Bacillus là trực khuẩn Gram dương, tế bào hình que thẳng, kích thước 0,5 – 2,5 µm x 1,2 – 10 µm và thường được sắp xếp thành từng cặp hoặc chuỗi, có đầu tròn. Bacillus có phổ chịu nhiệt, pH và độ mặn rộng, con đường biến dưỡng bằng hình thức lên men hoặc hô hấp, hầu hết có catalase dương tính (Holt et al., 1994)
Vi khuẩn Bacillus có thể sản xuất một số hợp chất ức chế sự phát triển của vi khuẩn cạnh tranh. Trong số các hợp chất này, các bacteriocin là quan trọng nhất (Farzanfar, 2006). Bên cạnh đó, Bacillus còn sản xuất kháng sinh polypeptide, chẳng hạn như bacitracin, gramicidin S, polymyxin và tyrotricidin có khả năng chống lại nhiều loài vi khuẩn Gram dương và Gram âm (Balcázar and Luna, 2007). Chúng có thể sử dụng các enzyme ngoại bào do quá trình phân giải polysaccharide, nucleic acid và lipid làm nguồn carbon và chất cho điện tử (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 1975). Các loài thuộc chi Bacillus được biết đến là vi sinh vật có khả năng sản xuất các loại enzyme có lợi trong công nghiệp. Enzyme sản xuất bởi các dòng vi khuẩn thuộc chi này chiếm khoảng 50% tổng thị trường enzyme. Các loài Bacillus khác nhau có thể sản xuất một số enzyme quan trọng như amylase, cellulase, tannase, pectinase và betaglucosidase (Kakou et al., 2017).
Ngoài ra, Bacillus được sử dụng rộng rãi nhất làm probiotic bao gồm B. subtilis, B. clausii, B. cereus, B. coagulans và B. licheniformis. Các bào tử ổn định nhiệt của Bacillus có nhiều ưu điểm hơn so với những loài không sinh bào tử khác như Lactobacillus spp. Các chế phẩm sinh học chứa bào tử đang được sử dụng rộng rãi ở người như là chất bổ sung dinh dưỡng, ở động vật như chất kích thích tăng trưởng và các chất cạnh tranh chống vi sinh vật gây bệnh, trong nuôi trồng thuỷ sản để tăng cường sự phát triển và chống chịu bệnh tật của tôm nuôi (Cutting, 2011). Các yếu tố về sự chống chịu pH và độ mặn của Bacillus cũng được quan tâm. Độ muối tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển của tôm là 15 – 25‰, pH thích hợp cho tôm nuôi từ 7,5 – 8,35 (Phạm Thị Tuyết Ngân và Trương Phú Quốc, 2010). Nồng độ muối thích hợp là 7,5 – 8,2 và giá trị pH phù hợp với điều kiện ao nuôi tôm nước lợ ở nước ta là 7,5 – 8,2 (Nguyễn Văn Hảo, 2004). Do đó, nghiên cứu này được tiến hành nhằm khảo sát một số đặc tính có lợi (khả năng đối kháng với các dòng vi khuẩn gây bệnh, khả năng sinh enzyme ngoại bào, khả năng chịu pH và chịu mặn) của các dòng Bacillus spp. phân lập từ hệ tiêu hóa của tôm thẻ chân trắng tại một số huyện thuộc tỉnh Kiên Giang nhằm ứng dụng các dòng vi khuẩn này trong sản xuất các chế phẩm probiotic phục vụ cho nuôi trồng thủy sản nói chung và nuôi tôm nói riêng.
Nghiên cứu do Nhóm tác giả: Huỳnh Ngọc Thanh Tâm và Huỳnh Văn Thịnh Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ thực hiện.
Vật liệu nghiên cứu Mẫu tôm thẻ chân trắng là tôm trưởng thành được thu tại các ao nuôi tôm ở các huyện: An Minh, An Biên, U Minh Thượng và Vĩnh Thuận thuộc tỉnh Kiên Giang. Mỗi huyện thu mẫu tại một ao nuôi tôm với khối lượng mẫu khoảng 200 g (khoảng 80 con/kg). Mẫu được bảo quản lạnh bằng cách ướp đá trong thùng xốp trong suốt quá trình vận chuyển đến phòng thí nghiệm. Vi khuẩn kiểm định: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Aeromonas sp. và Pseudomonas sp. được cung cấp bởi Bộ môn Công nghệ Sinh học Vi sinh vật, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ.
Trong nghiên cứu, Nhóm tác giả sử dụng các phương pháp:
– Phân lập các dòng vi khuẩn Bacillus spp.
– Khảo sát khả năng kháng khuẩn Sử dụng phương pháp khuếch tán trên giếng thạch của Zokaeifar et al. (2012)
– Khảo sát khả năng sinh enzyme ngoại bào trên môi trường LB agar có bổ sung cơ chất thích hợp theo phương pháp của Trần Thị Bích Quyên (2012) có hiệu chỉnh để phù hợp với điều kiện thí nghiệm.
– Khảo sát khả năng chịu mặn của các dòng vi khuẩn theo phương pháp của Trần Vũ Đình Nguyên và ctv. (2014) có hiệu chỉnh để phù hợp với điều kiện thí nghiệm.
– Khảo sát khả năng chịu pH Chuẩn bị môi trường LB được thay đổi pH về các mức 4, 5, 6, 7, 8, 9 (do điều kiện pH thích hợp cho tôm nuôi từ 7,5 – 8,35).
– Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu được nhập liệu, xử lý và vẽ biểu đồ bằng phần mềm Excel 2010. Phần mềm Minitab 16 được sử dụng để phân tích phương sai (ANOVA) và hệ số biến động (CV). So sánh trung bình sự khác biệt bằng kiểm định Tukey.
KẾT LUẬN
Nghiên cứu đã phân lập được 20 dòng vi khuẩn Bacillus spp. từ hệ tiêu hóa của các mẫu tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) ở các ao nuôi tôm thuộc địa bàn tỉnh Kiên Giang. Trong đó, có 11 trong tổng số 20 dòng thể hiện khả năng đối kháng với ít nhất 1 dòng vi khuẩn kiểm định gồm Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Aeromonas sp., Pseudomonas sp., đồng thời cả 11 dòng đều có khả năng sinh ít nhất 1 loại enzyme ngoại bào gồm amylase, cellulase và protease. Dòng AM2 và AM3 thể hiện khả năng kháng khuẩn và sinh enzyme ngoại bào cao được tiến hành khảo sát khả năng chịu mặn, chịu pH. Kết quả cho thấy cả 2 dòng đều có khả năng phát triển trong môi trường được bổ sung nồng độ muối từ 1-5% và pH từ 4-9. Qua đó có thể thấy cả 2 dòng vi khuẩn đều có các đặc tính và tiềm năng để làm nguồn nguyên liệu sản xuất các chế phẩm probiotic ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản nói chung và trong nuôi tôm nói riêng. Kết quả giải trình tự bằng phương pháp 16S rRNA kết hợp với các đặc điểm hình thái học và các đặc điểm sinh hóa cho thấy 2 dòng AM2 và AM3 tương đồng 99% với Bacillus subtilis và Bacillus cereus rRNA đã được đăng ký trên GenBank với mã số lần lượt là MN907469 và MN907471.
Theo Tạp chí Khoa học Trường ĐHCT, Tập 56, Số 2B (2020): 44-52
