Phân lập và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn (strepromyces) để sản xuất chế phẩm phân giải gỗ dăm thành mùn hữu cơ tại nhà máy phân hữu cơ vi sinh mitraco hà tĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ------BÙI THỊ TỈNH PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN STREPROMYCES ĐỂ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM PHÂN GIẢI GỖ DĂM THÀNH MÙN HỮU CƠ TẠI NHÀ MÁY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

- -BÙI THỊ TỈNH

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN

(STREPROMYCES) ĐỂ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM PHÂN GIẢI

GỖ DĂM THÀNH MÙN HỮU CƠ TẠI NHÀ MÁY PHÂN HỮU

CƠ VI SINH MITRACO HÀ TĨNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Nghệ An 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

- -BÙI THỊ TỈNH

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN

(STREPROMYCES) ĐỂ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM PHÂN GIẢI

GỖ DĂM THÀNH MÙN HỮU CƠ TẠI NHÀ MÁY PHÂN HỮU

CƠ VI SINH MITRACO HÀ TĨNHChuyên ngành: Sinh học thực nghiệm

Mã số: 60.42.01.14

Người hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Vĩnh Phú

Nghệ An, 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả, sốliệu trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ côngtrình nào khác

Nghệ An, ngày 20 tháng 8 năm 2017

Tác giả

Bùi Thị Tỉnh

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được hoàn thành tại Bộ môn Sinh học thực nghiệm, Khoa Sinhhọc, Trường Đại học Vinh

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn khoa

nghiên cứu và thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Khoa Sinh học, Phòng Đào tạo Sau đại học

đã tạo điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các lãnh đạo, nhân viên nhà máy Phân Hữu Cơ ViSinh – Tổng công ty Khoáng Sản và Thương Mại Hà Tĩnh đã giúp đỡ và tạo mọiđiều kiện để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thành viên trong gia đình, bạn bè đã giúp

đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn

Nghệ An, ngày 20 tháng 8 năm 2017

Tác giả

Bùi Thị Tỉnh

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

BẢNG GHI CHÚ NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, BIỀU ĐỒ 6

MỞ ĐẦU 7

1 Lý do chọn đề tài 7

2 Mục đích nghiên cứu 8

3 Nội dung nghiên cứu 8

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 10

1.1 Khái quát về xạ khuẩn (Streptomyces) 11

1.1.1 Vị trí phân loại và sự phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên 11

1.1.2 Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn 11

1.1.3 Sự hình thành bào tử của xạ khuẩn 12

1.1.4 Cấu tạo của xạ khuẩn 14

1.2 Khái quát về xạ khuẩn Streptomyces 15

1.2.1 Phân loại khoa học 15

1.2.2 Cấu trúc tế bào và quá trình trao đổi chất 16

1.2.3 Vòng đời của xạ khuẩn Streptomyces 16

1.2.4 Ứng dụng của xạ khuẩn Streptomyces 17

1.3 Tổng quan về nhà máy sản xuât phân hữu cơ vi sinh sinh Mitraco, Hà Tĩnh 21

1.4 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 23

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 23

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 25

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng nghiên cứu 28

2.2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 28

2.2.1 Mẫu vật và phương pháp lấy mẫu 28

2.2.2 Hóa chất và thiết bị 28

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu 29

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 34

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21

3.1 Phân lập và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn có khả năng sinh Enzyme cellulase từ mẫu đất thu được 35

3.1.1 Phân lập các chủng xạ khuẩn từ dịch mẫu đất thu được 35

3.1.2 Phân bố của xạ khuẩn theo nhóm màu 37

3.1.3 Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng sinh enzyme cellulase 38

3.2 Bước đầu thử nghiệm sử dụng dịch chiết enzyme thô và dịch nuôi cấy từ 4 chủng xạ khuẩn 45

3.2.1 Thử nghiệm khả năng đường hóa giấy in, giấy báo cũ 45

3.2.2 Thử nghiệm khả năng phân hủy gỗ dăm thành mùn hữu cơ 46

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

PHỤ LỤC……… … 50

BẢNG GHI CHÚ NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT

1 CFU Colony Forming Unit

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, BIỀU ĐỒ

1 Bảng 1.1 Phân loại khoa học chủng xạ khuẩn Streptomyces

2 Bảng 2.1 Giá trị pH của dung dịch đệm citrat

3 Bảng 3.1 Sự phân bố của xạ khuẩn từ các mẫu đất khác nhau

4 Bảng 3.2 Số lượng và sự phân bố của xạ khuẩn theo nhóm màu

5 Bảng 3.3 Khả năng thủy phân của các chủng xạ khuẩn phân lậpđược

6 Bảng 3.4 Mười chủng xạ khuẩn Streptomyces có khả năng sinhenzyme cellulase cao

7 Bảng 3.5 Tốc độ sinh trưởng của 10 chủng được chọn

8 Bảng 3.6 Hoạt tính cellulase (IU) của các chủng xạ khuẩn qua 4, 5,6, 7, 8

9 Bảng 3.7 Khả năng đường hóa (%) của dịch chiết enzyme chủng xạkhuẩn

10 Bảng 3.8 Một số chỉ tiêu theo dõi mẫu ủ

11 Hình 1.1 Khuẩn lạc xạ khuẩn

12 Hình 1.2 Nhà máy phân hữu cơ vi sinh Mitraco Hà Tĩnh

13 Hình 3.1 Các khuẩn lạc xạ khuẩn Streptomyces trên môi trườngGause từ mẫu thu được

14 Hình 3.2 Đường chuẩn glucose tại bước sóng 540nm

15 Hình 3.3 Mẫu thí nghiệm trước khi ủ

16 Hình 3.4 Mẫu thí nghiệm sau khi ủ

17 Đồ thị 3.1 Tốc độ sinh trưởng của 10 chủng được chọn

18 Đồ thị 3.2 Hoạt tính cellullase của các chủng được chọn

Theo Hiệp hội phân bón sinh học Việt Nam, tính đến thời điểm này Việt Nam

có rất ít đơn vị nhập khẩu phân bón sinh học do chi phí vận chuyển tốn kém đẩy giáthành lên cao Điều quan trọng là các loại phân đưa từ nước ngoài về không phù hợpvới đất đai, khí hậu và cây trồng của Việt Nam Trong khi đó loại phân bón nàyhoàn toàn có thể sản xuất tại chỗ từ các nguồn nguyên liệu có sẵn dồi dào và chấtlượng cao tại các trang trại chăn nuôi, các nhà máy, công ty chế biến nông lâm sảntrên cả nước

Lợi ích của phân bón sinh học trong sản xuất nông nghiệp là không gây ảnhhưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, cây trồng, không gây ô nhiễm môi trườngsinh thái, có tác dụng cân bằng hệ sinh thái; không làm thoái hóa đất mà còn gópphần tăng độ phì nhiêu của đất; có tác dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, tăngnăng suất và chất lượng nông sản; có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho câytrồng có trong đất, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng đề kháng bệnh cho cây…

Để sản xuất phân bón sinh học phải có nguồn nguyên liệu hữu cơ, trong khi tạiViệt Nam nguồn nguyên liệu này rất dồi dào và phong phú về chủng loại và trữlượng như: than bùn; bãi thải mía, đường, cà phê; phế thải ngô, lạc, đậu tương; phânlợn, trâu, bò gà; bùn đáy ao nuôi thủy sản…

Việt Nam là một đất nước có diện tích rừng lớn, cùng với nó là nhiều nhà máy, công

ty sản xuất chế biến gỗ và các sản phẩn từ gỗ tương đối lớn Vì vậy nguồn vỏ dăm

gỗ thải loại từ các nhà máy chế biến gỗ, ván ép rất phong phú dồi dào

Trước đây các chế phẩm vi sinh vật được sử dụng trong các ngành công nghiệp

ở Việt Nam chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao Trong khinước ta là một nước sản xuất nông nghiệp nên nguồn nguyên liệu để sản xuất phânhữu cơ vi sinh và nhu cầu sử dụng các chế phẩm vi sinh là rất lớn Vì thế, việcnghiên cứu sản xuất ra các chế phẩm từ vi sinh vật phân lập từ tự nhiên tại Việt Namhiện nay đang là một đòi hỏi cấp thiết Việc tuyển chọn các vi sinh vật có khả năngsản xuất enzyme nhất là cellulose từ tự nhiên không những giúp tận dụng các nguồngen quý hiếm có sẵn từ tự nhiên mà còn góp phần bảo tồn gen, cải tạo các chủng visinh vật công nghiệp đã bị thoái hóa giống sau một thời gian sử dụng

Trong tự nhiên có nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng phân giải có khả năngphân giải celluloza cư trú ở trong đất như vi khuẩn, xạ khuẩn , nấm mốc, niêm vikhuẩn Đáng chú ý nhất là xạ khuẩn Chúng phân bố rộng rãi trong đất, tham giavào nhiều quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ: cenluloza, tinh bột…góp phầnkhép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên

Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài “Phân lập và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn

(Streptomyces) để sản xuất chế phẩm phân hủy gỗ dăm thành mùn hữu cơ tại nhà máy phân hữu cơ vi sinh Mitraco Hà Tĩnh” nhằm đánh giá khả năng phân

hủy xenlulozo từ gỗ dăm thành phân mùn hữu cơ của xạ khuẩn Streptomyses được

phân lập tại khu vực đất của nhà máy phân hữu cơ vi sinh Miitraco

2 Mục đích nghiên cứu

Phân lập, tuyển chọn và đánh giá khả năng phân giải gỗ dăm thành mùn củacác chủng xạ khuẩn tại nhà máy phân hữu cơ vi sinh Mitraco Hà Tĩnh

3 Nội dung nghiên cứu

- Phân lập và thuần khiết các chủng xạ khuẩn Streptomyces trong các mẫu đất

thu ở các địa điểm khác nhau của nhà máy sản xuất phân hữu cơ vi sinh Mitraco, HàTĩnh

- Đánh giá khả năng phân hủy cellulose tự nhiên và cellulose tổng hợp để tuyển

chọn các chủng xạ khuẩn Streptomyces có khả năng phân hủy cellulose tốt phục vụ

cho các nghiên cứu tiếp theo

- Đánh giá khả năng sinh trưởng trong môi trường lỏng của các chủng đã phânlập nhằm tuyển chọn các chủng tốt phục vụ cho việc nhân sinh khối

- Bước đầu thử nghiệm trên quy mô nhỏ khả năng phân hủy gỗ dăm của cácchủng đã lựa chọn nhằm lựa chọn điều kiện, thời gian tối ưu cho việc sử dụng cácchủng xạ khuẩn đã phân lập và tuyển chọn trong sản xuất phân bón vi sinh

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Khái quát về xạ khuẩn (Streptomyces)

1.1.1 Vị trí phân loại và sự phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên

Theo hệ thống phân loại hiện nay, XK thuộc ngành Tenericutes (gồm vi khuẩn Gram dương và xạ khuẩn), thuộc giới vi khuẩn thật (Eubacteria) và siêu giới nhân sơ (Prokaryota) [26].

Xạ khuẩn thuộc lớp Actinobacteria, phân lớp Actinobacteridae, bộ Actinomycetales, bao gồm 10 phân bộ, 35 họ, 110 chi và 1000 loài, trong đó

có 478 loài thuộc chi Streptomyces và hơn 500 loài thuộc các chi còn lại được xếp vào nhóm XK hiếm [12], [42] Streptomyces đặc biệt nhiều trong đất nơi

chúng phân hủy hoại sinh rất nhiều các hợp chất hữu cơ bằng các enzymengoại bào Một phần rất lớn các chất kháng sinh được sử dụng hiệu quả trong

điều trị có nguồn gốc từ các loài Streptomyces, trong đó được biết đến nhất là

streptomycin, erythromycin, tetracyclin [29]

Xạ khuẩn là một nhóm vi sinh vật rất đa dạng trong đó đa số sinh trưởnghiếu khí và tạo khuẩn ty phân nhánh tương tự như nấm Tên xạ khuẩn –

actinomycete – bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp “actys” (tia) và “mykes” (nấm) và

ban đầu xạ khuẩn được coi là vi nấm vì chúng sinh trưởng giống với nấm.Mạng lưới phân nhánh của thể sợi thường phát triển ở cả bề mặt cơ chất rắn(tạo thành hệ sợi khí sinh) lẫn bên trong (tạo thành hệ sợi cơ chất) [20] Đây

là một trong những đặc điểm để phân loại xạ khuẩn

Xạ khuẩn là vi khuẩn Gram dương có tỷ lệ G+C cao (>55%) trong DNA

Đa số xạ khuẩn sống tự do, hoại sinh và phân bố rộng rãi trong đất, nước vàxác thực vật Xạ khuẩn đóng vai trò quan trọng về mặt sinh thái trong vòngtuần hoàn tự nhiên Chúng phân hủy và sử dụng các chất hữu cơ khó phânhủy như humic acid trong đất [22] Nhiều chủng xạ khuẩn có khả năng hòatan lignhin bằng cách sinh các enzyme thủy phân cellulose, hemicellulose vàcác peoxidase ngoại bào Các chủng xạ khuẩn xuất hiện trong môi trường

giàu chất hữu cơ như các compost, ở cả hai pha ôn hòa (mesophilic) và chịunhiệt (thermophilic), và ở cống rãnh nước thải nơi mà các xạ khuẩn chứamycolic acid kết hợp với việc tạo thành các bọt khí và váng bọt ổn định, đặctrưng [27].

Nhìn chung, nhiệt độ ôn hòa 25 - 30ºC và pH trung tính là điều kiện tối

ưu cho xạ khuẩn phát triển Mặc dầu vậy, nhiều loài đã được phân lập ở các

môi trường khắc nghiệt ví dụ như Arthrobacter ardleyensis ưa lạnh được

phân lập từ trầm tích hồ ở Nam cực có thể sống ở nhiệt độ 0ºC [21] và

Nocardiopis alkaliphila được phân lập từ đất sa mạc ở Ai Cập có thể sống ở

pH 9,5 - 10 [23]

1.1.2 Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn

* Khuẩn lạc

Đặc điểm nổi bật của xạ khuẩn là có hệ sợi phát triển, phân nhánh mạnh

và không có vách ngăn (chỉ trừ cuống sinh bào tử khi hình thành bào tử) Hệsợi xạ khuẩn mảnh hơn nấm mốc với đường kính thay đổi trong khoảng 0,2 -

1 µm đến 2 - 3 µm, chiều dài có thể đạt tới một vài cm [5], [7]

Kích thước và khối lượng hệ sợi thường không ổn định và phụ thuộc vàođiều kiện sinh lý và nuôi cấy Đây là một trong những đặc điểm phân biệtkhuẩn lạc của xạ khuẩn và khuẩn lạc của nấm mốc vì hệ sợi của nấm mốc cóđường kính rất lớn thay đổi từ 5 - 50 µm, dễ quan sát bằng mắt thường

Khuẩn lạc của xạ khuẩn thường chắc, xù xì, có dạng da, dạng vôi, dạngnhung tơ hay dạng màng dẻo Khuẩn lạc xạ khuẩn có màu sắc rất đa dạng: đỏ,

da cam, vàng, nâu, xám, trắng… tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh.Kích thước và hình dạng của khuẩn lạc có thể thay đổi tùy loài và tùyvào điều kiện nuôi cấy như thành phần môi trường, nhiệt độ, độ ẩm… Đườngkính của mỗi khuẩn lạc chỉ chừng 0,5 - 2 mm nhưng cũng có khuẩn lạc đạt tớiđường kính 1cm hoặc lớn hơn

Khuẩn lạc có 3 lớp, lớp vỏ ngoài có dạng sợi bện chặt, lớp trong tươngđối xốp, lớp giữa có cấu trúc tổ ong

Hình 1.1 Khuẩn lạc xạ khuẩn

Khuẩn ty trong mỗi lớp có chức năng sinh học khác nhau Các sản phẩmtrong quá trình trao đổi chất như: CKS, độc tố, enzyme, vitamin, axit hữucơ… có thể được tích lũy trong sinh khối của tế bào xạ khuẩn hay được tiết ramôi trường

Nhiều loại chỉ có hệ sợi cơ chất nhưng cũng có loại (như chi Sporichthya)

lại chỉ có hệ sợi khí sinh Khi đó hệ sợi khí sinh vừa làm nhiệm vụ sinh sảnvừa làm nhiệm vụ dinh dưỡng

1.1.3 Sự hình thành bào tử của xạ khuẩn

Cũng như các vi khuẩn sinh bào tử khác, xạ khuẩn thường sinh bào tử khigặp điều kiện bất lợi về dinh dưỡng hoặc điều kiện hóa lý của môi trường(nhiệt độ, độ ẩm, độ pH) Bào tử của xạ khuẩn có dạng hình cầu hay hình bầudục, hình que, hình trụ hay hình quả dưa … Dưới kính hiển vi quang học,hình dạng của bào tử ổn định, nhưng khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử thìhình dạng của chúng không đồng nhất, thậm chí trong một chuỗi bào tử hìnhthái của các bào tử cũng có thể khác nhau Ngược lại, kết cấu bề mặt ngoàicủa bào tử (trơn, thô, nhám, nhăn nheo, có mấu lồi hoặc có gai) thì lại là đặc

điểm tương đối ổn định Dựa vào hình thái, kích thước cuống sinh bào tử vàcủa bào tử ở nhiều chi xạ khuẩn có thể phân loại được xạ khuẩn Cuống sinhbào tử thường có dạng thẳng hoặc hơi cong (RF), dạng xoắn thật hay xoắn lò

xo (S) và chuỗi bào tử không sinh trưởng hoặc xoắn đơn giản hình móc câu(RA) Cuống sinh bào tử dạng xoắn có chiều dài và số vòng khác nhau.Cuống sinh bào tử dạng thẳng có thể dài hoặc ngắn hơn với các dạng lỏngcứng hoặc có thể thon lại, uốn cong hay kéo dài [4] Những đặc điểm này rấtquan trọng khi xác định tên xạ khuẩn Bào tử hình thành đồng thời trên tất cảchiều dài của cuống sinh bào tử theo 2 cách: kết đoạn hay cắt khúc và thường

có hình trụ, ovan, hình cầu, hình que với mép nhẵn hoặc xù xì, ở một số loài,bào tử có hình thành ở các mấu lồi với các dạng khác nhau Việc hình thànhcuống bào tử diễn ra mạnh mẽ hơn khi môi trường có chứa một số nguyên tố

vi lượng

Bào tử xạ khuẩn được bao bọc bởi màng mucopolysaccharide giàuprotein với độ dày khoảng 300 - 400Aº chia làm 3 lớp Các lớp này tránh chobào tử khỏi những tác động bất lợi của điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ,pH… Hình dạng, kích thước chuỗi bào tử và cấu trúc màng bào tử là nhữngtính trạng tương đối ổn định và là đặc điểm quan trọng dùng trong phân loại

xạ khuẩn Tuy nhiên những tính trạng này có thể có những thay đổi nhất địnhkhi nuôi cấy trên môi trường có nguồn nitơ khác nhau [8]

Cuống sinh bào tử xạ khuẩn hình thành bào tử theo 3 phương thức sau:

 Phương thức sinh trưởng toàn bộ: toàn bộ hay một bộ phận của khuẩn

ty hình thành nên thành của bào tử

- Phương thức sinh trưởng trong thành: thành bào tử sinh ra từ tầng nằmgiữa màng nguyên sinh chất và thành khuẩn ty Trường hợp này gặp ở xạ

khuẩn thuộc chi Planomonospora.

- Phương thức sinh trưởng thành bào tử nội sinh thật: thành khuẩn ty

không tham gia vào quá trình hình thành ra bào tử Thermoactynomyces [3].

1.1.4 Cấu tạo của xạ khuẩn

Xạ khuẩn có cấu trúc tế bào tương tự vi khuẩn Gram dương, toàn bộ cơthể chỉ là một tế bào bao gồm các thành phần chính: thành tế bào, màng sinhchất, nguyên sinh chất, chất nhân và các thể ẩn nhập

Thành tế bào xạ khuẩn có kết cấu dạng lưới, dày 10 – 20 nm có cấu tạotương tự thành tế bào của vi khuẩn gram dương, thành phần chủ yếu làpeptidoglucan tạo nên một lớp vách tế bào tương đối vững chắc Phân tíchdưới kính hiển vi điện tử thành tế bào XK gồm ba lớp: lớp ngoài cùng dày60Aº, lớp trong và lớp giữa dày 50Aº Căn cứ vào thành phần hóa học, thành

tế bào xạ khuẩn được chia thành 4 nhóm chính [2], [3]:

Nhóm I: Thành phần chính của thành tế bào là axit L - 2,6

diaminopimelic (L - ADP) và glyxin Chi Streptomyces thuộc nhóm này.

Nhóm II: Thành phần chính của thành tế bào là axit meso - 2,6

diaminopimelic (meso - ADP) và glyxin Thuộc nhóm này gồm các chi:

Micromonospora, Actinoplanes, Ampullarriella…

Nhóm III: Thành phần chính của thành tế bào là axit meso - 2,6

-diaminopimelic Thuộc nhóm này có các chi: Dermatophilus, Geodermatophilus, Frankia…

Nhóm IV: Thành phần chính của thành tế bào là axit meso - 2,6

-diaminopimelic, arabinose và galactose Thuộc nhóm này gồm các chi:

Mycobacterium, Nocardia, Pseudonocardia…

Thành tế bào có kết cấu dạng lưới, có tác dụng duy trì hình dáng củakhuẩn ty và bảo vệ tế bào Ngoài ra thành tế bào XK có thể cho phép nhiềuchất như: Chất kháng sinh, axit amin và nhiều hợp chất khác có kích thướctương đối lớn đi qua một cách dễ dàng Các chất dinh dưỡng từ môi trườngcũng thẩm thấu một cách chọn lọc qua thành tế bào

Màng sinh chất là lớp tế bào nằm ngay sát dưới thành tế bào, dàykhoảng 7,5 - 10 nm, chức năng chủ yếu là điều hòa sự hấp thu các chất dinhdưỡng vào tế bào, tham gia vào quá trình hình thành bào tử Tế bào chất của

XK gồm một số thành phần chủ yếu như: thể nhân, không bào và thể ẩnnhập

Nhân của tế bào XK không có cấu trúc điển hình, chỉ là nhiễm sắc thểkhông có màng bao bọc Khi còn non, toàn bộ tế bào chỉ có một nhiễm sắcthể sau đó hình thành nhiều hạt rải rác trong toàn bộ hệ khuẩn ty

1.2 Khái quát về xạ khuẩn Streptomyces

1.2.1 Phân loại khoa học

Streptomyces là chi lớn nhất của ngành Actinobacteria và là một chi thuộc nhánh streptomycetaceae Có hơn 500 loài xạ khuẩn Streptomyces đã được mô tả Giống như hầu hết các Actinobacteria khác, Streptomyces là xạ

khuẩn Gram dương, có bộ gen với tỉ lệ GC% cao Xạ khuẩn này được tìmthấy chủ yếu trong đất và thảm thực vật mục nát

Streptomyces sinh bào tử, tạo mùi đặc trưng, là kết quả từ sản sinh geosmin trong quá trình chuyển hóa các chất Streptomyces được nghiên cứu rộng rãi và được biết đến nhiều nhất là chi của họ xạ khuẩn (Actinomyces) Streptomyces thường sống ở đất có vai trò là vi sinh vật phân hủy rất quan

trọng Chủng vi sinh này sản xuất hơn một nửa số thuốc kháng sinh trên thếgiới và đó là sản phẩm có giá trị lớn trong lĩnh vực y tế

Phân loại khoa học

Chi (genus) Streptomyces

Bảng 1.1 Phân loại khoa học chủng xạ khuẩn Streptomyces

1.2.2.Cấu trúc tế bào và quá trình trao đổi chất

Streptomyces có cấu trúc giống nấm và một số người lầm tưởng Streptomyces là nấm Nhánh của chúng có sự sắp xếp của các tế bào hình sợi

thành một mạng lưới gọi là sợi nấm Chúng có thể chuyển hóa các hợp chấtkhác nhau bao gồm: đường, rượu, acid amin, và các hợp chất thơm bằng cáchsản xuất các enzyme thủy phân ngoại bào Do gen của chúng lớn nên trao đổichất của chúng cũng đa dạng, trong đó có hàng trăm nhân tố phiên mã kiểmsoát biểu hiện gene, cho phép chúng đáp ứng nhu cầu cụ thể

1.2.3 Vòng đời của xạ khuẩn Streptomyces

Streptomyces có chu kỳ sống phức tạp bao gồm: hình thành các bào tử và

các loại tế bào khác Thông thường, một bào tử nảy mầm trong điều kiện phải

có chất nền để tạo ra thực vật hoặc các sợi nấm Điều này bao gồm một mạnglưới các nhánh sợi nấm mọc lên và cắm vào bề mặt để hấp thu được chất dinhdưỡng

Đáng chú ý, vài phân vùng có vách trong bề mặt sợi nấm Kết quả là,nhiều bản sao của bộ gen được chứa trong "một tế bào"

Khi các chất dinh dưỡng đang khan hiếm (hoặc để đáp ứng với các tínhiệu khác), một số sợi nấm bắt đầu phát triển ra khỏi bề mặt và ra ngoàikhông khí Trong các loại mới của sợi nấm, vách phân vùng được hình thànhthường xuyên hơn Đồng thời, các sợi nấm bề mặt bị một quá trình chết tế bàotheo chương trình và nội dung của nó được tái sử dụng bởi các sợi nấm pháttriển Cuối cùng, quá trình phân vùng đầy đủ Mỗi bào tử có chứa một bản saocủa bộ gen

Streptomyces và họ hàng của nó đã trở nên phổ biến nhờ vào khả năng

sản xuất ra các chế phẩm như:

- Thuốc kháng sinh (antibacterials): streptomycin, erythromycin,tetracyclin, neomycin, chloramphenicol, vancomycin, gentamicin

- Thuốc kháng nấm: nystatin, amphotericin.

- Thuốc chống ung thư: doxorubicin, bleomycin, mitomycin

- Ức chế miễn dịch: rapamycin

- Thuốc diệt cỏ: bialaphos

Quá trình sinh tổng hợp của các hợp chất này khá khó khăn Quy địnhmột cách cẩn thận với các quá trình của sự phân lập tế bào, bắt đầu trong việcchuyển đổi sang sợi nấm trên môi trường thạch hoặc trong giai đoạn cuối theocấp số nhân (trong các môi trường nuôi cấy lỏng)

Tuy nhiên, trong điều kiện phòng thí nghiệm tiêu chuẩn, việc sản xuất

các chất chuyển hóa không cần thiết cho Streptomyces là đột biến thiếu khả

năng sản xuất các hợp chất khả thi và không bị suy giảm trong quá trình tăngtrưởng

Vì có cấu trúc tế bào nấm trong tế bào của chúng, nên cũng giống như

nấm, Streptomyces cũng có chu kì đời sống phức tạp Trong giai đoạn tăng trưởng phát triển DNA Streptomyces có sự nhân rộng diễn ra mà không có sự phân chia tế bào, tạo cấu trúc sợi như đề cập trước đó Streptomyces tải nạp và

phân tán thông qua việc hình thành các bào tử, bào tử nấm được gọi là conidia,sau thời kì sinh trưởng, sinh dưỡng Các bào tử được sản xuất trên không thểgọi là bào tử sợi, các bào tử đó sinh trưởng trên vật chủ Bởi vì chu kỳ sống

phức tạp của Streptomyces tương tự như của sinh vật chuẩn đa bào, nó cho

phép các nhà nghiên cứu dễ dàng nghiên cứu sự phát triển của các hệ thốngphức tạp này bằng cách sử dụng một hệ thống đơn giản hơn để giải thích

1.2.4 Ứng dụng của xạ khuẩn Streptomyces

- Chế phẩm chiết xuất từ sự lên men của xạ khuẩn: Chi Streptomyces là

giống xạ khuẩn bậc cao được Wakman và Henrici đặt tên năm 1943 Đây làchi có số lượng loài được mô tả lớn nhất Các đại diện này có HSKS vàHSCC phát triển theo hướng phân nhánh Đường kính sợi xạ khuẩn dài 1 –

10 µm, khuẩn lạc thường không lớn và có đường kính khoảng 1 – 5mm.Khuẩn lạc có cấu trúc chắc, dạng màng mọc đâm sâu vào cơ chất Bề mặt xạ

khuẩn thường được phủ bằng KTKS dạng nhung, dày hơn cơ chất, đôi khi cótính kị nước.

- Khuẩn lạc của Streptomyces sp trên môi trường agar

Xạ khuẩn chi Streptomyces sinh sản vô tính bằng bào tử Trên thành sợi

khí sinh thành cuống sinh bào tử và chuỗi bào tử Cuống sinh bào tử có nhiềudạng khác nhau tùy loài: thẳng, lượn sóng xoắn, có móc, vòng,…

Bào tử được hình thành trên cuống sinh bào tử bằng 2 phương pháp:phân đoạn và cắt khúc Bào tử xạ khuẩn có hình bầu dục, hình lăng trụ, hìnhcầu với đường kính khoảng 1,5 µm Màng tế bào có thể nhẵn, gai khối u, nếpnhăn… tùy thuộc vào loài xạ khuẩn và môi trường nuôi cấy

Thường trên môi trường có nguồn đạm vô cơ và glucose thì bào tử thểhiện đặc điểm rất rõ Màu sắc của khuẩn lạc và hệ sinh khí cũng rất khác nhau

tùy theo nhóm Streptomyces, màu sắc này cũng có thể biến đổi khi nuôi cấy

trên môi trường khác nhau

Các loài xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces có cấu tạo giống vi

khuẩn gram (+), hiếu khí, dị dưỡng các chất hữu cơ Nhiệt độ tối ưu thường là

25 – 300C, pH tối ưu 6,5 – 8,0 Một số loài có thể phát triển ở nhiệt độ caohơn hoặc thấp hơn (xạ khuẩn ưa nhiệt và ưa lạnh)

Xạ khuẩn chi này có khả năng tạo thành số lượng lớn các chất khángsinh ức chế vi khuẩn, nấm sợi và các tế bào ung thư, virus và động vật nguyênsinh

- Kháng sinh.

Chất kháng sinh là chất có nguồn gốc từ thiên nhiên và các sản phẩm cảibiến của chúng bằng con đường hóa học có khả năng tác dụng chọn lọc với sựphát triển của vi sinh vật, tế bào ung thư ở ngay nồng độ thấp (theo định nghĩacủa Outchinnikov)

Người đầu tiên đặt nền móng cho chất kháng sinh là AlexanderFleming – Nhà sinh vật học người Anh, đã phát hiện ra penixilin vào tháng 10năm 1928 Năm 1945 A.Fleming, E Chain và H W Florey đã được nhận giải

thưởng Nobel vì đã khám phá ra giá trị to lớn của penixillin mở ra kỉ nguyên,mới trong y học – kỉ nguyên kháng sinh.

Năm 1999, kháng sinh lospomal HA – 92 ra đời, được tách chiết từ xạkhuẩn Streptomyces CDRLL – 312 tác dụng ngăn chặn cholesterol, tăng sức

đề kháng đối với các chất độc của chuột, ngoài ra kháng sinh này còn có hoạttính chống nấm gây bệnh mạnh

Tại Nhật năm 2003, yatakemycin đã được tách chiết từ xạkhuẩn Streptomyces sp TP – A0356 bằng phương pháp sắc ký cột Khángsinh này có khả năng kiềm hãm sự phát triển của nấm Aspergillus và Candidaalbicans Chất này còn có khả năng chống lại càc tế bào ung thư có giá trị Mic

là 0,01 – 0,3 mg/ml

Tại Hàn Quốc năm 2007 phân lập được loài xạ khuẩn Streptomyces sp.C684 sinh kháng sinh laidlomycin, chất này có thể tiêu diệt cả những tụcầu đã kháng methicillin và các cầu khuẩn kháng vancomycin

Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của xạ khuẩn là khả nănghình thành kháng sinh Trong số 8000 kháng sinh hiện nay thì trên thế giới cótrên 80% là có nguồn gốc từ xạ khuẩn

Các kháng sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn có tính phổ kháng khá rộng

Là kháng sinh có tính chất chọn lọc Khả năng kháng khuẩn của kháng sinh làmột đặc điểm quan trọng để phân loại xạ khuẩn

Nhiều chủng xạ khuẩn có khả năng tổng hợp đồng thời 2 hay nhiều chấtkháng sinh có cấu trúc hóa học và có tác dụng tương tự nhau Quá trình sinhtổng hợp kháng sinh phụ thuộc vào cơ chế điều chỉnh đa gene, ngoài các genechịu trách nhiệm tổng hợp kháng sinh, còn có các enzyme chịu trách nhiệmtổng hợp các tiền chất và cofactor

Các chất kháng sinh trong bảo vệ thực vật trên thế giới đã điều tranghiên cứu tình hình sử dụng kháng sinh trong việc ngăn chặn các bệnh bảo

vệ thực vật Tuy còn ở mức thấp nhưng đã thu được những thành tựu nhấtđịnh trong nền công nghiệp hiện đại Sự đối kháng giữa các vi sinh vật trong

đất là cơ sở của biện pháp sinh học phòng chống bệnh cây Sự có mặt của xạkhuẩn đối kháng trong đẩt làm giảm rõ rệt tỉ lệ mắc bệnh của cây Thôngthường một loại xạ khuẩn đối kháng có thể ức chế một vài loại nấm gây bệnhnhưng có những loài hoạt động rộng có thể ức chế nhiều tác nhân gây bệnh cótrong đất.

Không phải tất cả có hoạt tính kháng nấm in vitro đều thể hiện trong đất(khoảng 4 – 5 %) nhưng chúng có vai trò quan trọng trong việc ức chế nấmgây bệnh và ngăn ngừa khả năng nhiễm bệnh cho cây Đây là quy luật cânbằng sinh học trong tự nhiên Nếu sự cân bằng mất đi, lập tức sẽ nảy sinh rabệnh khi trong đất có mầm gây bệnh Xạ khuẩn chống nấm ngoài việc tiếtkháng sinh, còn tác dụng lên khu hệ VSV thông qua các enzyme phân giải.Ngoài ra, nhiều xạ khuẩn còn tiết ra chất sinh trưởng thực vật cũng như kíchthích các khu hệ vi sinh vật có lợi trong vùng rễ

- Các chất kháng sinh có nguồn gốc xạ khuẩn trong phòng trừ nấm gây bệnh thực vật.

Để tránh dịch bệnh trong nông nghiệp, người ta còn có thể sử dụng một

số biện pháp kĩ thuật, như thay đổi cơ cấu cây trồng, mùa vụ Tuy nhiên biệnpháp này gây xáo trộn hệ sinh thái đồng ruộng tạo điều kiện phát sinh một sốbệnh mà trước đây ít gặp Việc tuyển chọn các dòng cây kháng bệnh này cũngchỉ được vài năm, sau đó các tác nhân gây bệnh lại kháng lại

Việc sử dụng kháng sinh trong trồng trọt nhằm mục đích như chốngbệnh do nấm gây ra trên rau quả và cây trồng, chống bệnh do vi khuẩn gây ra,diệt côn trùng và cỏ dại… Kiềm chế các bệnh thực vật sinh ra từ đẩt So vớithuốc hóa học, dùng các CKS trong bảo vệ thực vật vừa có tác dụng nhanh, dễphân hủy, có tác dụng chọn lọc cao, độ độc thấp không gây ô nhiễm môitrường, còn có khả năng ức chế các vi sinh vật đã kháng thuốc hóa học CKS

và dịch lên men các chủng CKS còn dùng xử lý các hạt giống với mục đíchtiêu diệt nguồn bệnh ở bên ngoài và trong hạt, diệt bệnh cả ở các bộ phận nằmtrên đất của cây và khử trùng đất

Năm 2002 tại Ấn Độ đã phân lập được chủng Streptomyces sp 201 có

khả năng sinh kháng sinh mới là z - methylheptyl iso- nicotinate, chất khángsinh này có khả năng kháng được nhiều loại nấm gây bệnh như Furasiumoxysporum, F solina…

Ở Việt Nam cũng sử dụng nhiều chế phẩm kháng sinh trong bảo vệ thựcnhập khẩu từ Trung Quốc hay Nhật Bản và đã phân lập được một số chủng xạkhuẩn có khả năng chống Pyricularia oryae gây bệnh đạo ôn và F oxysporumgây bệnh thối rễ ở thực vật Tuy nhiên việc sử dụng CKS trong lĩnh vực bảo

vệ thực vật ở nước ta còn ở mức độ thấp bởi tập quán canh tác chỉ quen dùngmột số hóa chất bảo vệ thực vật nhất định

Ngoài ra, các chế phẩm sinh học chưa phù hợp với điều kiện sản xuấtcác chế phẩm sinh học của người nông dân Do đó, cần có sự phối hợp thốngnhất trong việc nghiên cứu, sản xuất các chế phẩm phòng trị sinh học với việctruyền thông, xây dựng phương pháp canh tác mới nhằm thu được hiệu quả tolớn trong phòng chống dịch bệnh, nâng cao năng suất cây trồng và hiệu quảkinh tế đồng thời bảo vệ môi trường và sức khỏe con người

Hơn 50 loại thuốc kháng sinh khác nhau đã được phân lập từ loài

Streptomyces, bao gồm: streptomycin, chloramphenicol, neomycin và

tetracycline

- Ứng dụng của xạ khuẩn trong phân giải xenlulozo để sản xuất phân hữu cơ

Xạ khuẩn Streptomyces có khả năng sinh emzyme celllulase rất mạnh

nên được ứng dụng để sản xuất chế phẩm phân hủy cellulase trong sản xuấtphân bón hữu cơ, phân hữu cơ vi sinh Hiện tại trên thị trường có rất nhiềuđơn vị sản xuất chế phẩm này như Fitohoocmon, Bio – Sagi, Hatimic

1.3 Tổng quan về nhà máy sản xuât phân hữu cơ vi sinh sinh Mitraco,

Hà Tĩnh

Nhà máy phân hữu cơ vi sinh Mitraco thuộc Tổng công ty Khoáng sản

và Thương mại Hà Tĩnh – CTCP, được khởi công xây dựng ngày 5/9/2014 và

đi vào hoạt động ngày 11/12/2014 Nhà máy phân hữu cơ vi sinh Mitracođược đặt tại tổ dân phố 8 - phường Đậu Liêu - thị xã Hồng Lĩnh - tỉnh HàTĩnh, được xây dựng trên diện tích 7300m2.

Công suất thiết kế nhà máy đạt 30.000 tấn/năm Tuy nhiên giai đoạn đầuchạy thử, nhà máy sản xuất khoảng 2000 – 3000 tấn/năm

Nguyên liệu để sản xuất được thu từ các phế phụ phẩm nông nghiệp nhưphân bò ở các trang trại nuôi bò, phân lợn từ các trang trại chăn nuôi lợn, bèolấy từ đồng ruộng, tro Và nguồn than bùn khai thác được từ các mỏ than bùn.Nguồn gỗ dăm từ các nhà máy chế biến gỗ

Hình 1.2 Nhà máy phân hữu cơ vi sinh Mitraco Hà Tĩnh

Các nguồn nguyên liệu được tập kết về nhà máy Sau đó được đưa vào ủtheo các công thức của các dòng sản phẩm Các đống ủ được đưa về độ ẩmcho thích hợp và bổ sung các chế phẩm vi sinh vật phân hủy cellulase Trongquá trình ủ các đống ủ được đảo trộn theo quy trình và theo độ hoai mục củanguyên liệu

Sau khi ủ chín, đưa nguyên liệu vào sàng nghiền và phối trộn các chấtphụ gia và đóng gói

Sản phẩm của nhà máy cung cấp một lượng phân lớn cho các dự ántrồng rau sạch tại Hà Tĩnh, cải tạo vùng đất bạc màu, bổ sung hữu cơ cho đất,

bổ sung các vi sinh vật hữu ích cho đất

1.4 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Enzyme cellulase là hệ enzyme khá phổ biến ở hầu hết các loài vi sinhvật có trong tự nhiên, bao gồm nấm mốc, xạ khuẩn và cả vi khuẩn Nghiêncứu và ứng dụng của cellulase bắt đầu từ những năm 1950 Cuối thế kỷ XIX

đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu về khả năng tổng hợp cellulase từ các loại

vi sinh vật Nghiên cứu đầu tiên về nấm tổng hợp cellulase phân giải có lẽ làcông trình của A.de Bary (1886) Tiếp theo là nghiên cứu của nhiều tác giảkhác Càng về sau danh sách về các loài nấm có khả năng phân giải cellulosecàng nhiều

Các loài nấm sợi có khả năng sinh ra một lượng lớn cellulase thuộc

giống Alternaria, Trichoderma, Myrothecium, Aspergillus, Penicillium … Trong đó hai giống Trichoderma và Aspergillus được nhiều nhà khoa học

nghiên cứu để sản xuất cellulase (Bothast và Saha, 1997)

Vi khuẩn cũng là đối tượng được nghiên cứu về việc sinh tổng hợpenzyme cellulase Năm 1960, Storwiek và King nghiên cứu và thấy rằng

Celivibrio gilrus có khả năng tổng hợp E.Cx, tối ưu ở pH = 5.9 - 6.0 Năm

1965, Werner nghiên cứu về khả năng tổng hợp Cx của vi khuẩn Acetobacter xylium Trong số những nghiên cứu về khả năng sinh cellulase của vi khuẩn

thì Bacillus là chủng có khả năng sản sinh cellulase ngoại bào với số lượnglớn, và được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn cả Năm 1991, Park và cộng sự

đã nghiên cứu về khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase của chủng

B.subtilis Năm 1989, Robson & Chambliss nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase của B.polymxa, B.cereus Năm 1999, Christakopoulos

và cộng sự đã tiến hành phân lập và đánh giá khả năng tổng hợp enzyme

cellulase của chủng B.pumilus.

Việc nghiên cứu sử dụng bã mía để nuôi cấy vi khuẩn Cellulomonas và

dung sinh khối của vi khuẩn làm thức ăn bổ sung trong chăn nuôi được khởixướng bởi Srinivasan và cộng sự (1968) Một phát hiện đáng chú ý là sinh

khối tạo thành khi nuôi cấy trên bã mía hỗn hợp Cellulomonas với vi khuẩn Pseudomonas có khả năng phân giải cellulose cao hơn rất nhiều khi nuôi cấy

riêng biệt hai chủng này

Ngoài vi khuẩn trong dạ cỏ, người ta cũng phát hiện có cả một số động

vật nguyên sinh có khả năng phân giải cellulose, đáng chú ý là Diplodinum denticulum, Diplodinum medium, Neludintum niedium …(Curilov và

bằng phương pháp điện di các tác giả đã cho rằng enzyme này có ba thànhphần khác nhau Sietsma và cộng sự (1968) nghiên cứu về enzyme của chủng

Streptomyces sp 0143 và nhận thấy enzyme này tác động lên CMC, thích hợp

ở pH = 5.9, to= 37oC

Golovina và cộng sự (1968) đã tuyển chọn chủng

Streptomycesdiastaticus ở đất rừng, phát triển tốt ở 40oC, tổng hợp cellulase

và hemicellulase

Fergus (1969) nhận thấy T.curvata tổng hợp khá nhiều enzym Cx khi

nuôi trên môi trường CMC Khả năng tích lũy Cx còn thấy ở một số loài khác

như Streptomyces rectes, Streptomyces thermovulgaris.

Stazeberger và cộng sự (1971) nuôi cấy T.curvata ưa nhiệt trên môi

trường chứa cellulose vi tinh thể và cao nấm men có bổ sung 0.1 % bôngnghiền nhỏ Nhận thấy khả năng tổng hợp C1và Cxtăng lên rõ rệt

Nhìn chung đã có khá nhiều nghiên cứu về Streptomyces đánh giá, phân

loại, nghiên cứu điều kiện tối ưu để sinh ra enzym cellulase cao nhất (Mc.Carthy và cộng sự, 1984; Goodfellow, 1971; Jone, 1975 và Willian, 1983).Amira M và cộng sự (1998) nghiên cứu sự tổng hợp cellulase từ

Streptomyces sp AT7, nhận thấy chủng này có khả năng tổng hợp cả C1và Cx

trong môi trường lỏng chứa 2 % CMC với hoạt tính cao nhất ở 37oC, hoạt tính

C1là 6mg/ml/h sau 2 ngày, Cxlà 13.6 mg/ml/h sau 9 ngày

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Trong những năm gần đây ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu về visinh vật phân hủy cellulose và cellulase Trước năm 2007, những nghiên cứunày chủ yếu đề cập vấn đề phân lập các chủng vi sinh vật và đánh giá ảnhhưởng của một số yếu tố môi trường đến khả năng sinh tổng hợp cellulasenhư: Tuyển chọn, nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường lên khảnăng sinh tổng hợp cellulase và tinh sạch, đánh giá tính chất hóa lý củacellulase từ chủng penicillium sp.Nghiên cứu về sinh tổng hợp và một số đặctính của cellulase (typ CMCase) ở A.niger VS-1 trên môi trường đặc

Trong những năm gần đây ở Việt Nam đã có một sốnghiên cứu về cellulase nói chung và vsv phân hủy cellulose nói riêng.Những nghiên cứu này chủ yếu đề cập vấn đề phân lập các chủng VSV vàđánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường đến khả năng sinh tổng hợpcellulase Đã có một số công trình nghiên cứu về XK nói chung và XK ưanhiệt nói riêng Các nghiên cứu cho thấy xạ khuẩn được tìm thấy trong nhiều

cơ chất như đất, bùn, rơm, rác, phân ủ nóng hoặc trên một số nguồn

cơ chất khác Các công trình nghiên cứu về xạ khuẩn ưa nhiệtphân giải cellulose chỉ mới bắt đầu trong những năm gần đây

Năm 1986, Nguyễn Đình Quyến & cộng sự đã phân lập được trên 300chủng XK ưa nhiệt và XK ưa ấm, cho thấy 75 % XK ưa ấm và 86 % XK ưanhiệt phân lập từ bùn sông có khả năng phân giải Na-CMC Trong số XK ưanhiệt phân giải cel có 16,4 % thuộc loại phân giải mạnh và

14 % là rất mạnh Ngoài khả năng phân giải Na - CMC, các chủng

XK ưa nhiệt này còn có khả năng phân giải vi tinh thể Trong 29 chủng

có hoạt tính chỉ tách được 1 chủng có hoạt tínhExoglucanase mạnh với hiệu số phân giải vòng là 2,7 cm Năm 1989, theonghiên cứu của Kiều Hữu Ảnh & cộng sự, khi phân lập từ các bãi rác, bãi ngômục và vải bạt bị nhiễm mốc, đã tuyển chọn và thuần khiết được 15 chủngmốc và 29 chủng XK phân giải cel, trong đó 2 chủng

Actinomyces griscus TH416 và Actinomyces griseus X13 có khả năng phân

giải khá mạnh cả cel tự nhiên lẫn Na-CMC Điều này chứng tỏ hoạt tính của

cả 2 loại enzyme C1 và Cx trong hai chủng này đều cao

Nguyễn Đức Lượng (1996) nghiên cứu tính chất của một số vi sinh vật

có khả năng tổng hợp cellulase cao và ứng dụng trong công nghệ xử lí chấtthải hữu cơ DTQ - HK1 nghiên cứu phân loại và xác định hoạt tính cellulasecủa chủng xạ khuẩn ưa nhiệt XKS2

Vũ Thị Thanh Bình và cộng sự (1990) phân lập được hàng trăm chủng

xạ khuẩn ưa nhiệt trong đó có 10 chủng có khả năng tổng hợp cellulase trênmôi trường CMC và avicel, bông, giấy lọc Nguyễn Đức Lượng và cộng sự

(1999) nghiên cứu một số tính chất của cellulase của xạ khuẩn Actinomyces fluorescens được nghiên cứu kỹ Phạm Ngọc Lan và cộng sự (1999) phân lập

và tuyển chọn được 192 chủng xạ khuẩn ưa ấm có khả năng phân giải bộtcellulose và CMC

Đối tượng nấm men cũng được các nhà khoa học tập trung nghiên cứunhằm tổng hợp enzyme cellulase Năm 1989, Lê Thị Hồng Mai nghiên cứu về

sinh tổng hợp và một số đặc tính của cellulase (typ CMCase) ở A niger VS-1 trên MT lên men bán rắn Năm 2001, Huỳnh Anh nghiên cứu về nấm sợi T reesei sinh tổng hợp enzym cellulase trên môi trường lỏng với nguồn cacbon

là CMC Năm 2002, Kiều Hoa nghiên cứu sinh tổng hợp enzym cellulasevới nguồn cacbon là cellulose tinh khiết, cám trấu, bã mía, vỏ cà phê Năm

2003, Hoàng Quốc Khánh nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp và đặc điểm

cellulase của A.niger Rnnl 363 Năm 2004, Trần Thạnh Phong khảo sát khả năng sinh tổng hợp enzym cellulase từ T reesei và A niger trên MT lên men

bán rắn Năm 2005, Lê Thị Hồng Nga nghiên cứu sự sinh tổng hợp cảmứng pectinase và cellulase của một số chủng nấm mốc

Trong những năm gần đây, đã xuất hiện những nghiên cứu không chỉphân lập các chủng vi sinh vật từ nhiều nguồn gốc khác nhau mà còn đánh giáhoạt tính enzyme cellulase của các chủng phân lập, thử nghiệm vào xử lý môitrường, sản xuất nông nghiệp Năm 2011, Võ Văn Quế, Cao Ngọc Điệp phânlập được 96 dòng vi khuẩn từ đất trồng lúa, 4 dòng vi khuẩn từ dịch dạ cỏ

bò có khả năng sản sinh hiệu quả enzyme cellulase ngoại bào Năm 2014,Nguyễn Ngọc Trúc Ngân, Phạm Thị Ngọc phân lập được 112 chủng vi khuẩn,

92 chủng xạ khuẩn và 55 chủng nấm mốc có khả năng phân giải cellulose vàchọn được các chủng PV41, PX90 và PM39 có hoạt tính mạnh nhất Năm

2014, Nguyễn Thị Thúy Nga đã phân lập được 25 chủng vi sinh vật có khảnăng phân giải xenlulo, trong đó có 10 chủng vi sinh vật có khả năng phângiải xenlulo mạnh, có đường kính vòng phân giải >15mm từ 30 mẫu đất thuthập từ đất trống đồi núi trọc