Tuyển chọn và đánh giá một số đặc điểm của chủng vi khuẩn có hoạt tính cao về khả năng sinh acid 1-aminocyclopropane-1-carboxylic deaminase từ đất trồng chè tại Tuyên Quang
DOI:
https://doi.org/10.55250/Jo.vnuf.15.5.2026.003-012Từ khóa:
ACC deaminase, đất trồng chè, Stenotrophomonas, tuyển chọn, vi khuẩnTóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu là tuyển chọn chủng vi khuẩn tiềm năng có khả năng sinh enzyme acid 1-aminocyclopropane-1-carboxylic (ACC) deaminase và đánh giá được một số đặc điểm hóa sinh, điều kiện nuôi cấy của chủng. Từ 10 mẫu đất trồng chè thu thập tại tỉnh Tuyên Quang đã phân lập được 06 chủng vi khuẩn có khả năng sinh ACC deaminase, từ đó tuyển chọn được chủng TQ-TL-C32 có hoạt tính cao nhất (đạt 1.481,12 nmol α-ketobutyrate/mg/giờ). Vị trí của TQ-TL-C32 trên sơ đồ cây phân loại cùng nhánh đơn và có trình tự 16S rRNA tương đồng 99,93% với Stenotrophomonas muris DSM 28631T (JANKBX010000024), do đó chủng TQ-TL-C32 được đặt tên là Stenotrophomonas muris TQ-TL-C32. Chủng TQ-TL-C32 sở hữu phổ enzyme ngoại bào tương đối đa dạng, như khả năng sinh esterase (C4, C8, C14), trypsin, valine arylamidase, acid phosphatase và napthol-AS-BI-phosphohydrolase. Đồng thời thể hiện hoạt tính sinh nhiều glycosidase như β-galactosidase, β-glucosidase, N-acetyl-β-glucosaminidase và α-mannosidase. Trong môi trường ADF với các điều kiện phù hợp (pH = 7,5; 35oC) sau 48 giờ nuôi cấy, hoạt tính ACC deaminase của chủng TQ-TL-C32 đạt 1.498,58 nmol α-ketobutyrate/mg/giờ. Với những đặc điểm đã thể hiện, chủng TQ-TL-C32 rất có tiềm năng ứng dụng tạo chế phẩm sinh học cho cây chè chống lại các strees phi sinh học, ổn định năng suất và góp phần phát triển nền nông nghiệp bền vững.
Tài liệu tham khảo
[1]. Đỗ Quang Giám & Trần Quang Trung (2013). Đánh giá khả năng tham gia sản xuất theo hợp đồng của hộ nông dân vùng trung du miền núi Đông Bắc: Nghiên cứu với cây chè ở Tuyên Quang. Tạp chí Khoa học và Phát triển. 11(3): 447-457.
[2]. Nguyễn Thị Minh Thu, Vũ Tiến Vượng, Đặng Nam Phương, Trần Hương Giang, Mai Tiến Huy & Nguyễn Trung Đức (2025). Hiệu quả kỹ thuật trong sản xuất chè của các hộ nông dân: nghiên cứu trường hợp tại huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. 23(7): 981-992.
[3]. Gu S., Hu Q., Cheng Y., Bai L., Liu Z., Xiao W., Gong Z., Wu Y., Feng K., Deng Y. & Tan L. (2019). Application of organic fertilizer improves microbial community diversity and alters microbial network structure in tea (Camellia sinensis) plantation soils. Soil and Tillage Research. 195: 104356.
DOI: 10.1016/j.still.2019.104356.
[4]. Yadav A. K., Saraswat S., Sirohi P., Rani M., Srivastava S., Pratap. M, Singh & Singh N. K. (2017). Antimicrobial Action of Methanolic Seed Extracts of Syzygium cumini Linn. on Bacillus subtilis. AMB Express. 7: 1-10. DOI: 10.1186/s13568-017-0500-4.
[5]. Bhaduri J., Kundu P., Mitra D. & Roy S. K. (2016). Isolation and characterisation of nitrogen fixing bacteria (Azotobacter sp.) from tea field soil of Dooars and Darjeeling region of North Bengal, India. International Journal of Engineering Science Invention. 5(8): 46-51.
[6]. Gao G. & Tao R. (2001). Experiment studies on the hygienics of As, Ba, Cd, Pb in tea. Chinese Journal of Food Hygiene. 6: 12-14.
[7]. Arafat Y., Wei X., Jiang Y., Chen T., Saqib H. S. A., Lin S. & Lin W. (2017). Spatial distribution patterns of root-associated bacterial communities mediated by root exudates in different aged ratooning tea monoculture systems. International Journal of Molecular Sciences. 18(8): 17-27. DOI: 10.3390/ijms18081727.
[8]. Ladha J.K., Himanshu P., Timothy J.K, Six J. & Chris V. K. (2005). Efficiency of fertilizer Nitrogen in cereal production: Retrospects and prospects. Advances in Agronomy. 87: 85-156.
[9]. Nguyễn Thị Kim Oanh, Nguyễn Hải Yến, Phạm Huy Quang & Nguyễn Hồng Chiên (2025). Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh từ nấm bản địa phục vụ cải tạo đất trồng chè bị thoái hóa trên địa bàn tỉnh Phú Thọ. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam. 8(168): 71-77.
[10]. Vũ Thị Ngọc Diệp, Phạm Khánh Huyền, Nguyễn Văn Giang, Khuất Hữu Trung & Trần Đăng Khánh (2021). Vai trò của vi khuẩn sinh tổng hợp ACC deaminase trong giảm thiểu stress phi sinh học ở cây trồng. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 9: 56- 59.
[11]. Glick B.R. (2014). Bacteria with ACC deaminase can promote plant growth and help to feed the world. Microbiological Research. 169(1): 30–39. Doi: 10.1016/j.micres.2013.09.009.
[12]. Shimon M., Tirosh T. & Glick B. R. (2004). Plant growth-promoting bacteria that confer resistance to water stress in tomatoes and peppers. Plant Science. 166(2): 525-530. DOI: 10.1016/j.plantsci.2003.10.025
[13]. Nayani S., Mayak S. & Glick B.R. (1998). Effect of plant growth-promoting rhizobacteria on senescence of flower petals. Indian Journal of Experimental Biology. 36: 836–839.
[14]. Ali S., Charles T.C., Glick B.R. (2012). Delay of flower senescence by bacterial endophytes expressing 1‐aminocyclopropane‐1‐carboxylate deaminase. Applied Microbiology. 113(5): 1139-1144. DOI: 10.1111/j.1365-2672.2012.05409.x
[15]. Ma W., Guinel F. C. & Glick B. R. (2003). Rhizobium leguminosarum biovar viciae 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase promotes nodulation of pea plants. Applied and Environmental Microbiology. 69(8): 4396-4402.
DOI: 10.1128/AEM.69.8.4396-4402.2003.
[16]. Liu H., Chen G-H., Sun J-J., Chen S., Fang Y. & Ren J-H. (2022). Isolation, Characterization, and Tea Growth-Promoting Analysis of JW-CZ2, a Bacterium With 1-Aminocyclopropane-1-Carboxylic Acid Deaminase Activity Isolated From the Rhizosphere Soils of Tea Plants. Frontieaes in Microbiology. 13:792876.
DOI: 10.3389/fmicb.2022.792876.
[17]. Penrose D. M. & Glick B. R. (2003). Methods for isolating and characterizing ACC deaminase-containing plant growth-promoting rhizobacteria. Physiologia Plantarum. 118: 10-15
[18]. Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam: TCVN 7538-6:2010 (2010). Phần 6: Hướng dẫn về thu thập, xử lý và bảo quản mẫu đất ở điều kiện hiếu khí đề đánh giá các quá trình hoạt động, sinh khối và tính đa dạng của vi sinh vật trong phòng thí nghiệm.
[19]. Patil C., Suryawanshi R., Koli S. & Patil S. (2016). Improved method for effective screening of ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylate) deaminase producing microorganisms. Journal of Microbiological Methods. 131: 102-104.
DOI: 10.1016/j.mimet.2016.10.009.
[20]. Honma M. & Shimomura T. (1978). Metabolism of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid. Agricultural and Biological Chemistry. 42: 1825–1831.
[21]. Sambrook J. & Russell D.W. (2001). Molecular Cloning: a Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1-170.
[22]. Klindworth A., Pruesse E., Schweer T., Peplies J., Quast C., Horn M., & F. Glöckner F.O. (2013). Evaluation of general 16S ribosomal RNA gene PCR primers for classical and next generation sequencing-based diversity studies. Nucleic Acids Res. 41 (1) : 1-11.
[23]. Kumar S., Stecher G., Suleski M., Sanderford M., Sharma S. &Tamura K. (2024). MEGA12: Molecular Evolutionary Genetic Analysis Version 12 for Adaptive and Green Computing. Molecular Biology Evolution. 12(41): msae263.
DOI: 10.1093/molbev/msae263
[24]. Browne H.P., Forster S.C., Anonye B.O., Kumar N., Neville B.A., Stares M.D., Goulding D. & Lawley T.D. (2016). Culturing of 'unculturable' human microbiota reveals novel taxa and extensive sporulation. Nature. 533(7604): 543-546.
[25]. Tuong H.M., Garcia M.S., Vandecasteele M., Willems A., Lua D., Beirinckx S. & Goormachtig S. (2022) Stenotrophomonas sp. SRS1 promotes growth of Arabidopsis and tomato plants under salt stress conditions. Plant and Soil. 473(1): 547–571.
DOI: 10.1007/s11104-022-05304-9.
[26]. Singh R. P. & Jha P. N, (2017). The PGPR Stenotrophomonas maltophilia SBP-9 Augments Resistance against Biotic and Abiotic Stress in Wheat Plants. Frontiers in Microbiology. 8(1945): 1-15.
DOI: 10.3389/fmicb.2017.01945.
[27]. Woźniak M., Tyśkiewicz R., Siebielec S., Gałazka A. & Jolanta J‑S. (2023). Metabolic Profiling of Endophytic Bacteria in Relation to Their Potential Application as Components of Multi‑Task Biopreparations. Microbial Ecology. 86:2527–2540. DOI: 10.1007/s00248-023-02260-4.
[28]. Beijing Agricultural Biotechnology Research Center (2021). Stenotrophomonas rhizophila strain promoting lily growth and/or antagonizing lily pathogens and application thereof (CN112592850A). China National Intellectual Property Administration.
https://patents.google.com/patent/CN112592850A
[29]. Atlas R. M., & Bartha R. (1998). Microbial Ecology: Fundamentals and Applications. Benjamin/Cummings Publishing Company. Menlo Park, California, USA.
[30]. Reddy E. C., Reddy G. S., Goudar V., Sriramula A., Swarnalatha G. V., Al Tawaha A. R. M. & Sayyed R. Z. (2022). Hydrolytic Enzyme Producing Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) in Plant Growth Promotion and Biocontrol. In Secondary Metabolites and Volatiles of PGPR in Plant-Growth Promotion. Springer Nature. 303–312. DOI: 10.1007/978-981-19-4150-0_16.
[31]. Yao X., Lan X., Jin Y. & Li C. (2024). Screening, Identification, and Characterization of Plant Growth-Promoting Rhizobacterium Strains from Alpine Grassland as Biocontrol Agents Against Fusarium oxysporum. Agronomy. 14(12): 2856. Agronomy.
DOI: 10.3390/agronomy14122856.
[32]. Sagar A., Sayyed R. Z., Ramteke P. W., Sharma S., Najat Marraiki, Abdallah M. E. & Asad Syed (2020). ACC deaminase and antioxidant enzymes producing halophilic Enterobacter sp. PR14 promotes the growth of rice and millets under salinity stress. Physiology and Molecular Biology of Plants. 26(9): 1847-1854.
DOI: 10.1007/s12298-020-00852-9.
[33]. Shahid M., Singh U. B., Khan M. S., Singh P., Kumar R., Singh R. N., Kumar A. & Singh H. V. (2023). Bacterial ACC deaminase: Insights into enzymology, biochemistry, genetics, and potential role in amelioration of environmental stress in crop plants. Frontiers in Microbiol. 14:1132770.
DOI: 10.3389/fmicb.2023.1132770.
[34]. Verma P. P., Sharma S. G. & Kaur M. (2020). Microbial ACC-Deaminase Attributes: Perspectives and Applications in Stress Agriculture. In: Yadav, A., Rastegari, A., Yadav, N., Kour, D. (eds) Advances in Plant Microbiome and Sustainable Agriculture. Microorganisms for Sustainability. 20. Springer. Singapore. DOI: 10.1007/978-981-15-3204-7_4.
[35]. Rafi A., Chaudhary H. J., Ali J., Kutawa A. B., Amna, Khan M., Aslam N. & Rehman S. U. (2022). Evaluation of the Effect of ACC Deaminase and Exopolysaccharides Producing Bacteria in Maize (Zea mays) under Heat Stress. Trends in Sciences. 19(21): 6311. DOI: 10.48048/tis.2022.6311.
