Ảnh hưởng của các điều kiện lên men lên khả năng sinh chất kháng sinh kháng nấm Fusarium oxysporum của hai chủng xạ khuẩn Streptomyces cyaneogriceus HD54 và Streptomyces hygroscopicus HD58

 89 
29(1): 89-94 Tạp chí Sinh học 3-2007 
ảNH HƯởNG CủA CáC ĐIềU KIệN LÊN MEN LÊN KHả NĂNG 
SINH CHấT KHáNG SINH KHáNG NấM FUSARIUM OXYSPORUM 
CủA HAI CHủNG Xạ KHUẩN STREPTOMYCES CYANEOGRICEUS HD54 
Và STREPTOMYCES HYGROSCOPICUS HD58 
Lê Thị Thanh Xuân 
Viện Công nghệ sinh học 
Tăng Thị Chính 
Viện Công nghệ môi tr−ờng 
ở Việt Nam, một n−ớc nhiệt đới nóng ẩm, 
các bệnh do nấm gây ra gây thiệt hại nghiêm 
trọng cho mùa màng. Việc sử dụng thuốc hóa 
học để trừ nấm th−ờng là độc, nếu thuốc còn tồn 
d− trong đất, n−ớc và nông sản sẽ ảnh h−ởng 
đến sức khỏe của con ng−ời, gây ô nhiễm môi 
tr−ờng sống và làm mất cân bằng sinh thái. Vì 
vậy, đấu tranh sinh học (Biocontrol) chống bệnh 
ở thực vật đM đ−ợc Hội nghị t− vấn khu vực châu 
á - Thái Bình D−ơng của FAO năm 1992 khẳng 
định là nền tảng của Ch−ơng trình quản lý thống 
nhất các bệnh dịch. Một trong các biện pháp đấu 
tranh sinh học là sử dụng một hay nhiều loại vi 
sinh vật để kiềm chế bệnh ở thực vật sinh ra từ 
đất [4, 5, 6]. 
 ở Việt Nam, đM có nhiều công trình khoa 
học nghiên cứu và ứng dụng các biện pháp đấu 
tranh sinh học trong bảo vệ thực vật [2]. Trong 
bài báo này, chúng tôi trình bày các kết quả 
nghiên cứu ảnh h−ởng của một số điều kiện lên 
men đến sự sinh tr−ởng, phát triển và khả năng 
sinh chất kháng sinh kháng nấm Fusarium 
oxysporum gây bệnh thối cổ rễ ở thực vật của 
hai chủng xạ khuẩn Streptomyces cyaneogriceus 
HD54 và S. hygroscopicus HD58 phân lập từ 
mẫu đất ở Việt Nam. 
I. PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU 
1. Vi sinh vật 
- Hai chủng xạ khuẩn S. cyaneogriceus 
HD54 và S. hygroscopicus HD58 đ−ợc phân lập 
từ mẫu đất ở tỉnh Hải D−ơng [1]. 
- Nấm Fusarium oxysporum Fo47, đ−ợc 
nhận từ phòng Công nghệ lên men - Viện Công 
nghệ sinh học, là loài nấm gây bệnh thối cổ rễ ở 
thực vật. 
2. Môi tr−ờng 
Grauze 1, A-4, A-4H, A-9, A-12, Czapek, 
Czapek-Dox. 
3. Ph−ơng pháp 
- Xác định hoạt tính kháng sinh [2]. 
- Định l−ợng kháng sinh theo bảng xác định 
hoạt tính sinh học của các chất kháng sinh của 
Dmitrieva [3]. 
- Xác định chất kháng sinh nội bào, ngoại 
bào [2]: lấy 10 ml dịch nuôi cấy để ly tâm ở 
3000 vòng/phút trong 20 phút; phần sinh khối ở 
d−ới đ−ợc chiết 2 lần (mỗi lần 5 ml) bằng dung 
môi a-xê-ton ở 45oC trong 30 phút. Sau đó, ly 
tâm để loại sinh khối và trộn 2 lần chiết thành 
10 ml dung môi mỗi loại. Dịch lọc đ−ợc bổ sung 
các loại dung môi không hoà tan nh− bu-ta-nol, 
clo-rô-phoóc với tỷ lệ 4: 6 và lắc định kỳ; sau 24 
giờ dùng phễu chiết tách dung môi. Kiểm tra 
hoạt tính kháng sinh của dung môi chiết từ sinh 
khối, dung môi chiết từ dịch lọc và dịch đM chiết 
dung môi. 
II. KếT QUả Và THảO LUậN 
1. ảnh h−ởng của nhiệt độ lên sự sinh 
tr−ởng, phát triển và khả năng sinh tổng 
hợp chất kháng sinh của 2 chủng xạ 
khuẩn HD54 và HD58 
 90 
Để nghiên cứu ảnh h−ởng của nhiệt độ lên 
sự sinh tr−ởng, phát triển và khả năng sinh chất 
kháng sinh của 2 chủng HD54 và HD58, chúng 
tôi sử dụng các thang nhiệt độ nh− sau: 20oC, 
30oC, 37oC và 45oC. Hai chủng xạ khuẩn đ−ợc 
nuôi trong môi tr−ờng Gauze1 lỏng trên máy lắc 
tròn 220 vòng/phút, ở 300C kéo dài trong 120 
giờ. Kết quả xác định sinh khối khô và hoạt tính 
kháng sinh bằng ph−ơng pháp giếng thạch đ−ợc 
trình bày ở bảng 1. 
Bảng 1 
ảnh h−ởng của nhiệt độ lên sự sinh tr−ởng, phát triển và khả năng sinh tổng hợp 
chất kháng sinh của hai chủng xạ khuẩn HD54 và HD58 
Sinh khối khô 
(mg/ml) 
Đ−ờng kính của vòng ức chế F. oxysporum Fo.47 
(D - d) mm 
Nhiệt độ 
nuôi cấy 
HD54 HD58 HD54 HD58 
25oC 14,54 15,23 15 20 
30oC 18,4 19,0 22 25 
37oC 11,20 12,45 13 8 
45oC 0 0 0 0 
Kết quả ở bảng 1 cho thấy cả 2 chủng xạ 
khuẩn HD54 và HD 58 đều sinh tr−ởng và phát 
triển tốt nhất ở 30oC, còn ở 25oC và 37oC chúng 
phát triển yếu hơn và không có khả năng sinh 
tr−ởng ở 45oC. Điều đó cho thấy cả 2 chủng xạ 
khuẩn HD54 và HD 58 thuộc nhóm vi sinh vật 
−a ấm. Hoạt tính kháng sinh của 2 chủng này 
cũng phụ thuộc vào nhiệt độ nuôi cấy, khi nuôi 
ở 30oC, cả 2 chủng xạ khuẩn sinh chất kháng 
sinh ức chế nấm F. oxysporum Fo.47 mạnh 
nhất. Nh− vậy, nhiệt độ 30oC là nhiệt độ thích 
hợp nhất cho sự sinh tr−ởng và khả năng sinh 
chất kháng sinh ức chế nấm F. oxysporum Fo.47 
của 2 chủng xạ khuẩn này. Vì vậy, chúng tôi 
chọn nhiệt độ 30oC để nuôi cấy trong các nghiên 
cứu tiếp theo. 
2. ảnh h−ởng của pH 
Thang pH đ−ợc lựa chọn để nghiên cứu từ 
pH5 đến pH10. Các chủng xạ khuẩn đ−ợc nuôi 
trong môi tr−ờng Gauze1 lỏng trên máy lắc tròn 
220 vòng/phút, ở nhiệt độ 30oC trong 120 giờ. 
Xác định các thông số lên men và khả năng sinh 
chất kháng sinh kháng nấm F. oxysporum Fo.47 
bằng ph−ơng pháp giếng thạch. Kết quả đ−ợc 
trình bày ở bảng 2 và hình 1. 
Kết quả ở hình 1 và bảng 2 cho thấy 2 chủng 
xạ khuẩn HD54 và HD58 sinh tr−ởng mạnh nhất 
ở pH = 7 và nếu giá trị của pH càng cao thì khả 
năng sinh tr−ởng của chúng càng yếu. Tuy 
nhiên, các chủng này có khả năng phát triển 
đ−ợc trên môi tr−ờng kiềm (pH = 9). 
0
5
10
15
20
25
5 6 7 8 9 10 11
pH
Si
n
h 
kh
o
i k
ho
(m
g/
m
l)
HD54
HD58
Hình1. ảnh h−ởng của pH tới sự sinh tr−ởng 
của 2 chủng HD 54 và HD 58 
Kết quả ở bảng 2 cũng cho thấy khi nuôi 2 
chủng xạ khuẩn trên các môi tr−ờng có pH khác 
nhau thì khả năng sinh chất kháng sinh kháng 
nấm F. oxysporium Fo.47 cũng rất khác nhau; 
trong môi tr−ờng pH = 7, chúng sinh chất kháng 
sinh ức chế nấm mạnh nhất và hoạt tính kháng 
nấm giảm dần khi pH tăng dần hoặc giảm dần. 
Đối với chủng HD54, khi tăng pH ban đầu của 
môi tr−ờng đến 9 thì hoạt tính kháng nấm không 
còn; còn đối với chủng HD58, hoạt tính kháng 
nấm tuy giảm, nh−ng vẫn còn ở mức cao. Điều 
đó chứng tỏ rằng chủng HD58 có khả năng chịu 
kiềm tốt hơn chủng HD54. Từ các kết quả 
nghiên cứu trên, pH ban đầu của môi tr−ờng 
Si
nh
 k
hố
i k
hô
 (
m
g/
m
l)
 91 
nuôi cấy thích hợp nhất cho sự sinh tr−ởng, phát 
triển và khả năng sinh kháng sinh của 2 chủng 
xạ khuẩn này là pH = 7. Vì vậy, chúng tôi chọn 
pH = 7 cho các nghiên cứu tiếp theo. 
Bảng 2 
ảnh h−ởng của pH lên sự sinh tr−ởng và khả năng sinh chất kháng sinh 
kháng F. oxysporium Fo.47 của 2 chủng xạ khuẩn HD54 và HD58 
Sinh khối khô 
(mg/ml) 
Đ−ờng kính của vòng ức chế nấm F. oxysporium Fo.47 
(D - d) mm pH 
HD54 HD58 HD54 HD58 
5 7,55 6,78 10 13 
6 16,55 15,15 28 32 
7 19,05 19,7 32 35 
8 15,9 12,45 17 30 
9 11,15 10,25 0 27 
pH 6,45 4,57 0 0 
3. Lựa chọn môi tr−ờng lên men thích hợp 
của 2 chủng xạ khuẩn HD54 và HD58 
Theo kết quả nghiên cứu trong nhiều năm về 
xạ khuẩn sinh chất kháng sinh của Porter, ông 
đM lựa chọn 4 môi tr−ờng lên men cơ bản để 
nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp chất kháng 
sinh của các chủng xạ khuẩn là: A-4, A-4H, A-9 
và A-12 [3]. Từ các môi tr−ờng cơ sở này, có thể 
lựa chọn môi tr−ờng thích hợp cho 2 chủng xạ 
khuẩn HD54 và HD58. Dựa vào kết quả nghiên 
cứu pH và nhiệt độ của 2 chủng này, chúng tôi 
tiến hành lên men trên các môi tr−ờng cơ sở để
chọn môi tr−ờng lên men thích hợp. 
Chủng xạ khuẩn đ−ợc hoạt hoá trên môi 
tr−ờng thạch nghiêng và nhân giống trên môi 
tr−ờng Gause 1 dịch thể. Sau 48 giờ nuôi trên 
máy lắc tròn, giống phát triển tốt đ−ợc cấy 
truyền 5% sang các môi tr−ờng lên men cơ bản: 
A-4, A-4H, A-9 và A-12. Tiếp theo đó, bình lên 
men đ−ợc nuôi trên máy lắc tròn 220 vòng/phút 
kéo dài trong 120 giờ. Kết quả xác định pH, 
l−ợng sinh khối và hoạt tính kháng nấm F. 
oxysporum Fo.47 của 2 chủng xạ khuẩn HD54 
và HD58 đ−ợc trình bày ở bảng 3. 
Bảng 3 
Khả năng sinh tr−ởng và hoạt tính kháng nấm 
của 2 chủng xạ khuẩn HD54 và HD58 khi lên men trên 4 môi tr−ờng cơ bản 
Sinh khối khô 
(mg/ml) 
Đ−ờng kính của vòng ức chế nấm F. oxysporum Fo.47 
(D - d) mm 
Môi tr−ờng 
lên men 
HD54 HD58 HD54 HD58 
A- 4 12,23 17,592 20 25 
A- 4H 10,83 13,304 22 24 
A- 9 7,35 8,43 10 10 
A-12 15,56 20,32 28 30 
Kết quả trình bày ở bảng 3 cho thấy 2 chủng 
xạ khuẩn HD54 và HD58 khi lên men trên môi 
tr−ờng A-12 đều phát triển tốt nhất và sinh chất 
kháng sinh kháng nấm F. oxysporum Fo.47 
mạnh nhất. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn môi 
tr−ờng A-12 để tiếp tục nghiên cứu thu nhận
chất kháng sinh. 
4. Động thái lên men của 2 chủng xạ khuẩn 
HD54 và HD58 trên môi tr−ờng A-12 
Từ những kết quả nghiên cứu trên, chúng tôi 
đM chọn môi tr−ờng A-12, pH = 7 để nuôi lắc 
 92 
220 vòng/phút ở nhiệt độ 30oC để nghiên cứu 
động thái lên men sinh chất kháng sinh kháng 
nấm F. oxysporum Fo.47 của 2 chủng HD54 và 
HD58. Kết quả đ−ợc trình bày ở bảng 4. 
Bảng 4 
Động thái lên men của 2 chủng xạ khuẩn HD54 và HD58 trên môi tr−ờng A-12 
Thời gian lên men (giờ) 
Chủng xạ khuẩn 
0 24 48 72 96 120 144 168 
pH của dịch 
nuôi cấy 
7,0 6,23 6,18 6,54 6,51 6,59 6,77 5,56 
Hoạt tính kháng 
nấm Fo.47 
- - - 15,6 27,5 34 30,8 26 HD54 
Sinh khối khô 
(mg/ml) 
- 10,73 14,13 19,59 24,03 17,12 16,74 
16,64 
pH của dịch 
nuôi cấy 
7,0 6,72 6,64 6,68 7,05 7,23 6,00 5,67 
Hoạt tính kháng 
nấm Fo.47 
- - - 22,5 33 35,5 30,5 28 HD58 
Sinh khối khô 
(mg/ml) 
- 13,27 18,33 24,32 32,93 30,77 27,1 23,36 
Hình 2. Hoạt tính kháng nấm F. oxysporum Fo.47 của chủng HD58 trong quá trình lên men 
Nh− chúng ta đM biết, sự sinh tr−ởng và phát 
triển của các chủng xạ khuẩn trong quá trình lên 
men mang đặc tính của từng chủng và có liên 
quan chặt chẽ đến khả năng sinh tổng hợp 
kháng sinh của chúng. Kết quả ở bảng 4 cho 
thấy sinh khối của 2 chủng xạ khuẩn HD54 và 
HD58 bắt đầu tăng nhanh từ giờ thứ 24 của quá 
trình lên men và đạt cực đại ở giờ thứ 96, sau đó 
giảm dần. Điều này liên quan chặt chẽ đến sự 
hình thành các axit hữu cơ trong môi tr−ờng và 
sự sinh tr−ởng của xạ khuẩn. Sự sinh tr−ởng của 
xạ khuẩn đạt cực đại ở giờ thứ 96 và giảm dần 
trong cả quá trình lên men tiếp theo, bởi sau 96 
giờ lên men, khuẩn ty của xạ khuẩn bị phân 
đoạn và tự phân, dẫn đến l−ợng sinh khối giảm. 
Hai chủng xạ khuẩn HD54 và HD58 bắt đầu
sinh tổng hợp chất kháng sinh kháng nấm F. 
oxysporum Fo.47 sau 48 giờ lên men và tăng 
nhanh từ 72 giờ đến 96 giờ, đạt cực đại ở giờ thứ 
120, sau đó giảm dần nếu tiếp tục nuôi cấy. Nh− 
vậy, pha sinh chất kháng sinh xảy ra chậm hơn so 
với pha sinh tr−ởng của 2 chủng xạ khuẩn này. 
Trong quá trình lên men, pH của dịch nuôi 
cấy giảm dần trong 48 giờ đầu và bắt đầu tăng 
dần từ 48 giờ đến 120 giờ, sau đó lại giảm dần 
cho đến khi kết thúc quá trình lên men. 
5. Tính chất kháng sinh của 2 chủng xạ 
khuẩn HD54 và HD58 
Hai chủng xạ khuẩn HD54 và HD58 đ−ợc 
nuôi lắc ở 220 vòng/phút trong 120 giờ, sau đó 
 93 
đem ly tâm để thu sinh khối và dịch ly tâm. 
Chúng tôi dùng bu-ta-nol để chiết rút chất 
kháng sinh từ dịch ly tâm và dùng a-xê-ton để 
chiết rút chất kháng sinh từ sinh khối của xạ
khuẩn. Kết quả xác định hoạt tính kháng nấm F. 
oxysporum Fo.47 của chất kháng sinh đ−ợc 
chiết rút từ dịch nuôi cấy và từ sinh khối của 2 
chủng xạ khuẩn đ−ợc trình bày ở bảng 5. 
 Bảng 5 
Hoạt tính của chất kháng sinh kháng nấm F. oxysporum Fo.47 
đ−ợc tách chiết từ sinh khối và từ dịch nuôi cấy 2 chủng xạ khuẩn HD54 và HD58 
Đ−ờng kính của vòng ức chế nấm F. oxysporum Fo.47 
(D - d) mm Chủng xạ khuẩn 
Sinh khối Dịch nuôi cấy 
HD 54 33 0 
HD 58 35,5 0 
Kết quả ở bảng 5 cho thấy chất kháng sinh 
kháng nấm F. oxysporum Fo.47 của 2 chủng 
HD54 và HD58 chỉ có trong dịch tách chiết từ 
sinh khối của xạ khuẩn, không có trong dịch 
nuôi cấy xạ khuẩn. Nh− vậy, chất kháng sinh 
kháng nấm F. oxysporum Fo.47 chỉ nằm trong 
sinh khối của 2 chủng xạ khuẩn này. 
III. KếT LUậN 
1. Hai chủng xạ khuẩn Streptomyces 
cyaneogriceus HD54 và S. hygroscopicus HD58 
đ−ợc phân lập từ mẫu đất ở Việt Nam, thuộc 
nhóm vi sinh vật −a ấm sinh tr−ởng và sinh tổng 
hợp chất kháng sinh kháng nấm Fusarium 
oxysporum Fo.47 ở nhiệt độ từ 25oC - 37oC. 
Nhiệt độ tốt nhất cho sự sinh tr−ởng và khả năng 
sinh tổng hợp chất kháng sinh của chúng là 
30oC với pH ban đầu của môi tr−ờng là 7. 
2. Môi tr−ờng lên men thích hợp cho sự sinh 
tr−ởng và khả năng sinh tổng hợp chất kháng 
sinh kháng nấm F. oxysporum Fo.47 của hai 
chủng xạ khuẩn S. cyaneogriceus HD54 và S. 
hygroscopicus HD58 là môi tr−ờng A-12. Trong 
quá trình lên men, sinh khối của hai chủng xạ 
khuẩn này bắt đầu tăng nhanh từ giờ thứ 24 và 
đạt cực đại ở giờ thứ 96, sau đó giảm dần. 
Chúng bắt đầu sinh tổng hợp chất kháng sinh 
kháng nấm F. oxysporum Fo.47 sau 48 giờ lên 
men và đạt cực đại ở giờ thứ 120. Nh− vậy, pha 
sinh chất kháng sinh xảy ra chậm hơn so với pha 
sinh tr−ởng của 2 chủng xạ khuẩn này. 
3. Trong quá trình lên men, pH của dịch 
nuôi cấy giảm dần trong 48 giờ đầu và tăng dần 
từ 48 giờ đến 120 giờ lên men, sau đó lại giảm 
dần cho đến khi kết thúc quá trình lên men (144 
giờ). 
4. Chất kháng sinh kháng nấm F. oxysporum 
Fo.47 của 2 chủng xạ khuẩn S. cyaneogriceus 
HD54 và S. hygroscopicus HD58 chỉ nằm trong 
sinh khối của 2 chủng xạ khuẩn này. 
Tài liệu tham khảo 
1. Tăng Thị Chính và cs., 2005: Tạp chí Sinh 
học, 27(1): 39-43, Hà Nội. 
2. Lê Gia Hy, 1994: Nghiên cứu xạ khuẩn 
thuộc chi Streptomyces sinh chất kháng 
sinh chống nấm gây bệnh đạo ôn và thối cổ 
rễ phân lập ở Việt Nam, Luận án Phó tiến 
sỹ. 
3. Porter N., 1975: Methods in Enzymology, 
XVIII: 3-23. 
4. Shen Y. Ch., 1992: Development and 
application of agricultural antibiotic 
jinggangmycin in China. FAO regional 
expert consultation on biologycal control of 
plan diseases, Hangzhou, China. 
5. Yuan-bod, 1992: Development of 
biological control of plant diseases in Asia-
pacific region. FAO regional axpert 
consultation of plant diseases, Hangzhou, 
China. 
6. Zhang I. X., 1992: FAO regional Expert 
consultation of plant diseases, Hangzhou, 
China. 
 94 
Influences of fermentation conditions on 
the biosynthesy capacite of antibiotics against Fusarium 
oxysporum of two Streptomyces strains Streptomyces 
cyaneogriceus HD54 and Streptomyces hygroscopicus HD58 
Le Thi Thanh Xuan, Tang Thi Chinh 
 Summary 
Two strains Streptomyces cyaneogriceus HD54 and S. hygroscopicus HD58 were isolated from soil 
samples in Vietnam. They produced antibiotic against the fungus F. oxysporum Fo47. These strains were 
mesophilic microorganisms and their growth temperature were about 25oC-37oC. The optimum temperature 
for their growth and their antibiotic biosynthesy was 30oC in the media with pH = 7. The medium A-12 was 
suitable for their growth and their antibiotic biosynthesy, with incubation temperature at 30oC and shaker rate 
of 220 rpm/min. The A-12 medium contained soluble starch, soybean powder, molasses, K2HPO4, CaCO3 and 
NaCl. These two strains HD54 and HD58 obtained maximum biomass at among 96h cultivation time. They 
started to biosynthesize antibiotic after 48h of incubation and obtained maximum antibiotic activity against 
fungus F. oxysporum Fo47 after among 120h of incubation. Their antibiotic activity was obtained only inner 
their mycelium and non-extracted in the liquid medium. 
Ngày nhận bài: 4-7-2006