Bảo tồn, lưu giữ nguồn gen vi sinh vật trồng trọt

Nguồn gen vi sinh vật (VSV) có vai trò vô cùng quan trọng trong chiến lược phát triển công nghệ sinh học. Đây là nguồn vật liệu khởi đầu cho các kỹ thuật di truyền, công nghệ vi sinh và công nghệ lên men. Cho đến nay người ta đã biết hầu hết các loài động vật và 95% các loài thực vật trên trái đất, nhưng với vi sinh vật thì mới biết chưa đến 10%. Như vậy nguồn gen vi sinh vật vẫn ẩn chứa một tiềm năng to lớn mà con người vẫn chưa có khả năng làm chủ và khai thác. Hiện nay, trên thế giới có khoảng 600 sưu tập gen vi sinh vật thuộc 68 nước là thành viên của Liên đoàn bảo vi sinh vật thế giới (WFCC-World Ferderal Culture Collection).

Công tác lưu giữ và bảo tồn nguồn gen vi sinh vật có một ý nghĩa lớn trong mọi phòng nghiên cứu và trong công nghệ vi sinh. Ở nước ta nhiều cơ quan, viện nghiên cứu, trường đại học đã tiến hành thu thập được một số tập đoàn giống vi sinh vật. Hệ thống bảo tồn quỹ gen vi sinh vật ở Việt Nam hiện nay bao gồm bảo tàng giống chuẩn phục vụ công tác giáo dục, đào tạo; quỹ gen vi sinh vật y tế; quỹ gen vi sinh vật thú y; quỹ gen vi sinh vật công nghiệp và quỹ gen vi sinh vật nông nghiệp. Các nguồn gen vi sinh vật nông nghiệp được lưu giữ ở nước ta được lưu giữ chủ yếu trên môi trường thạch nghiêng nên chưa bảo quản được lâu dài, dễ mất hoạt tính. Một số cơ sở đã có bảo quản bằng phương pháp đông khô, lạnh sâu; Tuy nhiên số lượng số lượng nguồn gen được bảo quản bằng các phương pháp này còn hạn chế. Mặt khác, trong quá trình bảo quản, các chủng vi sinh vật có thể bị thoái hóa giống. Do đó, ngoài việc đánh giá độ thuần, khả năng sống, cần được đánh giá lại hoạt tính sinh học của các chủng VSV trong quá trình bảo quản. Nguồn gen vi sinh vật nói riêng và nguồn gen động, thực vật và vi sinh vật nói chung là nguồn tài nguyên quí giá neen việc bảo tồn, lưu giữ và tăng cường khả năng khai thác sử dụng nguồn gen vi sinh vật có ý nghĩa lớn trong sản xuất nông nghiệp.

Hiện nay trên thế giới nhiều sản phẩm phân bón, thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc từ vi sinh vật đã và đang được sử dụng cho phát triển nông lâm nghiệp bền vững. Vì vậy việc bảo tồn nguồn gen động, thực vật và vi sinh vật đang được Nhà nước quan tâm.  Bảo tồn và lưu giữ nguồn gen vi sinh vật được xây dựng dựa trên kế thừa các kết quả về bảo tồn và lưu giữ nguồn gen VSV trồng trọt. Việc phân lập, tuyển chọn, đánh giá nguồn gen vi sinh vật dựa trên tính cấp thiết về hoạt tính sinh học cần bổ sung. Việc khai thác sử dụng nguồn gen VSV dựa trên hoạt tính sinh học của nguồn gen và nhu cầu thực tiễn. Năm 2020, nhiệm vụ Qũy gen vi sinh vật trồng trọt (VSV TT) ngoài nội dung bảo tồn, lưu giữ thường xuyên nguồn gen, tập trung thực hiện nội dung đánh giá chi tiết nguồn gen (phân loại đến loài bằng giải trình tự 16S rARN, xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL), cập nhập thông tin về nguồn gen nhằm tăng cường khả năng khai thác sử dụng nguồn gen vi sinh vật.

Nhằm mục tiêu lâu dài bảo tồn và lưu giữ, góp phần sử dụng hiệu quả, bền vững nguồn gen vi sinh vật trồng trọt phục vụ phát triển nông nghiệp, nhóm nghiên cứu, đứng đầu là TS. Nguyễn Thu Hà, Viện Thổ Nhưỡng Nông hóa (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) đã thực hiện đề tài: “Bảo tồn, lưu giữ nguồn gen vi sinh vật trồng trọt”.

Sau một thời gian triển khai, đề tài đã tổ chức thực hiện đầy đủ các nội dung nghiên cứu bảo, đảm tiến độ đáp ứng mục tiêu đề ra theo thuyết minh và hợp đồng. Cụ thể như sau:

1. Lưu giữ, bảo quản nguồn gen VSV TT

+ Lưu giữ, bảo quản thường xuyên 709 chủng VSV TT; Trong đó bảo quản, lưu giữ dài hạn bằng phương pháp đông khô (62 chủng), lạnh sâu (709 chủng), nitơ lỏng (73 chủng), trên giấy làm khô trong chân không (21 chủng); bảo quản, lưu giữ ngắn hạn bằng phương pháp bảo quản thạch nghiêng (709 chủng), thạch bán lỏng (22 chủng);

+ Cấy truyền định kỳ trên môi trường thạch nghiêng (709 chủng), trên môi trường thạch bán lỏng (22 chủng); đảm bảo khả năng sống, mật độ tế bào VSV trong mỗi ống bảo quản đạt > 103 CFU;

+ Bảo quản thêm các chủng VSV TT bằng phương pháp bảo quả trên giấy làm khô trong chân không (21 chủng), lạnh sâu (483 chủng), đông khô (50 chủng).

2. Đánh giá nguồn gen VSV TT

+ Phân loại đến loài của 10 chủng VSV TT bằng giải trình tự gen 16s ARN riboxom.

+ Đánh giá hoạt độ xenlulaza của 10 chủng Trichoderma hiện lưu giữ; hàm lượng đường khử đạt 10,0 -13,8 mg/ml sau 4 - 5 ngày nuôi cấy; hoạt độ xenlulaza tính theo đơn vị giấy lọc đạt 3,64 - 4,02 FPU/ml.

+ Đề xuất danh sách dự kiến đưa ra khỏi danh mục bảo tồn, lưu giữ dựa trên tiêu chí: Các nguồn gen VSV không thuộc đối tượng lưu giữ (các nguồn gen VSV gây bệnh thực vật). Danh sách danh sách đề xuất gồm 10 chủng VSV TT.

3. Tư liệu hóa nguồn gen VSVTT:

Chụp ảnh tế bào của 15 chủng VSV TT bằng kính hiển vi điện tử và cập nhập trên trang web (http://bmvisinhvat.blogspot.com).

Cập nhập phương pháp bảo quản (Bảo quản trên giấy làm khô trong chân không: 21 chủng, trong lạnh sâu 483 chủng, đông khô: 50 chủng) và kết quả đánh giá chi tiết (hoạt độ xenlulaza của 10 chủng Trichoderma) vào CSDL.

4. Cung cấp, trao đổi thông tin nguồn gen VSV TT

Cung cấp 111 chủng VSVTT cho các nhiệm vụ KHCN cấp Nhà nước và cấp Bộ.

Nhóm đề tài kiến nghị cần tiếp tục bảo tồn, lưu giữ thường xuyên và định kỳ cấy truyền nguồn gen VSV TT; Bảo quản dài hạn thêm các chủng VSV TT bằng phương pháp bảo quản đông khô; Đánh giá lại hoạt tính sinh học của các chủng VSV TT hiện lưu giữ; Phân lập, tuyển chọn nguồn gen VSV TT còn ít về số lượng hoặc có tiềm năng về hoạt tính sinh học, đặc biệt là nhóm hoạt tính có tính ứng dụng, phục vụ phát triển NN hữu cơ: VSV có khả năng sinh hoạt chất KTST TV và chịu mặn. Tiếp tục đánh giá tiềm năng sử dụng nguồn gen VSV TT hiện lưu giữ: khả năng sử dụng các chủng Streptomyces hiện lưu giữ trong xử lý nguồn phụ phẩm giàu các bon làm nguyên liệu hữu cơ và tiếp tục bổ sung CSDL, tư liệu hóa nguồn gen VSV TT.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18958/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Vista.gov.vn