Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học tạo chế phẩm Trichoderma và vi khuẩn mang peptid tái tổ hợp phòng trừ nấm mốc Aspergillus flavus nhằm làm giảm thiểu độc tố Aflatoxin trên lạc

Đề tài được tiến hành nghiên cứu với mục tiêu cung cấp số liệu cho khoa học và đa dang các chủng nấm, khả năng ứng dụng của nấm đối kháng Trichoderma để kiểm soát sinh học chủng Aspergilus flavus ở Nghệ An, vùng Bắc Trung Bộ và Việt Nam. Cung cấp dẫn liệu về khả năng sử dụng vi khuẩn Bacillus mang peptid tái tổ hợp kháng A.flavus. Kiểm soát nấm Aspergilus flavus, nâng cao chất lượng và giá trị nông sản phẩm (lạc) theo tiêu chuẩn Bộ Y tế. Xây dựng cơ sở sản xuất chế phẩm nấm Trichoderma để kiểm soát sinh học chủng Aspergilus flavus quy mô nhỏ. Kết quả nghiên cứu về ứng dụng công nghệ vi sinh làm giảm thiểu độc tố aflatoxin trong lạc sẽ giúp cho nông dân, các công ty xuất khẩu nông sản nâng cao chất lượng và giá trị nông sản. Tạo cơ sở khoa học góp phần giảm thiểu tác nhân gây ung thư (đặc biệt là ung thư gan) cho người và động vật nuôi. Tạo cơ sở khoa học góp phần giảm thiểu hàm lượng độc tố aflatoxin trong nông sản, thực phẩm xuất khẩu.

Công trình nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Khoa học Đại học Vinh, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn; Hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật và tạp chí Worl Journal of Agricultural Research.

Các kết quả của nghiên cứu đạt được như sau:
Qua quá trình phân tích các mẫu đất trồng lạc ở tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An và Hà Tĩnh, nhóm nghiên cứu đã xác định được 13 loài nấm đối kháng Trichoderma. Có 27 chủng nấm Trichoderma có tỷ lệ đối kháng rất cao (>75%) với nấm Aspergillus flavus, trong đó có 11 chủng đối kháng 100%.

Có 2 cơ chế là cơ chế cạnh tranh dinh dưỡng và cơ chế ký sinh giữa nấm Trichoderma với A.flavus. Chủng T.harzianum 037(2)NĐ và T.harzianum 095(2)TH có khả năng sinh tổng hợp enzyme chitinase cao nhất. Chủng T.astroviride 020NC, T.astroviride 069QX có khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase cao. Thử nghiệm trên môi trường CAM và đèn UV đã xác định được 65 chủng A.flavus phân lập từ đất trồng lạc, 68 chủng phân lập từ nông sản có khả năng sinh độc tố aflatoxin. Phân tích mẫu lạc được thu từ ruộng có xử lý chế phẩm Trichoderma đều không phát hiện thấy hàm lượng Aflattoxin B1 ở mức chuẩn 0,5µg/kg và hàm lượng Aflattoxin tổng số ở mức chuẩn 1,0µg/kg.

Đã xác định được các gene Cht2, 33, 42 trong đó 6 chủng Trichoderma nghiên cứu và lựa chọn được gene Cht2 có kích thước là 1309bp để tách dòng, tạo 2 chủng vi khuẩn Bacillus subtilis tái tổ hợp là B. subtilis PY79 (pHT01-CotB-Cht42) và B.subtilis PY79 (pH43-Cht42) có hoạt tính ức chế nấm mốc A.flavus trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Trichoderma atroviride (Tri.020NC) có khả năng hạn chế sự xâm nhiễm A.flavus. Sử dụng T.atroviride 020NC để xử lý hạt giống mang lại hiệu quả cao hơn trong hạn chế được mầm dị dạng so với cách xử lý hạt giống thông thường. Sử dụng chế phẩm T.atroviride 020NC trộn với lạc giống trước khi gieo, nên dùng với lượng 12,5g/0,45kg hạt/25m². Tưới chế phẩm nấm T.atroviride 020NC đạt hiệu lực cao nhất ở giai đoạn lạc mọc đều (35,71%). Trộn chế phẩm T.atroviride 020Nc với phân hữu cơ hoai mục bón vào đất trồng lạc ở mức 12,5g T. atroviride 020NC +25kg phân hữu cơ/25m², hiệu lực phòng trừ A.flavus đạt cao nhất là 42,86%.

Quy trình sản xuất chế phẩm Trichoderma quy mô nhỏ (công suất 20kg/mẻ/15 ngày, 107-108 CFU/g) gồm các bước: nhân giống cấp 1; nhân giống cấp 2; nhân sinh khối; gia công chế tạo phẩm. Điều kiện bảo quản chế phẩm nấm Trichoderma tốt nhất ở nhiệt độ 15^oC, độ ẩm 10% không chiếu sáng (24h tối). Hiện Cục Sở hữu trí tuệ đã nhận hồ sơ xin đăng ký nhãn mác cho chế phẩm nấm đối kháng Trichoderma có khả năng kiểm soát sinh học nấm A.flavus hại lạc.

Theo đó, nhóm nghiên cứu kiến nghị tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện quy trình công nghệ và thử nghiệm chế phẩm trên mô hình lớn hơn để đăng ký chế phẩm Trichoderma trong danh mục phân hữu cơ vi sinh; thử nghiệm và sử dụng chế phẩm Trichoderma phòng trừ nấm bệnh hại trên các cây trồng khác như dưa hấu, ngô, đậu tương,...