF

Khung đọc (Reading Frame)

14

PCR

Phản ứng chuỗi trùng hợp (Polymerase
chain reaction)

15

rDNA

Ribosomal DNA

16

SDS

Sodium đoecyl sulfate

17

SDS-

Điện di trên gel polyacrylamide có chứa

PAGE

sodium doecyl sulfate

TAE

Tris-acetat EDTA

18

4


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng

Tên bảng

Bảng 1.1 Các kháng sinh mới từ xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược

Trang

20

liệu
Bảng 2.1 Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

26

Bảng 2.2 Trình tự cặp mồi được sử dụng trong phản ứng PCR khuếch

31

đại gen 16S rDNA
Bảng 3.1 Số liệu thống kê khả năng kháng vi sinh vật kiểm định của

33

105 chủng xạ khuẩn nội cộng sinh phân lập từ cây quế
Bảng 3.2 Bảng số liệu khả năng kháng 9 loại vi sinh vật kiểm định của

36

36 chủng xạ khuẩn
Bảng 3.3 Khuếch đại gen mã hóa PKS-I, PKS-II, NRPS và khả năng

41

sinh anthracycline của 436 chủng xạ khuẩn nội cộng sinh
Bảng 3.4 Màu sắc khuẩn lạc của chủng YBQ75 khi nuôi cấy trên các

45

mơi trường khác nhau
Bảng 3.5 Khả năng đồng hóa nguồn carbon và sử dụng nguồn nitơ của

48

chủng xạ khuẩn YBQ75 sau 7-14 ngày nuôi cấy ở 30oC
Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nồng độ muối, nhiệt độ, pH đến sinh trưởng

49

của chủng YBQ75
Bảng 3.7 Phân tích trình tự gen mã hóa 16S rDNA của chủng TBQ75

5

51


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1

Ảnh quét hiển vi điện tử của bề mặt lá dưa chuột sau 8 ngày

13

gây nhiễm với Streptomyces sp.
Hình 3.1

Hoạt tính kháng P. vulgaris (A), S. epidermidis ATTC 12228

34

(B) của một số chủng xạ khuẩn nội cộng sinh
Hình 3.2

Phổ kháng khuẩn của 36 chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng

38

khuẩn
Hình 3.3

Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại gen pks-I của một số

39

chủng xạ khuẩn đại diện.
HÌnh 3.4

Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại gen pks-II của một số

40

chủng xạ khuẩn đại diện
Hình 3.5

Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại gen nrps của một số

40

chủng xạ khuẩn đại diện
Hình 3.6

Sự thay đổi màu sắc theo pH môi trường của chủng YB50 tại

43

thời điểm trước (A) và sau (B) khi thử phản ứng màu
Hình 3.7

Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại gen pks-I, pks-II và

44

nrps của chủng YBQ75
Hình 3.8

Đặc điểm hình thái của chủng YBQ75 trên các mơi trường

46

ni cấy khác nhau (A) Khuẩn ty khí sinh, (B) Khuẩn ty cơ
chất
Hình 3.9

Hình thái khuẩn lạc trên mơi trường ISP2

47

Hình 3.10

Hình ảnh bề mặt chuỗi bào tử (A) dưới kính hiển vi điện tử

47

quét có độ phóng đại 2.500 lần và 20.000 lần (B)
Hình 3.11

Điện di đồ sản phẩm khuếch đại gen 16s rDNA trên gel
agarose 1,0%.

6

50


MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. 2
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ 3
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... 5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .......................................................... 6
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 10
PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................... 12
1.1. Xạ khuẩn nội cộng sinh trên thực vật và cây dƣợc liệu ........................ 12
1.1.1. Khái niệm xạ khuẩn nội cộng sinh và mối tương tác giữa xạ khuẩn với
thực vật.……………………………………………………………………….12
1.1.2. Đặc điểm sinh học và phân loại của xạ khuẩn nội cộng sinh .............. 14
1.1.3.

Ứng dụng của xạ khuẩn nội cộng sinh............................................... 16

1.1.4. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh .................................... 18
1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh trên thế giới ............. 18
1.1.4.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam .................................................. 19
1.2. Khả năng sinh kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dƣợc
liệu và một số gen chức năng liên quan........................................................... 20
1.2.1. Đánh giá khả năng sinh kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh ......... 20
1.2.2. Gen mã hoá enzyme polyketide (PKS-I, PKS-II) và nonribosomal
peptide synthetase (NRPS) sinh tổng hợp kháng sinh ..................................... 21
1.2.2.1. Gen chức năng gen pks-I, pks-II ..................................................... 22
1.2.2.2. Gen chức năng NRPS ..................................................................... 22
1.2.3. Chất kháng sinh và kháng ung thư nhóm anthracycline ...................... 23
1.3. Tác dụng của cây quế và tiềm năng khai thác xạ khuẩn nội cộng sinh
trên cây quế ...................................................................................................... 24
PHẦN II. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP ...................................................... 26
2.1.

Vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 26

2.1.1. Chủng giống ........................................................................................ 26

7


2.1.2. Hóa chất .............................................................................................. 26
2.1.3. Thiết bị ................................................................................................. 26
2.1.4. Mơi trường nuôi cấy ............................................................................. 27
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 27
2.2.1. Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định. ................................... 27
2.2.2. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................... 28
2.2.3. Khuếch đại gen mã hoá PKS-I, PKS-II, NRPS...................................... 28
2.2.4. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của chủng xạ khuẩn YBQ75 ................ 29
2.2.4.1. Quan sát đặc điểm hình thái khuẩn lạc, khả năng sinh melanin ....... 29
2.2.4.2. Quan sát đặc điểm cuống sinh bào tử và bề mặt bào tử ................... 30
2.2.4.3. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa ............................................................. 30
2.2.5. Phân loại chủng xạ khuẩn HBQ75 dựa trên phân tích trình tự gen 16S
rDNA..………………………………………………………………………...31
PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 33
3.1. Khả năng kháng vi sinh vật kiểm định của các chủng xạ khuẩn phân lập
từ cây Quế…….........…………………………………………………………...33
3.1.1. Khả năng kháng vi sinh vật kiểm định của các chủng xạ khuẩn phân lập
từ cây Quế………...…………………………………………………………...33
3.1.2. Xác định gen mã hoá polyketide synthase (PKS-I, PKS-II) và
nonribosomal peptide synthetase (NRPS) tham gia sinh tổng hhợp kháng sinh
của các chủng xạ khuẩn……………….………………………………………39
3.1.3. Khả năng sinh hợp chất thuộc nhóm anthracyline của các chủng xạ
khuẩn……………………..…………………………………………………...43
3.2.

Đặc điểm sinh học và phân loại của chủng xạ khuẩn YBQ 075 .......... 44

3.2.1. Đặc điểm hình thái và bề mặt chuỗi bào tử ........................................... 45
3.2.2. Đặc điểm sinh hóa ................................................................................ 48
3.2.2.1. Khả năng đồng hóa các nguồn cacbon và sử dụng nguồn nito ........ 48
3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối, pH, nhiệt độ đến sinh trưởng của
chủng xạ khuẩn ........................................................................................... 49
8


3.2.3. Phân loại dựa trên xác định trình tự gen mã hoá 16s rDNA của chủng xạ
khuẩn YBQ75……………...……………………………………………….....50
3.2.3.1. Khuếch đại gen 16S rDNA ............................................................. 50
3.2.3.2. Phân tích trình tự gen 16S rDNA.................................................... 51
PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 53
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 60

9


MỞ ĐẦU
Kể từ khi Fleming khám phá ra kháng sinh đầu tiên trên thế giới Penicillin
vào năm 1929, rất nhiều các chất kháng sinh khác được phát hiện và ứng dụng trong
Y học, nhiều căn bệnh gây ra bởi vi sinh vật được điều trị thành công. Trải qua gần
một thiên niên kỷ, con người sử dụng kháng sinh ngày càng rộng rãi, dẫn đến việc
vi sinh vật (VSV) kháng lại thuốc kháng sinh trở nên phổ biến và nghiêm trọng. Vì
vậy, việc nghiên cứu các tác nhân kháng khuẩn mới từ tự nhiên đã nhận được sự
quan tâm mạnh mẽ từ các nhà khoa học. Việc phát triển các loại thuốc kháng sinh
mới sẽ giúp giảm thiểu khả năng gây bệnh của vi sinh vật và xa hơn là tiềm năng
phát hiện những hoạt chất mới cho điều trị ung thư.
Trong số 8.000 chất kháng sinh đã được biết đến trên thế giới thì trên 80% là
do xạ khuẩn sinh ra. Nhiều loại thuốc kháng sinh mới đã được phát hiện từ xạ

khuẩn

như

munumbicins

A-D,

celastramycins

A-B,

kakadumycins

hay

demethylnovobiocins. Bên cạnh khả năng sinh sản phẩm trao đổi chất có hoạt tính
sinh học như chất kháng sinh. Một số công bố cho thấy các hợp chất chuyển hóa thứ
cấp do xạ khuẩn nội cộng sinh tạo ra trên cây dược liệu rất đa dạng về chức năng
như chống ơxi hóa và kiểm sốt sinh học... Trong 15 năm gần đây, nhiều cơng trình
nghiên cứu cơng bố kết quả khai thác các chất kháng sinh từ xạ khuẩn nội cộng sinh
trên các loại cây dược liệu khác nhau như: Năm 2002, kháng sinh munumbicins AD sinh ra bởi chủng xạ khuẩn Streptomyces sp.NRRL 30562 trên cây mộc lan; Năm
2007, chất chống ung thư Naphthomycin K sinh ra bởi chủng Steptomyces sp.CS
nội cộng sinh trên cây mỹ đăng mộc.
Cây Quế (Cinnamomum sp.) là loài dược liệu phổ biến ở Việt Nam, được
biết đến như vị thuốc bổ được sử dụng rộng rãi trong đông y cổ truyền và thực
phẩm. Các nghiên cứu đã chứng minh, tinh dầu của cây quế có tính chất chống co
mạch, làm tăng bài tiết, tăng nhu động ruột, chống oxy hóa với hiệu quả 55,94% và
66,9% khi dùng nồng độ 100 ppm và 200 ppm (parts per million). Hoạt chất
cinnamaldehyde trong tinh dầu quế có hoạt tính kháng khuẩn cao đối với cả vi

10


khuẩn Gram (+) và vi khuẩn Gram (-). Ngoài giá trị dược lý từ thành phần của cây
mang lại, cây quế cịn là mơi trường sinh trưởng của xạ khuẩn nội cộng sinh. Song
song với tác dụng dược phẩm thu nhận từ xạ khuẩn nội cộng sinh như nguồn thuốc
kháng sinh mới, một vài nhà sinh vật học đã chứng minh xạ khuẩn thúc đẩy tăng
trưởng của cây chủ, cũng như giảm nguy cơ nhiễm mầm bệnh và tăng cường ái lực
với các điều kiện sống khác nhau. Những hiểu biết về sinh lý và mối tương tác phân
tử giữa xạ khuẩn và thực vật là chìa khóa để sử dụng những đặc tính có lợi của xạ
khuẩn nội cộng sinh trong kích thích sinh trưởng ở thực vật.
Tuy nhiên, cho đến nay, chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu về xạ khuẩn
nội cộng sinh trên cây quế nói riêng và cây dược liệu nói chung được cơng bố. Tại
Việt Nam, nhóm tác giả Qch Ngọc Tùng thuộc Viện Cơng Nghệ Sinh Học, Viện
Hàn Lâm và Khoa Học Việt Nam đã có những bước đầu trong nghiên cứu xạ khuẩn
nội cộng sinh trên cây quế. Nối tiếp thành công của nhóm tác giả và xuất phát từ
những định hướng trên, chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: "Đánh giá và lựa
chọn các chủng xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây quế thu thập tại tỉnh Yên Bái có
khả năng sinh kháng sinh cao".
Đề tài được kết hợp thực hiện tại Phịng Cơng nghệ lên men, Viện Cơng
nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Viện Công nghệ
sinh học và Công nghệ thực phẩm – Đại học Bách Khoa Hà Nội, gồm 3 nội dung
chính:
1.

Đánh giá khả năng kháng vi sinh vật kiểm định các chủng xạ khuẩn nội cộng
sinh được phân lập tại Tỉnh Yên Bái.

2.

Đánh giá sự có mặt của ba gen mã hóa các enzyme tham gia vào q trình
tổng hợp kháng sinh gồm polyketide synthases (PKS-I, PKS-II) và
nonribosomal peptide synthetase (NRPS).

3.

Tuyển chọn, nghiên cứu đặc điểm sinh học và phân loại của một chủng xạ
khuẩn có khả năng sinh tổng hợp kháng sinh cao.

11


PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.

Xạ khuẩn nội cộng sinh trên thực vật và cây dƣợc liệu

1.1.1. Khái niệm xạ khuẩn nội cộng sinh và mối tƣơng tác giữa xạ khuẩn với
thực vật
Đã có nhiều định nghĩa về vi sinh vật nội cộng sinh được đưa ra từ khi Smith
phân lập thành cơng chủng xạ khuẩn Micromonospora sp, có khả năng ức chế nấm
bệnh Fusarium oxysporum trong mô tế bào cà chua không nhiễm bệnh vào năm
1957 [45]. Hiện nay, định nghĩa của Bacon và White (2000): "VSV nội cộng sinh là
những VSV sinh trưởng trong mô tế bào thực vật, mà không gây ra những hiệu ứng
xấu nào tới cây chủ" đã được các nhà vi sinh vật học thừa nhận [8]. Ngồi ra, VSV
cịn đóng vai trị khác như kích thích sinh trưởng, tăng cường khả năng trao đổi
chất, kháng VSV... [7].
Trong số các VSV nội cộng sinh, xạ khuẩn được chú ý bởi khả năng tổng
hợp kháng sinh ức chế VSV gây bệnh [30]. Sự đa dạng của xạ khuẩn cộng sinh

trong cây chủ là vô cùng phong phú về mặt số lượng và hoạt tính sinh học. Khi
nghiên cứu về xạ khuẩn nội cộng sinh, câu hỏi đặt ra là làm sao xạ khuẩn có thể
hình thành mối quan hệ cộng sinh với cây chủ? Để làm sáng tỏ câu hỏi trên, các nhà
nghiên cứu phải giải thích được cách xâm nhập và sự sinh trưởng của xạ khuẩn
trong các bộ phận của cây và mô tế bào. Các nhà khoa học đã gây nhiễm chủng
Streptomyces scabies trên bề mặt củ khoai tây. Sau 4-6 ngày, chủng Streptomyces
scabies hình thành mạng lưới phủ trên bề mặt củ khoai tây và xâm nhập vào củ
thông qua lỗ trên bề mặt vỏ non hay vết thương khi khoai tây đang trong giai đoạn
phát triển. Nối tiếp thí nghiệm trên, tiến hành lây nhiễm chủng S. ipomoeae trên rễ
khoai tây đã cho kết quả tương tự. Từ kết quả nghiên cứu này, các nhà vi sinh vật
học đã khẳng định rằng hầu hết xạ khuẩn hình thành hệ sợi phát triển trên bề mặt
cây và xâm nhập vào vật chủ thông qua các lỗ hở tự nhiên hay tổn thương do côn
trùng [30].

12


Xạ khuẩn nội cộng sinh xâm nhập vào cây chủ rất sớm và ảnh hưởng đến sự
phát triển của vật chủ. Gần đây, Franco (2007) đã quan sát khuẩn lạc của chủng xạ
khuẩn EN27-GFP ở rễ tinh, đặc biệt tại các điểm nối, nhận thấy tại các vết nứt xung
quanh rễ hình thành bào tử trong 3-4 tuần [17]. Kết quả cho thấy sự lây nhiễm
chủng xạ khuẩn vào rễ cây thông qua các đường nứt trên rễ và sau đó nhân lên trong
các mơ tế bào. Trong nghiên cứu của mình, Shimizu và cộng sự đã ni cấy
Streptomyces sp. MBCu-56 trên lá dưa chuột và theo dõi sự phát triển. Ban đầu,
khuẩn ty phát triển mạnh trên bề mặt lá và hình thành khối hệ sợi dày đặc, nhất là ở
nhánh phân chia các tế bào biểu bì. Một số sợi đã xâm nhập lớp biểu bì và phát triển
sang các tế bào biểu bì khác (Hình 1.1) [41].
Năm 2005, Suzuki và cộng sự đã chứng minh quá trình xâm nhập vào mô lá
cây đỗ quyên của chủng S. galbus MBR-5, xác nhận rằng hệ sợi của chủng xâm
nhiễm vào mô tế bào lá đã bị tổn thương thông qua các lỗ khơng khí. Ngồi ra,

chủng MBR-5 được chứng minh là có khả năng sinh các enzyme thủy phân
cellulose, xylanase và pectinase. Hỗn hợp enzyme từ khuẩn ty tăng cường khả năng
bám dính [47].

A

B

Hình 1.1. Ảnh qt hiển vi điện tử của bề mặt lá dưa chuột sau 8 ngày gây
nhiễm với Streptomyces sp. MBCu-56. (A) Hệ sợi trên bề mặt lá. (B) Hệ sợi của
xạ khuẩn xâm nhập và phát triển dưới bề mặt của lớp biểu bì [41].
13


1.1.2. Đặc điểm sinh học và phân loại của xạ khuẩn nội cộng sinh
Theo hệ thống phân loại hiện nay, xạ khuẩn thuộc nhóm Prokaryota,
thuộc giới Monera trong hệ 5 giới của Whittaken, còn theo hệ thống phân loại
chia sinh giới thành 7 giới thì xạ khuẩn thuộc giới Prokaryota [1]. Xạ khuẩn nội
cộng sinh sống trong các cơ quan khác nhau (rễ, thân, lá, hoa, quả và hạt) của
cây chủ và chủ yếu cư trú trong khoảng không giữa các mơ hoặc nội bào. Đáng
chú ý, thực vật có khoảng 300.000 loài trên trái đất [15], mỗi loài thực vật là nơi
cư trú của rất nhiều loài xạ khuẩn nội cộng sinh.
* Đặc điểm hình thái tế bào, bào tử
Đặc điểm nổi bật của xạ khuẩn là có hệ sợi phát triển, phân nhánh mạnh
và khơng có vách ngăn (chỉ trừ cuống bào tử khi hình thành bào tử). Hệ sợi xạ
khuẩn mảnh hơn của nấm mốc với đường kính thay đổi trong khoảng 0,2 - 1μm
đến 2 - 3μm, chiều dài có thể đạt tới một vài centimet [1]. Kích thước và khối
lượng hệ sợi thường khơng ổn định và phụ thuộc vào điều kiện sinh lý và nuôi
cấy. Đây là một trong những đặc điểm phân biệt khuẩn lạc của xạ khuẩn và
khuẩn lạc của nấm mốc vì hệ sợi của nấm mốc có đường kính rất lớn thay đổi từ

5 - 50 μm, dễ quan sát bằng mắt thường.
Hình dạng khuẩn lạc của xạ khuẩn thường chắc, xù xì, có dạng da, dạng
vơi, dạng nhung tơ hay dạng màng dẻo. Đường kính của mỗi khuẩn lạc từ 0,5 –
2mm. Màu sắc khuẩn lạc rất đa dạng: đỏ, da cam, vàng, nâu, xám, trắng… Trên
môi trường cơ chất đặc hiệu, hệ sợi của xạ khuẩn phát triển thành hai loại: một
loại cắm sâu vào trong môi trường gọi là hệ sợi cơ chất (khuẩn ty cơ chất –
KTCC) với chức năng dinh dưỡng, một loại phát triển trên bề mặt thạch gọi là hệ
sợi khí sinh (khuẩn ty khí sinh – KTKS) với chức năng chủ yếu là sinh sản.
Theo Pridham và cộng sự chia cuống sinh bào tử xạ khuẩn chia thành 3
nhóm: RF cho những cuống sinh bào tử thẳng và lượn song; RA cho những
cuống sinh bào tử xoắn, thô sơ và ngắn; S cho những cuống sinh bào tử phát
triển mạnh và xoắn. Bề mặt bào tử có ba dạng chính Sm (trơn nhẵn), sp (gai), wa
(xù xì), ru (nếp nhăn), ha (tóc) [38].
14


* Đặc điểm sinh lý – sinh hóa
Đặc điểm sinh lý, sinh hóa là khả năng đồng hóa các nguồn cacbon và sử
dụng các nguồn nitơ, nhu cầu về các chất kích thích sinh trưởng, khả năng biến
đổi các chất khác nhau nhờ hệ thống enzyme. Ngồi ra cịn có nhu cầu về oxy,
giới hạn pH, nhiệt độ tối ưu, khả năng chịu muối và các yếu tố khác của mơi
trường, mối quan hệ với chất kìm hãm sinh trưởng và phát triển khác nhau, tính
chất đối kháng và nhạy cảm với chất kháng sinh, khả năng tạo thành chất kháng
sinh và các sản phẩm trao đổi chất đặc trưng khác của xạ khuẩn.
* Phân loại xạ khuẩn bằng phân tích trình tự gen 16S - rDNA
Năm 1957, Gauze và cộng sự đã công bố hệ thống phân loại mới, hệ
thống này dựa vào màu sắc KTKS, KTCC, hình dạng bào tử và cuống sinh bào
tử, hệ thống này cũng được chỉnh lí và tái bản năm 1983. Số lượng hệ thống
phân loại xạ khuẩn ngày một tăng trong những năm gần đây. Đó là hình thức
phân loại dựa trên đặc điểm hình thái và tính chất ni cấy.

Từ những năm 80 trở lại đây, với sự phát triển mạnh mẽ của sinh học
phân tử, các nhà khoa học đã có một cơng cụ mới để phân loại sinh vật đó là
phân loại học phân tử. Phương pháp này có ưu điểm là thời gian ngắn và có độ
chính xác cao. Phân loại học phân tử có thể dựa trên các gen hoặc các sản phẩm
của gen. Trong hệ thống phân loại xạ khuẩn hiện nay, thường sử dụng 3 phương
pháp chính là lai DNA, lai RNA và phân tích trình tự gen mã hóa 16S – rDNA.
Hiện nay, việc nghiên cứu phân tử rDNA là phương pháp hữu hiệu nhất
để xác định mối quan hệ trên cây phát sinh chủng loại, vì rDNA có mặt trong tất
cả các sinh vật, có chức năng xác định và có tính bảo thủ cao. Chúng chỉ khác
nhau rất ít giữa các nhóm sinh vật. Tuy nhiên, dựa vào sự khác nhau này người
ta có thể đánh giá được mối quan hệ phát sinh chủng loại và phân loại các chủng
vi sinh vật. Trong tế bào vi sinh vật nhân sơ, ribosome tồn tại trong tế bào chất,
ribosome có cấu trúc gồm 2 tiểu phần, mỗi tiểu phần gồm có rDNA và protein
riêng rẽ. Ribosome ở VSV nhân sơ (70S) gồm 2 tiểu đơn vị 50S (gồm rDNA 5S,
rDNA 23S và 34 phân tử protein) và 30S (gồm rDNA 16S và 21 phân tử
15


protein).
Các gen mã hóa 5S-rDNA, 16S-rDNA, 23S-rDNA nằm cạnh nhau, có
cùng một operon và có cơ chế điều hịa chung. Trong các loại rDNA thì 16SrDNA là phù hợp nhất cho nghiên cứu phân loại xạ khuẩn vì gen mã hóa 16SrDNA có kích thước khoảng 1540bp phù hợp cho nghiên cứu phân loại; cịn gen
mã hóa 5S-rDNA có kích thước khoảng 120bp, tuy dễ xác định trình tự nhưng
lại khơng đặc hiệu cho phân loại; cịn gen mã hóa 23S-rDNA cũng là một gen
tiềm năng cho phân tích so sánh trình tự để phân loại sinh vật nhân sơ nhưng
trình tự của gen này lại tương đối lớn 2900bp, gây khó khăn cho tách dịng và
phân tích trình tự nên ít được sử dụng hơn.
Giá trị tương đồng 98,6% của trình tự 16S-rDNA được coi là ngưỡng để
phân biệt hai loài khác nhau.
1.1.3. Ứng dụng của xạ khuẩn nội cộng sinh
* Kháng ung thư và kháng viêm

Trong những năm gần đây, nhu cầu tìm kiếm chất có hoạt tính kháng và
ức chế tế bào ung thư từ chủng xạ khuẩn nội cộng sinh đang là hướng đi mới của
các nhà khoa học. Báo cáo đầu tiên về nghiên cứu tách chiết và sản xuất thuốc
kháng tế bào ung thư từ xạ khuẩn nội cộng sinh trên tế bào ung thư như chất
paclitaxel, phổ biến trên cây thông đỏ (Taxus sp.) được tách chiết từ chủng xạ
khuẩn Kitasatospora sp. [30].
Một số nghiên cứu gần đây cho thấy, tỷ lệ phát hiện ra các kháng sinh mới
trên xạ khuẩn nội cộng sinh có tỷ lệ khá cao so với xạ khuẩn phân lập từ đất hoặc
bề mặt thực vật. Ví dụ chất ansamycin có thêm nhóm chức chlorine mới cịn gọi
là naphthomycin K, được tìm thấy từ Streptomyces sp. CS nội cộng sinh trong
cây thuốc Maytenus hookeri [31]. Hay chất kháng u mạnh-maytansinoid được
tìm thấy ở nhóm thực vật bậc cao như Celastraceae, Rhamnaceae và
Euphorbiaceae, cũng như một số loài rêu và đặc biệt từ

xạ khuẩn

Actinosynnema pretiosum [24, 26]. Do đó, xạ khuẩn nội cộng sinh là nguồn tiềm
năng cần được quan tâm nhằm khai thác các chất có hoạt tính sinh học mới và
16


thúc đẩy sự khám phá các loại thuốc mới.
* Kích thích sinh trưởng
Xạ khuẩn nội cộng sinh được quan tâm vì chúng có nhiều đặc tính kích
thích sinh trưởng thực vật bao gồm: kiểm soát sinh học; sản xuất chất kích thích
tăng trưởng thực vật như auxin, cytokinin và giberelin; cung cấp chất dinh dưỡng
(nitơ, phosphate, khoáng) hoặc ức chế

sản xuất ethylene nhờ 1-

aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) [46].
Năm 2006, Meguro và cộng sự đã công bố chủng Streptomyces sp. MBR52 làm tăng khối lượng và chiều dài rễ. Khi nuôi cấy mô cây đỗ quyên được xử
lý bằng Streptomyces sp. MBR-52 trong bình tam giác, chủng này đã xâm nhập
vào các cây con và phát triển ở đó ngay cả sau khi trồng chúng trong đất. Sự phát
triển của rễ đã tăng nhanh trong cây ni cấy mơ có bổ sung thêm MBR-52, điều
này cho thấy chủng này sinh một số loại hormone trên thực vật [34].
* Kiểm soát sinh học
Xạ khuẩn nội cộng sinh chiếm hữu các cơ quan bên trong để lấy chất dinh
dưỡng và sự bảo vệ từ cây chủ. Đổi lại, chúng tăng cường sức đề kháng cho các
cây chủ bằng cách sản xuất một loạt các chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học
bệnh bởi đặc tính cư trú của chúng trong các cây chủ và hoạt tính kháng nấm.
Chúng kích thích sự tăng trưởng của cây trồng bằng cách cố định nitơ hoặc sản
xuất phytohormones hay kiểm sốt sinh học.
Ngồi ra, các chủng xạ khuẩn giúp tăng cường hệ thống miễn dịch (ISR)
của thực vật nhờ kích thích các thụ thể tế bào. Chẳng hạn như chủng
Streptomyces galbus R-5 khơng chỉ sinh cellulase, pectinase mà cịn sản xuất
actinomycin X2 và fungichromin để tạo ra sức đề kháng trong cây đỗ quyên con
[47]. Mối liên hệ giữa xạ khuẩn nội cộng sinh với các cây chủ và các sản phẩm
tự nhiên có hoạt tính sinh học tạo ra cơ hội tìm ra các loại thuốc đặc hiệu có tiềm
năng, ứng dụng trong bảo vệ thực vật, tăng năng suất cây trồng và kiểm soát sinh
học.

17


1.1.4. Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh
1.1.4.1.

Tình hình nghiên cứu xạ khuẩn nội cộng sinh trên thế giới

Sự đa dạng của xạ khuẩn cộng sinh trong cơ thể thực vật rất phong phú
hứa hẹn tiềm năng ứng dụng các hợp chất có hoạt tính sinh học được xạ khuẩn
sinh ra trong nhiều lĩnh vực. Có thể nhận thấy, khơng ít các bài báo quốc tế được
cơng bố từ các nhóm nghiên cứu trên thế giới, đặc biệt từ Ấn Độ, Trung Quốc.
Tuy nhiên, so với sự đa dạng của thế giới thực vật, số lượng các nghiên cứu về
xạ khuẩn nội cộng sinh trên cơ thể thực vật là rất hạn chế, vì vậy cơ hội để phân
lập được các loài xạ khuẩn mới hay kháng sinh mới trong các cây dược liệu hứa
hẹn nhiều bất ngờ trong y dược học.
Trong hơn 10 năm (từ 2001-2012), nhóm các nhà khoa học thuộc Viện Vi
sinh vật học Vân Nam, Trung Quốc khơng ngừng nghiên cứu, tối ưu hóa các
điều kiện phân lập và đã phân lập thành công, đưa vào bảo tàng giống hơn 5.000
chủng xạ khuẩn nội cộng sinh phân lập từ hơn 100 loài thực vật [39]. Zhao và
cộng sự (2005) đã phân lập được 560 chủng xạ khuẩn từ 26 cây dược liệu khác
nhau tại vùng cao nguyên Panxi, Trung Quốc. Các chủng xạ khuẩn thuộc nhiều
chi khác nhau như : Streptomyces, Micromonospora, Oerskovia, Nonomuraes,
Promicromonospora, Rhodococcus. Trong đó, 60 chủng có hoạt tính kháng ít
nhất một loại vi sinh vật kiểm định (chiếm 10,7%). Theo thống kê có 15 chủng
có khả năng kháng mạnh với S. aureus, 38 chủng kháng ít nhất 5 loại vi sinh vật
gây bệnh và tất cả các chủng có hoạt tính đều thuộc chi Streptomyces. Và tỷ lệ xạ
khuẩn mang gen PKS-I, PKS-II, NRPS chiếm tỷ lệ cao, đạt lần lượt 53%; 82%;
53%. [52]
Tại rừng nhiệt đới Xishuangbama, Trung Quốc, nhóm nghiên cứu của TS.
Chen đã phân lập được 2174 chủng xạ khuẩn nội cộng sinh từ những cây dược
liệu bằng các phương pháp phân lập khác nhau dựa trên q trình xử lý mẫu, mơi
trường phân lập. Các chủng này đại diện cho 10 bộ phụ khác nhau và 32 chi, đã
phát hiện ít nhất 19 lồi mới [13]. Trong đó, một chi mới và hai lồi mới được
phân lập trên cây dó bầu ( Maytenus austroyunnanesis).
18

Li và cộng sự (2008) áp dụng phương pháp xử lý nhiệt khô và xử lý mẫu
thực vật với nitơ đông khô trước khi phân lập đã phân lập được từ cây ngải 228
chủng xạ khuẩn, trong đó 31 chủng có hoạt tính phổ rộng kháng khuẩn, 7 chủng
có hoạt tính amylase mạnh, 10 chủng có hoạt tính protease mạnh, 1 chủng có
hoạt tính lipase mạnh và 19 chủng có hoạt tính ức chế sự phát triển của cỏ dại.
Cũng trên đối tượng này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp xử lý bề
mặt mẫu khác nhau cũng như sử dụng các loại môi trường khác nhau để phân
lập được 312 chủng xạ khuẩn nội cộng sinh tại Vân Nam, Trung Quốc [28].
1.1.4.2.

Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Cho đến năm 2015, một số nghiên cứu về vi sinh vật nội cộng sinh tại
Việt Nam có thể được kể đến như:
Nhóm nghiên cứu TS. Văn Thị Phương Như tại tỉnh Phú Yên đã phân lập
191 chủng vi khuẩn nội cộng sinh, trong đó 27 chủng thuộc các chi
Burkholderia, Enterobacter, Bacillus có khả năng cố định đạm, hịa tan lân và
tổng hợp indol-3-acetic acid (IAA) tốt từ 54 mẫu cây lúa (Oryza sativa L). Đây
là nghiên cứu đầu tiên về vi khuẩn nội cộng sinh tại Việt Nam [5].
Dương Minh Lam và cộng sự (2014) đã phân lập 52 chủng xạ khuẩn nội
sinh trên cây bần chua (Sonneratia caseolaris), cây bần (Sonneratia
paracaseolaris) và cây cóc trắng (Lumnitzera racemosa) tại tỉnh Nam Định. Ba
mươi tám chủng ức chế với Aspergillus niger và 40 chủng ức chế Candida
albicans [16].
Năm 2015, Quách Ngọc Tùng và cộng sự tại Viện Công nghệ sinh học,
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã phân lập, đánh giá đa dạng
di truyền và sàng lọc xạ khuẩn nội cộng sinh phân lập trên cây quế tại tỉnh Hịa
Bình. Các chủng thể hiện hoạt tính kháng mạnh với 9 loại vi sinh vật kiểm định
ở mức độ khác nhau; 13 chủng mang gen PKS-I, 12 chủng mang gen PKS-II và
4 chủng mang gen NRPS. Hai chủng xạ khuẩn tiềm năng được định danh:

Streptomyces angustmyceticus HBQ19 và Streptomyces graminisoli HBQ33 [6].

19


Tuy nhiên, hiện tại chưa có nhiều cơng trình cơng bố về xạ khuẩn nội
cộng sinh cũng như thu nhận các chất có hoạt tính sinh học từ cây quế nói riêng
và cây dược liệu nói chung. Trong tương lai, hy vọng sẽ có nhiều cơng trình
nghiên cứu về xạ khuẩn liên quan đến cây dược liệu tại Việt Nam.
1.2.

Khả năng sinh kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dƣợc

liệu và một số gen chức năng liên quan
1.2.1. Đánh giá khả năng sinh kháng sinh của xạ khuẩn nội cộng sinh
Phần lớn các chất kháng sinh được sử dụng trong y học có nguồn gốc từ
xạ khuẩn. Nhiều loài xạ khuẩn nội cộng sinh, đặc biệt là những lồi được phân
lập từ cây dược liệu có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt nhiều loại VSV gây bệnh
như vi khuẩn, nấm và virus [9]. Như vậy, xạ khuẩn nội cộng sinh có tiềm năng
để phát triển các loại thuốc kháng sinh mới (Bảng 1.1).
Bảng 1.1. Các kháng sinh mới từ xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây dược liệu
Xạ khuẩn
Streptomyces
sp.NRRL 30562
Streptomyces
sp.NRRL 30566
Steptomyces
sp.CS
Steptomyces
sp.SUC1

Cây dƣợc liệu
Hoa mộc lan (Kenndia
nigriscans)
Cơm vàng (Grevillea
pteridifolia)
Mỹ đăng mộc
(Maytenus hookeri)
Cây si (F
icusbenjamina)

Steptomyces

Vẹt dù (Bruguiera

albidoflavus

Gymnorrhiza)

Steptomyces
sp.TP-A0556

Hẹ (Allium tuberosum)

20

Kháng sinh

Hoạt tính

Munubicins A-D

Kháng sinh

Kakadumycins

Kháng sinh

Naphthomycin K

Lansai B and C

Kháng ung
thư
Kháng ung
thư

Antimycin A18

Kháng nấm

6- Prenylindole

Kháng nấm


Nhiều loại thuốc kháng sinh mới đã được phát hiện như munumbicins AD, đây là kháng sinh có khả năng chống lại nhiều VSV gây bệnh ở người được
sinh ra bởi chủng xạ khuẩn nội cộng sinh Streptomyces sp.NRRL 3056, cộng
sinh trên cây Kenndia nigriscans loài cây đặc hữu ở vùng Tây Úc, đặc biệt
munumbicins D có khả năng kháng ký sinh trùng Plasmodium falciparum gây

bệnh sốt rét [12]. Về khả năng kháng nấm, chất 6-Prenylindole được tách chiết
từ dịch lên men chủng Streptomyces sp. TP-A0595 có hoạt tính kháng nấm gây
bệnh thối cổ rễ gây ra bởi nấm Fusarium oxysporum. Trước đó, chất 6Prenylindole được biết đến khi được thu nhận chủ yếu từ lá và thân cây rêu tản
(Hepatopsidae sp.) [39]. Các hợp chất Lansai A–D [50], naphthomycin K [31] là
các chất chống ung thư cũng được biết đến do xạ khuẩn nội cộng sinh sinh ra.
Những nghiên cứu trên chứng minh và khẳng định xạ khuẩn nội cộng sinh là
nguồn đầy hứa hẹn hợp chất kháng vi sinh vật gây bệnh.
1.2.2. Gen mã hoá enzyme polyketide (PKS-I, PKS-II) và nonribosomal
peptide synthetase (NRPS) sinh tổng hợp kháng sinh
Những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực sinh học phân tử như kỹ thuật PCR
(1985), giải trình tự gen (1983)… đã giúp các nhà Khoa học đạt được những
thành tựu quan trọng trong việc tìm kiếm các chất kháng sinh từ tự nhiên.
Polyketide là nhóm đại diện tiêu biểu cho các sản phẩm tự nhiên (sản
phẩm trao đổi chất bậc hai) lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1893 (Collie &
Myers, 1893) trong một thí nghiệm hố học và 55 năm sau đó, khoa học thế giới
mới cơng bố Polyketide được tổng hợp từ nấm sợi và Eubacteria [10]. Ngày nay,
nhiều nghiên cứu chỉ ra Polyketide được sản xuất bởi cả vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn
và thực vật. Các kháng sinh dạng polyketide được sử dụng nhiều trong sản xuất
thuốc điều trị các bệnh lâm sàng như tetracycline, daunorubicin, erythromycin,
rapamycin và lovastatin…. Polyketide được định nghĩa là các liên kết dạng
polymer được cấu thành từ các đơn vị ketide, các hợp chất này được chia thành 2
loại gồm: polyketide synthase (PKS) và nonribosomal peptide synthetase
(NRPS) [23]. NRPS và PKS được tổng hợp bởi một hoặc nhiều nhóm enzyme
21


chuyên biệt, đa chức năng, có tác dụng xúc tác kéo dài, phát triển chuỗi và đóng
vịng từ cấu trúc đơn giản ban đầu để tạo thành các sản phẩm tự nhiên.
1.2.2.1.

Gen chức năng gen pks-I, pks-II

Hiện nay, các nhà khoa học chú trọng và quan tâm đến sự có mặt của hai
gen pks-I, pks-II trong xạ khuẩn liên quan đến sinh tổng hợp kháng sinh dạng
polyketide. Các polyketide đa vịng thơm được hình thành chủ yếu từ q trình
ngưng kết acyl acetate và nhóm β−carbonyl. Sau khi tổng hợp, chuỗi polyketide
được sắp xếp lại thành các hợp chất đa vịng thơm. Oxytetracycline, actinorhodin
và anthracycline là các nhóm hợp chất kháng sinh, kháng ung thư đa vòng thơm
được tạo thành từ q trình trên [22]. Gen mã hóa enzyme chịu trách nhiệm sinh
tổng hợp polyketide đa vòng thơm chủ yếu là polyketide synthase II (pks-II).
Hỗn hợp polyketide được hình thành dựa trên quá trình ngưng kết từ các đơn vị
acetate, propionate, acyl butyrate và khử nhóm β−carbonyl. Trong tổng hợp
polyketide, các polyketide khác nhau được hình thành từ một hoặc nhiều quá
trình ngưng tụ. Các chuỗi polyketide tiếp tục phát triển, kéo dài và đóng vịng tạo
thành sản phẩm cuối cùng thơng qua 3 q trình khác nhờ sự hỗ trợ của
ketosynthase (KS), acyl transferase (AT) và acyl carrier protein (ACP). Các gen
mã hóa enzyme chịu trách nhiệm sinh tổng hợp tạo sản phẩm cuối cùng gọi là
polyketide synthase I (pks-I) [32].
1.2.2.2.

Gen chức năng NRPS

NRPS là nhóm enzyme có khối lượng phân tử lớn, có cấu trúc gồm các
module và mỗi module có chức năng chịu trách nhiệm về việc thành lập và sửa
đổi một đơn vị axit amin. Một NRPS thơng thường gồm có 4 phần, bao gồm
vùng A (adenyl hóa) chịu trách nhiệm kích hoạt axit amin; vùng T (thiolation)
còn được gọi là protein vận chuyển peptidyl (PCP) của axit amin kích hoạt; vùng
ngưng tụ (C) liên kết peptidyl và amino acyl để kéo dài chuỗi peptide phát triển;
vùng E (epime hóa) tham gia sinh tổng hợp sản phẩm trao đổi chất bậc hai không
thông qua ribosome tạo dạng peptide [33]. Nhóm enzyme NRPS cũng được tìm

thấy phổ biến trong nấm, xạ khuẩn, vi khuẩn, trong đó NRPS tham gia tổng hợp
22


peptide không thông qua ribosome, bao gồm: kháng sinh, chất độc, chất kháng
viêm, chất ức chế miễn dịch (cyclosporine A) [22].
Việc sử dụng kỹ thuật PCR để khuếch đại trình tự gen PKS và NRPS từ
bộ gen xạ khuẩn bằng cách sử dụng mồi suy biến, được thiết kế với độ đặc hiệu
cao. Phân tích gen PKS và NRPS trong xạ khuẩn không chỉ để xác định các mối
quan hệ tiến hóa của gen mã hóa kháng sinh mà cịn để nghiên cứu những đặc
điểm di truyền sinh tổng hợp sản phẩm trao đổi chất [22].
1.2.3. Chất kháng sinh và kháng ung thƣ nhóm anthracycline
Ở sinh vật bậc cao mỗi tế bào có chức năng nhất định được thực hiện
trong mối tương tác hay liên hệ với các tế bào khác. Khi tế bào mất liên hệ với
các tế bào xung quanh và phân chia một cách không ngừng để tạo thành cấu trúc
gọi là khối u hay ung thư. Nhiều chất hóa học dùng trong hóa trị liệu ung thư là
các sản phẩm thứ cấp do vi sinh vật sinh ra do đó được gọi là kháng sinh kháng
khối u [35].
Một số nhóm kháng sinh đã được dùng trong điều trị ung thư có thể kể
đến là anthracyline, actinomycin và bleomycin. Trong đó, anthracyline được sử
dụng rộng rãi trong điều trị ung thư như ung thư máu, ung thư bạch huyết, ung
thư tiền liệt tuyến, ung thư vú, ung thư bàng quang [19]. Các công bố cho thấy
xạ khuẩn sinh kháng sinh thuộc nhóm anthracyline thể hiện khả năng ức chế tế
bào ung thư với tỷ lệ cao. Vì vậy, đánh giá sự có mặt kháng sinh thuộc nhóm
anthracyline được xem như là một trong các phương pháp sàng lọc sơ bộ để tìm
kiếm xạ khuẩn có khả năng kháng ung thư [19], là một trong những tiêu chí để
xác định đặc tính sinh học của xạ khuẩn. Vào những năm 1960, anthracycline
được phát hiện từ chất màu của chủng xạ khuẩn S. peucetius, nhóm kháng sinh
này cho đến nay đã được ghi nhận gồm daunorubicin (DNR), doxorubicin
(DOX), epirubicin (EPI) và idarumycin (IDA) [21].

Về tính năng, DOX là thành phần thiết yếu trong điều trị ung thư vú, hình
thành các khối u, ung thư bạch huyết. Trong khi đó, DNR có tác dụng trong điều
trị bệnh bạch cầu cấp tính. EPI được sử dụng trong điều trị ung thư dạ dày, ung
23


thư vú, nội mạc tử cung, phổi, buồng trứng và ung thư tuyến tiền liệt… IDA có
nhiều ưu điểm hơn DNR trong điều trị bệnh bạch cầu nguyên bào tủy cấp tính.
Hiện tại, cơ chế mà nhóm anthracycline ức chế tế bào ung thư vẫn chưa được
làm sáng tỏ [21].
1.3.

Tác dụng của cây quế và tiềm năng khai thác xạ khuẩn nội cộng sinh

trên cây quế
Cây quế có tên khoa học là Cinnamomum loureirii Nees, thuộc lớp hai lá
mầm, ngành hạt kín, loại thân gỗ và sống lâu năm. Vỏ quế có vị thơm, cay nồng
dùng làm thuốc, hương liệu hay da vị, sinh trưởng tốt ở vùng khí hậu nhiệt đới
[4]. Nhiều vùng khí hậu của nước ta có lượng mưa và nhiệt độ trung bình cao rất
thích hợp cho cây quế phát triển. Vì vậy, từ lâu đời nước ta đã hình thành 4 vùng
trồng quế (Yên Bái, Quế Phong-Thường Xuân, Trà Mi-Trà Đồng, Quảng Ninh)
và mỗi vùng có những sắc thái riêng về tự nhiên.
Trong quế chứa nhiều vitamin và khoáng chất như kali, canxi, sắt,
mangan, kẽm, magiê, vitamin A, niacin…, ngồi ra cịn giàu chất xơ và chất
chống oxy hóa nên từ xưa, quế đã được dùng làm vị thuốc quý trong đông y.
Trong các bộ phận của cây quế như vỏ, lá, hoa, gỗ, rễ đều có chứa tinh dầu, đặc
biệt trong vỏ có hàm lượng tinh dầu cao nhất, có khi đạt đến 4 – 5%. Nhiều
nghiên cứu đã chứng minh hàm lượng cinnamaldehyde chiếm 85% trên tổng số
các hợp chất trong tinh dầu quế và độ tinh khiết > 98% [29]. Cinnamaldehyde có
khả năng ức chế sự sinh trưởng của nhiều loại VSV gây bệnh: vi khuẩn Gram

dương (Staphylococcus aureus); Gram âm (E. coli, Enterobacter aerogenes,
Proteus

vulgaris,

Pseudomonas

aeruginosa,

Vibrio

cholerae,

Vibrio

parahaemolyticus và Samonella typhymurium); nấm men (Candida albicans, C.
tropicalis, C. glabrata và C. krusei) [34]. Ngoài ra, tinh dầu của cây quế cịn có
tính chất chống đau, co mạch, làm tăng bài tiết, tăng nhu động ruột, chống oxy
hóa với hiệu quả 55,94 và 66,9% khi dùng nồng độ 100 và 200 ppm [3].
Đến nay, rất ít cơng trình nghiên cứu về xạ khuẩn nội cộng sinh trên cây
quế được công bố. Do vậy, nghiên cứu về vi sinh vật nói chung và xạ khuẩn nội
24


cộng sinh trên cây quế tại Việt Nam giúp cung cấp các số liệu tham khảo cho các
nhà khoa học trong và ngoài nước.

25