Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Phân lập và xác định đặc tính enzyme N-acyl-L-homoserine lactone (AHL) lactonase của vi khuẩn nội sinh sử dụng trong phòng trừ bệnh thối nhũn củ khoai tây

Luận văn được thực hiện với mục tiêu nhằm xác định được các hoạt tính của enzyme phân hủy N-acyl-L-homoserine lactones (AHLs), AHL lactonase của các chủng vi khuẩn nội sinh sử dụng trong phòng trừ bệnh thối nhũn củ khoai tây. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Phân lập và xác định đặc tính enzyme N-acyl-L-homoserine lactone (AHL) lactonase của vi khuẩn nội sinh sử dụng trong phòng trừ bệnh thối nhũn củ khoai tây BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT --------***-------- NGUYỄN THỊ THU HÀ PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH ENZYM N-ACYL-L-HOMOSERINE LACTONE (AHL) LACTONASE CỦA VI KHUẨN NỘI SINHSỬ DỤNG TRONG PHÒNG TRỪ BỆNH THỐI NHŨN CỦ KHOAI TÂY LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC HÀ NỘI - 2015 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT --------***-------- PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH ENZYM N-ACYL-L-HOMOSERINE LACTONE (AHL) LACTONASE CỦA VI KHUẨN NỘI SINHSỬ DỤNG TRONG PHÒNG TRỪ BỆNH THỐI NHŨN CỦ KHOAI TÂY Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 60420103 LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Hoàng Hoa Long HÀ NỘI - 2015 2 MỞ ĐẦU Cây khoai tây (Solanum tuberosum L), thuộc họ Cà (Solanaceae) là loàicây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột. Khoai tây có nguồngốc ở vùng cao thuộc dãy núi Andes, Nam Mỹ, được người Pháp đưa vàoViệt Nam từ năm 1890. Có thời kỳ khoai tây được xem là cây lương thực cótầm quan trọng thứ ba sau lúa và ngô. Khoai tây có giá trị dinh dưỡng cao vì trong khoai tây có chứa các vitamin,khoáng chất, caronoids và phenol tự nhiên. Khoai tây không chỉ là lương thực màcòn là dược phẩm. Một nhà khoa học của Viện Thực phẩm Anh mới đây phát hiệntrong khoai tây chứa hợp chất sinh học cucoamin có tác dụng làm giảm huyết ápnếu ăn thường xuyên. Trong một nghiên cứu khác gần đây, GS Venket Rao, KhoaDinh dưỡng Đại học Y Toronto Canada đã phát hiện thấy trong khoai tây có nhiềuchất chống oxy hóa. Nó có khả năng ngăn ngừa quá trình lão hóa, hạn chế sự pháttriển của ung thư và một số bệnh khác. Theo thông tin của Cục Trồng trọt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nôngthôn, Việt Nam là quốc gia có khả năng phát triển mạnh khoai tây, nhiều nhấtở đồng bằng Bắc Bộ, miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên, vớidiện tích ước tính 200.000 ha. Tuy nhiên, hiện nay diện tích trồng khoai tâychỉ đạt 30.000-35.000 ha, với năng suất 10-11 tấn/ha. Một trong nhữngnguyên nhân dẫn đến giảm năng suất và diện tích trồng khoai tây là do tìnhtrạng gây hại của sâu bệnh, đặc biệt là bệnh thối nhũn do vi khuẩn Erwiniagây ra, phổ biến nhất là loài Erwinia carotovora subsp. carotovora (Ecc).Bệnh gây ra chủ yếu trên các loài cây trồng có giá trị kinh tế cao thuộc họ cà,họ thập tự, họ bầu bí, họ hành, một số loài hoa lan… Bệnh gây hại cho cây từkhi còn được trồng ở ngoài đồng ruộng cho đến khi thu hoạch và bảo quảntrong kho. Đặc biệt khi điều kiện thời tiết nóng ẩm và mưa nhiều thì bệnh trởnên trầm trọng hơn. Vi khuẩn Ecc sử dụng Quorum Sensing (QS) như một cơ 3chế trao đổi thông tin giữa các tế bào và phụ thuộc mật độ quần thể để kiểmsoát gen liên quan đến tính độc và các hoạt động của tế bào vi khuẩn. Trongcơ chế này, N-acyl-L-homoserine lactones (AHLs) đóng vai trò như các chấttự cảm ứng (autoinducer) và cũng là các phân tử tín hiệu được tổng hợp vàtiết ra trong suốt quá trình phát triển của vi khuẩn. Khi nồng độ phân tử AHLstăng lên cùng với sự phát triển của quần thể vi khuẩn và đạt đến một ngưỡngnhất định (quorum level), AHLs sẽ gây ra những hiệu ứng kiểu hình thôngqua việc điều hòa sự biểu hiện gen đích, mà ở vi khuẩn gây bệnh Ecc là genquy định tính độc đối với cây chủ. Hiện nay, biện pháp phòng trừ bệnh chủ yếu dựa vào các phương pháptruyền thống và sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. Tuy nhiên, các biện pháp nàyđều không mang lại hiệu quả cao, đặc biệt là việc sử dụng thuốc trừ sâu hóahọc đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nông sản và môitrường sống của con người. Do đó biện pháp phòng trừ sinh học sử dụng cácvi sinh vật đối kháng trong tự nhiên ngày càng được đặc biệt quan tâm. Nhiềunghiên cứu đã chỉ ra trong tự nhiên tồn tại một nhóm vi khuẩn cư trú bêntrong mô cây chủ và không gây triệu chứng bệnh cho cây được gọi là vikhuẩn nội sinh (bacterial endophyte). Trong số chúng, có những vi khuẩn cókhả năng phân hủy AHLs qua cơ chế Quorum Quenching (QQ), là một hoạtđộng xảy ra trong tự nhiên có tác dụng chặn đứng những bước quan trọng củahệ thống QS như sự hình thành, tích lũy hoặc tiếp nhận phân tử tín hiệu. Dựavào cấu trúc phân tử AHLs, các nhà khoa học đã xác định được 3 nhómenzyme phân hủy AHLs: AHL-lactonase, AHL-acylase và AHL-oxidoreductase. Cho đến nay, enzyme AHL-lactonase được nghiên cứu nhiềunhất. Enzyme này được phát hiện lần đầu tiên từ chủ ...