Thông tin chung:

Ngày nhận bài: 21/05/2018

Ngày nhận bài sửa: 03/07/2018

Ngày duyệt đăng: 28/12/2018

Title:

Optimization of the Streptomyces albaduncus sporulation process using the Design of Plackett-Burman Matrix and the Response Surface Methodology (RSM) - Central Composite Design (CCD)

Từ khóa:

Allium cepa var. ascalonicum, ma trận Plackett-Burman, phương án cấu trúc có tâm (CCD), phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM), Streptomyces albaduncus, thối đế củ hành

Keywords:

Allium cepa var. ascalonicum, Central Composite Designs (CCD), Fusarium basal rot, Plackett-Burman matrix, Response Surface Methodology (RSM), Streptomyces albaduncus

ABSTRACT

Streptomyces albaduncus was shown capable of reducing the Fusarium basal rot of shallot (Allium cepa var. ascalonicum) caused by Fusarium oxysporum. This study aims at identifying the optimal values of different chemical and physical factors directly influencing the sporulation process of the actinomycete, which serves as a basis to produce a bio-fungicide to control the disease. The optimum multifactorial experiments were designed using the Plackett-Burman matrix. Results showed that the initial moisture content, culture duration and CaCO₃ content had the strongest influences on the sporulation process. These three factors were subsequently optimized using the Response Surface Methodology (RSM) combined with the Central Composite Design (CCD). Optimal values of the initial moisture content, culture duration and CaCO₃ were 54%v/w, 3.6 days and 3 g, respectively. These values formed a model which was tested in a bio-assay. An amount of 4,8x10⁹ spores/g was obtained in that assay. The Plackett-Burman matrix combined with the RSM-CCD is therefore a useful tool to identify optimal values of different factors influencing microbial sporulation processes.

TÓM TẮT

Xạ khuẩn Streptomyces albaduncus có khả năng giúp giảm bệnh thối đế củ hành tím (Allium cepa var. ascalonicum) do nấm Fusarium oxysporum gây ra. Mục tiêu của nghiên cứu này tìm ra giá trị tối ưu của các yếu tố tác động trực tiếp đến quá trình nhân mật số bào tử xạ khuẩn, làm tiền đề tạo chế phẩm ứng dụng vào thực tế sản xuất. Thí nghiệm đa yếu tố theo ma trận Plackett-Burman được thực hiện để sàng lọc các yếu tố vật lý và hóa học tác động đến sự hình thành bào tử xạ khuẩn. Kết quả cho thấy 3 yếu tố gồm độ ẩm ban đầu, thời gian nuôi cấy và hàm lượng CaCO₃ có tác động mạnh nhất. Khi thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) - phương án cấu trúc có tâm (CCD), giá trị tối ưu của yếu tố độ ẩm ban đầu được xác định là 54%v/w, thời gian nuôi cấy là 3,6 ngày và hàm lượng CaCO₃ là 3 g. Mô hình này đã được kiểm định thông qua thí nghiệm thực tế, kết quả đạt 4,8 x 10⁹ bào tử/g chất khô. Ma trận Plackett-Burman kết hợp với RSM-CCD được đánh giá là công cụ phù hợp để tối ưu hóa giá trị của các yếu tố có ảnh hưởng đến quá trình nhân mật số vi sinh vật.

Trích dẫn: Nguyễn Quang Tiến, Nguyễn Thị Phi Oanh và Nguyễn Đắc Khoa, 2018. Tối ưu hóa quá trình nhân mật số bào tử xạ khuẩn Streptomyces albaduncus bằng ma trận Plackett-Burman và phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) - phương án cấu trúc có tâm (CCD). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 54(9B): 15-22.