Nghiên cứu ứng dụng bã men bia làm nguồn C/N cho quá trình nhân nuôi vi khuẩn Bacillus velezensis EB.KN15 kháng nấm Phytophthora palmivora

Main Article Content

Nghiên cứu ứng dụng bã men bia làm nguồn C/N cho quá trình nhân nuôi vi khuẩn Bacillus velezensis EB.KN15 kháng nấm Phytophthora palmivora

Tác giả

Ngô Văn Anh
Trần Thị Hà Trang
Nguyễn Văn Bốn
Nguyễn Anh Dũng

Tóm tắt

Phụ phẩm sản xuất bia (BMB) được báo cáo là nguồn cơ chất giàu dinh dưỡng gồm protein (22,18%), tro (10,1%), carbohydrate (1,98%), đường và các nguyên tố khoáng chất dồi dào. Bacillus velezensis là vi khuẩn an toàn, có nhiều đặc tính quý có lợi cho cây trồng, do đó, chế phẩm B. velezensis được nghiên cứu phát triển rộng rãi trong phòng ngừa và kiểm soát sinh học cho cây trồng. Trong nghiên cứu này, BMB được sử dụng làm nguồn cơ chất chính trong quá trình lên men vi khuẩn B. velezensis EB.KN15. Kết quả thực nghiệm cho thấy chủng EB.KN15 sinh trưởng tốt trong môi trường chứa 1,05% BMB; 0,45% LB ở 30oC; pH=7; 200 rpm trong 48 giờ đạt 8,23x109 CFU/ml (điều kiện bình tam giác). Sản xuất chế phẩm B. velezensis EB.KN15 trong hệ thống Bioreactor đạt 2,11×1011 CFU/ml trong thời gian ngắn (10 giờ). Hoạt tính kháng nấm được đánh giá bằng sinh khối của chủng EB.KN15 sau lên men, ghi nhận kháng Phytophthora palmivora: 78,11%. Kết quả nghiên cứu là minh chứng cho tiềm năng ứng dụng phụ phẩm sản xuất bia trong phát triển chế phẩm B. velezensis EB.KN15 cũng như mở ra hướng ứng dụng phát triển chế phẩm sinh học bản địa từ vi khuẩn nội sinh nhằm canh tác hiệu quả và bền vững cây sầu riêng.

Article Details

Chuyên mục
Khoa học Tự nhiên & Công nghệ
Tiểu sử của Tác giả

Ngô Văn Anh

Viện Công nghệ sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây Nguyên;
Tác giả liên hệ: Ngô Văn Anh; ĐT: 0374559085; Email: nvanh@ttn.edu.vn.

Trần Thị Hà Trang

Viện Công nghệ sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây Nguyên

Nguyễn Văn Bốn

Viện Công nghệ sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây Nguyên

Nguyễn Anh Dũng

Viện Công nghệ sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây Nguyên

Tài liệu tham khảo

  • Lê Vũ Khánh Trang, Lê Thị Mai, Võ Lương Ý Nhi, Huỳnh Thị Ngọc Lan (2021). Đánh giá hiệu lực ức chế của vi khuẩn Bacillus velezensis đối với nấm Phytophthora sp. gây bệnh sương mai trên cây cà chua, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 01, Trang 122.
  • Ngô Văn Anh, Trần Thị Hà Trang, Vũ Thị Thu Lê, Nguyễn Văn Bốn, Nguyễn Anh Dũng (2024). Tuyển chọn và nhân nuôi vi khuẩn nội sinh cây sầu riêng kháng nấm Phytopthora palmivora tại huyện Cư Kuin tỉnh Đắk Lắk, TNU Journal of Science and Technology, 229(09): 430 - 437.
  • Nguyễn Lân Dũng (2000). Vi sinh vật học. NXB Giáo dục.
  • Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Xuân Cảnh, Phùng Thị Lệ Quyên (2019). Kết quả khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường nuôi cấy in vitro tới khả năng kháng nấm Neoscytalidium dimidiatum của chủng Bacillus velezensis YMĐ1, Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam/chuyên san Khoa học Nông nghiệp, Tập 61, Số 2.
  • Nguyễn Văn Khanh, Nguyễn Quang Linh, Nguyễn Thị Bích Phượng, Nguyễn Văn Huệ, Nguyễn Thị Thanh Xuân, Võ Phước Khánh, Trần Quốc Dung (2020). Ảnh hưởng của môi trường, tỷ lệ tiếp giống và tốc độ lắc đến sự sinh trưởng của chủng E. coli M15 mang plasmid tái tổ hợp pQE30/PirA, Hội nghị CNSHTQ 2020/Công nghệ Gen, pp. 86-92.
  • Trần Thị Hồng Châu (2020). Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh alpha-amylase chịu nhiệt của chủng Bacillus spp., Tạp chí Công Thương, Số 21, tháng 8 năm 2020.
  • Trần Thị Hà Trang, Ngô Văn Anh, Nguyễn Văn Bốn, Nguyễn Anh Dũng (2022). Nghiên cứu điều kiện nhân nuôi vi khuẩn Bacillus velezensis KN12 từ bột cá lên men và mật rỉ đường, Tạp chí khoa học Đại học Tây Nguyên, Tập 16, Số 54, https://doi.org/10.5281/zenodo.6948352.
  • Bekatorou, A., Plessas, S., and Mantzourani, I. (2015). Biotechnological exploitation of brewery solid wastes for recovery or production of value - added products. In V. R. Rai (Ed.). Advances in Food Biotechnology, Vol. 24, pp. 393 – 414, https://doi.org/10.1002/9781118864463.ch24.
  • Carlos Andrés Moreno-Velandia, Marc Ongena, and Alba Marina Cotes. (2021). Effects of Fengycins and Iturins on Fusarium oxysporum f. sp. physali and Root Colonization by Bacillus velezensis Bs006 Protect Golden Berry Against Vascular Wilt, Biological Control and Microbial Ecology, https://doi. org/10.1094/PHYTO-01-21-0001-R.
  • Chien-Chih Kuo, Yi-Chiao Huang and Wen-Ling Deng (2023). Evaluating the Efficacy of the Fermentation Formula of Bacillus velezensis Strain Tcb43 in Controlling Cucumber Powdery Mildew, Agriculture 2023, Vol. 13, no. 8, pp. 1558, https://doi.org/10.3390/agriculture13081558.
  • Ejiofor A.O. (1991). Production of Bacillus thuringiensis serotype H-14 as bioinsecticide using a mixture of "spent" brewer›s yeast and waste cassava starch as the fermentation medium, Discov. Innov. Vol. 3, no. 2, pp. 85–88.
  • Girotto F., Kusch S., Lavagnolo M.C. (2019). Biological metabolites recovery from beverage production solid residues through acidogenic fermentation, Detritus. Vol. 5, pp. 19–28. doi: 10.31025/2611- 4135/2019.13770.
  • Inés Martínez-Raudales, Yumiko De La Cruz-Rodríguez, Alejandro Alvarado-Gutiérrez, Julio VegaArreguín, Ahuitz Fraire-Mayorga, Miguel Alvarado-Rodríguez, Victor Balderas-Hernández & Saúl Fraire-Velázquez. (2017). Draft genome sequence of Bacillus velezensis 2A-2B strain: a rhizospheric inhabitant of Sporobolus airoides (Torr.) Torr ., with antifungal activity against root rot causing phytopathogens, Case Reports, Stand Genomic Sci, Vol. 12, no. 73, doi: 10.1186/s40793-017-0289- 4
  • Jae-Hyun Moon, Sang-Jae Won, Chaw Ei Htwe Maung, Jae-Hyeok Choi, Su-In Choi, Henry B. Ajuna and Young Sang Ahn. (2021). Bacillus velezensis CE 100 Inhibits Root Rot Diseases (Phytophthora spp.) and Promotes Growth of Japanese Cypress (Chamaecyparis obtusa Endlicher) Seedlings, Microorganisms, Vol. 9, no. 4, pp. 821, doi: 10.3390/microorganisms9040821.
  • Lan Chengzhong, Lin Xiong, Gan Lin, Dai Yuli, Liu Xiaofei, Yang Xiujuan, Jiang Junxi. (2022). Optimization of Bacillus velezensis FJ17-4 Fermentation, Fujian Journal of Agricultural Sciences, Vol. 37, no. 10, pp. 1335−1343, doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.010.013.
  • Lei Sun, Wei Wang, Xue Zhang, Zhongchao Gao, Shanshan Cai, Shuang Wang, Yonggang Li. (2023). Bacillus velezensis BVE7 as a promising agent for biocontrol of soybean root rot caused by Fusarium oxysporum, Front Microbiol. Vol. 20, no. 14, pp. 1275986. doi: 10.3389/ fmicb.2023.1275986. eCollection 2023.
  • Mai Thanh Luan, Nguyen Thi Mai, Le Thi Phuong (2022). Isolation, identification and optimization of mass production of Bacillus velezensis, Hong Duc University Journal of Science, E7, vol.12, p.(48 - 56).
  • Masooma Hammad, Hazrat Ali, Noor Hassan, Abdul Tawab, Mahwish Salman, Iqra Jawad, Anne de Jong, Claudia Munoz Moreno, Oscar P. Kuipers, Yusra Feroz, Muhammad Hamid Rashid (2023). Food safety and biological control; genomic insights and antimicrobial potential of Bacillus velezensis FB2 against agricultural fungal pathogens, Plos One, Vol. 18, no. 11, pp. e0291975, doi: 10.1371/journal.pone.0291975.
  • Mengtao Li, Hao Tang, Zongyan Li, Yu Song, Lin Chen, Chao Ran, Yun Jiang and Changqing Chen (2023). Optimization of the Production and Characterization of an Antifungal Protein by Bacillus velezensis Strain NT35 and Its Antifungal Activity against Ilyonectria robusta Causing Ginseng Rusty Root Rot, Fermentation 2023, Vol. 9, no. 4, pp. 358, https://doi.org/10.3390/fermentation9040358.
  • Mohammad Sayyar Khan, Junlian Gao, Xuqing Chen, Mingfang Zhang, Fengping Yang, Yunfeng Du, The Su Moe, Iqbal Munir, Jing Xue and Xiuhai Zhang (2020). The Endophytic Bacteria Bacillus velezensis Lle-9, Isolated from Lilium leucanthum, Harbors Antifungal Activity and Plant GrowthPromoting Effects, J Microbiol Biotechnol, pp. 668-680. doi: 10.4014/jmb.1910.10021.
  • Muhammad Fazle Rabbee, Md. Sarafat Ali, Jinhee Choi, Buyng Su Hwang, Sang Chul Jeong, and Kwang-hyun Baek. (2019). Bacillus velezensis: A Valuable Member of Bioactive Molecules within Plant Microbiomes, Molecules, Vol. 24, no 6, pp. 1046, doi: 10.3390/molecules24061046.
  • Narayanaswamy, S. (1994). Plant cell and tissue culture, Tata McGraw-Hill Education.
  • Pathania S., Sharma S., Kumari K. (2018), Solid state fermentation of BSG for citric acid production,Indian J. Nat. Prod. Resour, Vol. 9, pp. 70–74.
  • Phuong Ha Hoang, Minh Thi Nguyen, Nhat Huy Chu, Huong Giang Bui (2023). The growth and probiotic characteristics of Bacillus velezensis BS in soybean meal used as synbiotic-like preparations for Litopenaeus vannamei culture, Vietnam Journal of Biotechnology, Vol. 21, no. 1, https://doi.org/10.15625/1811-4989/18102.
  • Puligundla, P., Mok, C. (2021). Recent advances in biotechnological valorization of brewers' spent grain, Food Sci. Biotechnol. Vol. 30, no. 3, pp.341–353. doi: 10.1007/s10068-021-00900-4.
  • Qiqi Chen, Yue Qiu, Yazhen Yuan, Kaiyun Wang, Hongyan Wang (2022). Biocontrol activity and action mechanism of Bacillus velezensis strain SDTB038 against Fusarium crown and root rot of tomato, Front. Microbiol/ Sec. Microbe and Virus Interactions with Plants, Vol. 13, https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.994716.
  • Sourav Chattaraj, Debasis Mitra, Arindam Ganguly, Hrudayanath Thatoi and Pradeep K. Das Mohapatra (2024). A critical review on the biotechnological potential of Brewers' waste: Challenges and future alternatives, Curr Res Microb Sci, Vol. 6, pp. 100228. doi: 10.1016/j.crmicr.2024.100228.
  • Thi Hanh Nguyen, San-Lang Wang, Tu Quy Phan, Thi Huyen Nguyen, Thi Ha Trang Tran, Manh Dung Doan, Van Anh Ngo, Anh Dzung Nguyen & Van Bon Nguyen (2024). New record of reusing brewing by-product for biosynthesis of prodigiosin and its novel anti-pathogen fungi via in vitro tests and molecular docking study, Research on Chemical Intermediates, Vol. 50, pp. 925–949. https://link.springer.com/article/10.1007/s11164-023-05207-z.
  • Tofick B. Wekesa, Vitalis W. Wekesa, Justus M. Onguso, Eliud N. Wafula and Ndinda Kavesu (2022). Isolation and Characterization of Bacillus velezensis from Lake Bogoria as a Potential Biocontrol of Fusarium solani in Phaseolus vulgaris L, Bacteria 2022, Vol. 1, no. 4, pp. 279-293, https://doi.org/10.3390/bacteria1040021.
  • Tran Thi Thu Lan, Nguyen Van Cach, Le Thi Huong, Tran Thi Hong Huong (2016). Study on the growth of Bacillus velezensis M2 and applying it for treatment of the cattle slaughterhouse wastewater, Journal of Science and Technology, Vol. 54, pp. 213-220.
  • Van Anh Ngo, San-Lang Wang, Van Bon Nguyen, Chien Thang Doan, Thi Ngoc Tran, Dinh Minh Tran, Trung Dzung Tran and Anh Dzung Nguyen (2020). PhytophthoraAntagonism of Endophytic Bacteria Isolated from Roots of Black Pepper (Piper nigrum L.), Agronomy 2020, 10, 286; doi:10.3390/ agronomy10020286.
  • Wenjian Luo, Lidong Liu, Gaofu Qi, Fan Yang, Xuanjie Shi, Xiuyun Zhao (2019). Embedding Bacillus velezensis NH-1 in Microcapsules for Biocontrol of Cucumber Fusarium Wilt, Vol. 85, no. 9, pp. e03128-18. doi: 10.1128/AEM.03128-18.
  • Zhiyun Liu, Xiaofeng Guan, Xiaoxia Zhong, Xiaorong Zhou, Feiyun Yang (2021). Bacillus velezensis DP-2 isolated from Douchi and its application in soybean meal fermentation, pp. 1861-1868, doi: 10.1002/jsfa.10801.
  • Ziv, M. (2000). Bioreactor technology for plant micropropagation. Horticult Rev 24: 1-30.