Chuối là một trong những giống cây ăn quả quan trọng nhất trên thế giới, đặc biệt trong tình hình sản xuất và thương mại ở Việt Nam. Tuy nhiên các bệnh gây ra do vi khuẩn, nấm và virus trên chuối gây nên thiệt hại rất lớn về chất lượng cũng như năng suất toàn cầu. Vì vậy, rất nhiều các giải pháp nông nghiệp và ứng dụng công nghệ sinh link vào dafabet đã được đặt ra và trong đó, sử dụng các vi sinh vật đối kháng như một tác nhân sinh link vào dafabet được sử dụng phổ biến do có chi phí thấp và khả năng kiểm soát nhiều mầm bệnh khác nhau.
Xạ khuẩn, đặc biệt làStreptomyces, nổi tiếng với khả năng tổng hợp các chất chuyển hóa thứ cấp có đặc tính kháng nấm, giúp kiểm soát các nguồn bệnh trên thực vật. Tuy nhiên các nghiên cứu vềStreptomycestrên chuối chủ yếu tập trung khả năng kháng nấmFusarium oxysporumf.sp. cubense Tropical Race 4 (Foc TR4), mà chưa tập trung vào khả năng kháng khuẩn và thúc đẩy sinh trưởng thực vật.
Vì vậy, nghiên cứu này đã phân lập và định loài thành công chủngStreptomyces parvulusVNUA74, đồng thời kết hợp phân tíchin silicovàin vitrocho thấy tiềm năng lớn để trở thành tác nhân sinh link vào dafabet hiệu quả đóng góp cho sự phát triển nền nông nghiệp bền vững.
Hình 1.Phân tíchin silicovàin vitrophát hiện những tiềm năng sinh link vào dafabet củaStreptomyces parvulusVNUA74 giúp canh tác chuối một cách bền vững.
Kết quả
Phân lập và quan sát đặc điểm hình thái của chủng được lựa chọn
Ở đây, nhóm nghiên cứu đã thu các mẫu đất ở vùng rễ cây chuối tại các địa điểm khác nhau ở Việt Nam và phát hiện 17/222 chủng phân lập có hoạt tính kháng nấmC. gloeosporioidesvà chủng VNUA74 được lựa chọn do có khả năng kháng nấm mạnh nhất. Khuẩn lạc chủng VNUA74 có dạng sợi, màu trắng trên tất cả các môi trường ISP, có phát hiện sắc tố khuếch tán màu vàng hoặc nâu xung quanh. Sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và dựa trên đặc điểm hình thái đã kết luận chủng VNUA74 thuộc chiStreptomycessp.
Định danh chủng và phân loại sinh link vào dafabet
Trình tự đoạn 16S rRNA của chủng VNUA74 được khuếch đại, giải trình tự và so sánh trên BLAST, kết quả cho thấy sự tương đồng 100% vớiS. parvulusNBRC13.193 (NR_041119). Dựa trên trình tự 16S rRNA của các chủngS. parvulus,cây phát sinh loài được xây dựng và cho thấy các chủngS. parvulusnghiên cứu đều thuộc một nhánh với chỉ số bootstrap cao (92%), qua đó nhận định VNUA74 thuộc cùng loài vớiS. parvulusNBRC 13193.
Hình 2.Cây phát sinh loài xây dựng dựa trên trình tự 16S rRNA của chủng VNUA74 và các chủng Streptomyces khác. Các số trên nhánh đại diện cho tỷ lệ phần trăm bootstrap. Chủng mới phân lập được in đậm. ChủngStreptomyces AmbofaciensATCC 23.877 được sử dụng như một đối chứng.
Để xác minh kết quả định danh loài và phân loại chủng VNUA74, nghiên cứu sử dụng trình tự bộ gen hoàn chỉnh để phân định loài của chủng vi khuẩn. Phân tích bộ gen cho thấy VNUA74 có độ tương đồng cao với các chủngS. parvuluskhác, đồng thời kết quả phân tích lai ADN-ADN kỹ thuật số (dDDH) và mức độ tương đồng nucleotide trung bình (ANI) cho thấy VNUA74 có quan hệ gần nhất với các chủngS. parvulusLP03 và BPPL-273. Các chỉ số tương đồng bộ gen đều xác định VNUA74 thuộc chủngS. parvulus. Các phân tích khác như cây phát sinh loài UPGMA dựa trên giá trị orthoANI đã xác nhận phân loại của chủng VNUA74. Các công cụ khác như Prokka, Bakta và RASTtk cũng được sử dụng và cho thấy sự tương đồng với 6.675 trình tự mã hóa, 66 tRNA và 18 gene rRNA. Ngoài ra, bộ gen chủng VNUA74 được phát hiện là chứa nhiều gene liên quan đến khả năng kháng khuẩn. Tất cả các phân tích trên đã kết luận rằng chủng mới phân lập chính là chủngStreptomyces parvulusVNUA74.
Hình 3.Phân loại loài của chủng VNUA74 bằng dữ liệu bộ gen hoàn chỉnh. (a) Sơ đồ cây mô tả mối quan hệ phân loại giữa chủng VNUA74 (trên cùng) với các chủngStreptomyceskhác, thu được từ phân tích bằng quy trình TYGS. (b) Vị trí phát sinh loài của chủng VNUA74 và các chủngS. parvulustương đồng dựa trên thuật toán orthoANI. (c) Sơ đồ tròn củaStreptomycessp. VNUA74 với chú thích thu được bằng quy trình PATRIC và hiển thị trên trang web BV-BRC.
Khai thác bộ gen của các cụm gen sinh tổng hợp trong chủng VNUA74
Trong phân tíchin silicosử dụng công cụ AntiMASH v7.1, nhóm nghiên cứu phát hiện rằng chủngS. parvulusVNUA74 là nguồn vật liệu tiềm năng khi chứa rất nhiều cụm gen sinh tổng hợp (Biosynthesis gen cluters - BGCs) để tạo ra các chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính đối kháng. Đặc biệt, chủng VNUA74 này chứa 11 cụm gen có mức độ tương đồng 100% với những cụm gen sinh tổng hợp đã biết có đặc tính kháng khuẩn và kháng nấm như actimomycin D, germicidin, istamycins, albaflavenone, và cyclic Lanthipeptide SapB. Ngoài ra, phân tích bách khoa toàn thư về gene và bộ gene Kyoto (KEGG) còn phát hiện VNUA74 chứa nhiều gen tham gia vào quá trình tổng hợp kháng sinh, gồm các enzyme liên quan đến nhóm vancomycin, kháng sinh enediyne và beta-lactamase. Từ đó, chúng ta thấy rằng chủng VNUA74 có tiềm năng sản sinh các chất kháng khuẩn, giúp chúng chống lại nhiều tác nhân gây bệnh.
Ngoài khả năng sinh tổng hợp các hợp chất mang tính đối kháng, qua phân tích RASTtk và cơ sở dữ liệu SEED, bộ gen VNUA74 được chứng minh là mang các gen liên quan đến thúc đẩy sinh trưởng thực vật, bao gồm chuyển hóa nitơ, hòa tan phốtpho và các gen liên quan đến cân bằng nội môi các ion kim loại. Phân tích bộ gen bằng cơ sở dữ liệu dbCAN xác định có 272 gen mã hóa enzyme hoạt động trên carbohydrate (CAZymes) trong chủng VNUA74, gồm các enzyme phân hủy như amylase, pectinase và xylanase, cho thấy VNUA74 có khả năng phân hủy các loại carbohydrate.
Ảnh hưởng củaS. parvulusVNUA74 đến sự phát triển của cây con
Ngoài các phân tíchin silico, nghiên cứu còn đánh giá ảnh hưởng của chủngS. parvulusVNUA74 đến sự phát triển của cây chuối con. Kết quả cho thấy cây xử lý vớiS. parvulusVNUA74 ghi nhận sự tăng trưởng lớn hơn đáng kể so với cây đối chứng.
Hình 4.Ảnh hưởngcủa S. parvulusVNUA74 đến sự phát triển của cây chuối trong thí nghiệm trồng trong chậu. Nhóm đối chứng bao gồm các cây chuối mà không được xử lý với chủng VNUA74.
Bảng 1.Dữ liệu so sánh đặc điểm sinh trưởng của các cây chuối trong thí nghiệm trồng trong chậu. Giá trị trung bình và độ lệch chuẩn được tính trên sáu lần lặp lại với P<0,01.
|
Đặc điểm sinh trưởng
|
Đơn vị
|
Đối chứng
|
Mẫu xử lý với VNUA74
|
Tỷ lệ tăng (%)
|
|
Cân nặng cây tươi
|
Gram (g)
|
21,66 ± 1,70a
|
24,76 ± 1,05b
|
14,3
|
|
Cân nặng rễ tươi
|
Gram (g)
|
3,93 ± 0,82a
|
5,80 ± 0,92b
|
47,6
|
|
Chiều cao cây
|
cm
|
14,17 ± 0,55a
|
16,12 ± 0,56b
|
13,8
|
|
Đường kính thân
|
cm
|
1,65 ± 0,14a
|
1.81 ± 0.07a
|
9,7
|
|
Số lá
|
lá
|
5,50 ± 0,55a
|
6.83 ± 0.41b
|
24,2
|
Các hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm
Ngoài ra, các đánh giá sinh hóa chỉ ra chủngS. parvulusVNUA74 có tính đối kháng mạnh với nhiều tác nhân gây bệnh phổ biến trên cây chuối nhưFusarium oxysporumf. sp.cubenseTropical race 4, F. solani, F. oxysporum, Colletotrichum gloeosporioides, Corynespora cassiicola, Xanthomonas axonopodis, Ralstonia solanacearumvàClavibacter michiganensis. Nghiên cứu sử dụng kĩ thuật khuếch tán đĩa thạch và cho thấy VNUA74 có khả năng tạo ra chất chuyển hóa thứ cấp giúp ức chế sự phát triển các vi sinh vật gây bệnh, với tỷ lệ ức chế từ 51,82% (chủngFocTR4) đến 82,07% (chủngC. cassiicola).
Hình 5.Các hoạt tính kháng nấm của chủngS. parvulusVNUA74 khi kháng lại nấm gây bệnh. Năm loại nấm gây bệnh đã được sử dụng bao gồmFusarium oxysporumf. sp.cubenseTropical Race 4, Fusarium solani, Fusarium oxysporum, Colletotrichum gloeosporioidesvàCorynespora cassiicola.Đĩa đối chứng chỉ chứa nấm gây bệnh. Số là giá trị trung bình và độ lệch chuẩn với n = 3.
Nghiên cứu còn phát hiện ra các chất chuyển hóa thứ cấp được tạo ra từ dịch lọc nuôi cấy củaS. parvulusVNUA74 có thể ức chế hiệu quả sự phát triển sợi nấm và sự nảy mầm của bào từC. gloeosporioides, ghi nhận chỉ 13.51% bào tử nảy mầm và tỷ lệ ức chế nảy mầm bào tử lên đến 86,28%.
Tóm lại, các phân tíchin silicovàin vitrochứng minh được chủngS. parvulusVNUA74 sở hữu nhiều đặc điểm tiềm năng trở thành tác nhân kiểm soát sinh link vào dafabet và phân bón sinh link vào dafabet hiệu quả giúp nền sản xuất chuối bền vững. Đồng thời, nghiên cứu còn cho thấy các phương pháp tiếp cận bộ genome góp phần mở ra nhiều cơ hội để khám phá các hợp chất sinh link vào dafabet mới từ chủngS. parvulusVNUA74.
Ngườilượcdịch: Kim Hồng Anh - K65CNSHE
Theo Nguyen, T.T., Nguyen, T.T., Nguyen, T.H. et al. In silico and in vitro analyses reveal the potential use of Streptomyces parvulus VNUA74 as bioagent for sustainable banana production. Sci Rep 15, 7049 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-024-83520-2