Đánh giá tiềm năng di truyền một số nguồn gen vi khuẩn và xạ khuẩn của Việt Nam

Nguồn tài nguyên sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật được đánh giá là nguồn tài nguyên đặc hữu và có giá trị vô cùng to lớn. Đánh giá di truyền nguồn gen đã được chú trọng quan tâm do vài trò của nó trong lĩnh vực lưu trữ, bảo tồn và khai thác bền vững hiệu quả nguồn gen của mỗi quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên, ở Việt Nam cho đến thời điểm hiện tại mới chỉ có một số đánh giá di truyền nguồn gen được thực hiện đối với một số lượng đại diện hạn chế, chủ yếu ở động, thực vật mà đang là đối tượng khai thác kinh tế. Chưa có một công trình khoa học nào công bố về các đánh giá di truyền nguồn gen một cách hệ thống. Đối với vi sinh vật, công tác đánh giá di truyền còn ít được quan tâm hơn. Cho đến nay, số vi sinh vật được lưu trữ ở các bộ sưu tập giống ở Việt Nam chưa hề được nghiên cứu đánh giá di truyền. Vì vậy, việc đánh giá di truyền nguồn gen vi sinh vật là một việc làm cần thiết làm cơ sở cho công tác khai thác nguồn gen này nhằm mục đích phát triển công nghệ sinh học của Việt Nam. Nhiệm vụ của việc đánh giá tiềm năng di truyền một số nguồn gen vi khuẩn và xạ khuẩn của Việt Nam này là cung cấp các thông tin cơ bản về khả năng sinh tổng hợp subtilisin/nattoknase, lipase, chất có hoạt tính chống nấm và chất có hoạt tính chống virus của các chủng vi khuẩn và xạ khuẩn.

Với việc áp dụng các phương pháp về hóa sinh, phương pháp sinh học phân tử, phương pháp tin sinh, vi sinh và phương pháp xác định hoạt tính chống virus. Đề tài đã mang lại được những hiệu quả như sau:

Đề tài đã sàng lọc được 1.500 chủng vi khuẩn và xạ khuẩn đã được hoạt hóa thành công, 123 chủng (khoảng 8%) có khả năng sinh tổng hợp các chất có hoạt tính như sau: 55 chủng có hoạt tính phân giải thạch máu (subtilisin/nattokinase, streptokinase), trong đó có 50 chủng vi khuẩn (91%) và 5 chủng xạ khuẩn (9%). Trong 55 chủng có hoạt tính này, chủng VTCC-B-129 và VTCC-B-131 có hoạt động nattokinase cao nhất với hoạt độ lần lượt là 580 U/ML và 507 U/ml. 66 chủng có hoạt tính lipase, trong đó có 50 chủng khuẩn (80%) và 12 chủng xạ khuẩn (20%). 3 chủng vi khuẩn có hoạt tính kháng saccharomyces cerevisiae và fusarium oxysporum. 3 chủng có hoạt tính kháng virus lở mồm long móng, trong đó có 1 chủng xạ khuẩn và 2 chủng vi khuẩn. Chủng VTCC-B-129 và chủng VTCC-B-270 cho thấy có hoạt độ phân giải thạch máu và hoạt tính lipase cao.

Sàng lọc được các chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp subtilisin/nattoknase, streptokinase, chất chống nấm và chất có hoạt tính kháng virus. 103 chủng bao gồm 50 chủng có hoạt tính nattokinase tiềm năng và 50 chủng có hoạt tính lipase tiềm năng cũng như 3 chủng có hoạt tính kháng nấm đã được chọn lọc, trong đó chủng VTCC-B-129 và chủng VTCC-B-270 là hai chủng tiềm năng có hoạt độ nattokinase và hoạt độ lipase cao nhất . Kích thước khung đọc mở của gen mã hóa cho nattokinase ở 50 chủng có hoạt tính nattokinase là khoảng 1.000 bp, trong 50 chủng có hoạt tính lipase thì 27 chủng có kích thước khung đọc mở của gen mã hóa cho lipase khoảng 1.000 bp, 8 chủng có kích thước khung đọc mở của gen này lớn hơn 1.000 bp và 15 chủng có kích thước này khoảng 750 bp. Số bản copy của gen mã hóa cho nattokinase và lipase ở chủng VTCC-B-129 và chủng VTCC-B-270 lần lượt là khoảng 11 và 13. Xác định trình tự khung đọc mở của 7 gen mã hóa cho nattokinase và 3 gen mã hóa cho lipase.

Sử dụng PCR-SSCP, các dấu chuẩn phân tử của gen mã hóa cho nattokinase và gen mã hóa cho lipase ở 30 chủng nghiên cứu đã được thiết lập thành công. Xác định được mối liên quan giữa ADN marker và hoạt độ cao của nattokinase và lipase lần lượt là 71,4 % và 75%.

Đề tài đã tổng hợp được những đặc điểm cơ bản về hình thái, hoạt tính, điều kiện nuôi cấy và phân loại của 8 chủng VTCC-B-129, VTCC-B-131, VTCC-B-390, VTCC-B-270, VTCC-B-1085. VTCC-B-1089, VTCC-B-113 và VTCC-B-114.

Kết quả của nghiên cứu này sẽ là cơ sở cho các hướng nghiên cứu tiếp sau trong việc ứng dụng nguồn gen vi khuẩn và xạ khuẩn để phát triển các sản phẩm khoa học công nghệ đáp ứng nhu cầu của xã hội hiện nay.