Vietnam J. Agri. Sci. 2022, Vol. 20, No. 7: 954-964

Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2022, 20(7): 954-964
www.vnua.edu.vn

Nguyễn Thị Thanh Mai1, Nguyễn Thanh Hải2,
Nguyễn Thị Thu2, Trần Thị Đào2, Nguyễn Xuân Cảnh2*
1

Trung tâm Sinh học thực nghiệm, Viện Ứng dụng Công nghệ
2
Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
*

Tác giả liên hệ:

Ngày nhận bài: 04.05.2022

Ngày chấp nhận đăng: 05.07.2022
TÓM TẮT

Bệnh do nấm gây ra chiếm 80% bệnh hại cây trồng làm giảm năng suất cây trồng trên toàn cầu. Các biện pháp
sử dụng thuốc hóa học trong phịng trừ bệnh gây ơ nhiễm mơi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Biện
pháp sinh học sử dụng xạ khuẩn đối kháng nấm gây bệnh được cho là hiệu quả, an toàn sinh học. Nghiên cứu này
đã phát hiện được chủng xạ khuẩn VNUA30 có khả năng đối kháng phổ rộng với năm loại nấm phổ biến gây bệnh
trên nhiều loại cây trồng khác nhau bao gồm: Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium oxysporum f. sp. cubense
(Foc TR4), Corynespora casiicola, Sclerotium rolfsii, Diaporthe sp. với tỉ lệ phần trăm đối kháng lần lượt là 62,50%;
52,58%; 72,22%; 57,77% và 95,37%. Kết quả nghiên cứu các đặc điểm sinh học cho thấy, chủng VNUA30 có khả
năng sinh sắc tố melanin, siderophore, H2S, IAA, đồng hố citrate, khử nitrate, hóa lỏng gelatin, phân giải ure và sinh
các enzyme ngoại bào: chitinase, cellulase, xylanase, protease, pectinase. Dựa vào nghiên cứu các đặc điểm hình
thái, sinh lý và sinh hóa và phương pháp sinh học phân tử đã định danh chủng xạ khuẩn VNUA30 và đặt tên chủng

này là Streptomysec deccanensis VNUA30. Kết quả nghiên cứu cho thấy chủng xạ khuẩn VNUA30 là chủng tiềm
năng giúp phòng trừ các nấm bệnh trên cây trồng đạt hiệu quả cao hơn bệnh bằng biện pháp sinh học.
Từ khóa: Xạ khuẩn, Streptomyces, nấm gây bệnh thực vật.

Biological Characterization of Streptomyces sp. VNUA30 Strain
with Antagonistic Activity Against Pathogenic Fungi Causing Disease on some Plants
ABSTRACT
Diseases caused by pathogenic fungi account for 80% of plant diseases resulting in a global crop yield
reduction. The use of chemical fungicides for the control of fungal diseases causes environmental pollution and
affects human health. Biocontrol using actinomycetes having antifungal activity was reported to be effective and
biosafe. This study found that actinomycete strain VNUA30 exhibited a broad-spectrum antifungal activity against five
plant pathogenic fungi, i.e. Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc TR4),
Corynespora casiicola, Sclerotium rolfsii, and Diaporthe sp. with inhibition rate of 62.50%; 52.58%; 72.22%; 57.77%;
and 95.37%, respectively. Biological studies showed that strain VNUA30 was able to produce melanoid pigment,
siderophore, H2S and IAA, assimilate citrate, reduce nitrate, liquefy gelatin, degrade urea and produce extracellular
enzymes chitinase, cellulase, xylanase, protease, and pectinase. Combining the morphological and biochemical
characteristics with the 16S rRNA sequence analysis, this strain was identified as Streptomyces deccanensis
VNUA30. The results confirmed that actinomycete strain VNUA30 is a potential strain as bio-control agent for fungal
diseases on plants with high efficiency.
Keywords: Actinomycetes, Streptomyces, plant pathogenic fungi.

954


Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thanh Hải, Nguyễn Thị Thu, Trần Thị Đào, Nguyễn Xuân Cảnh

955


Đặc điểm sinh học của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA30 có khả năng đối kháng với một số nấm gây bệnh

trên cây trồng


–

×





956


Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thanh Hải, Nguyễn Thị Thu, Trần Thị Đào, Nguyễn Xuân Cảnh

±

Đặc điểm

Gause

ISP1

ISP2

ISP3

ISP4


ISP5

Màu KTCC

Trắng

Trắng

Vàng nâu

Trắng

Trắng

Trắng

Màu KTKS

Trắng

Trắng

Trắng

Xám

Trắng xám

Trắng


Tiết sắc tố tan

Không

Vàng nâu

Nâu

Nâu nhạt

Trắng

Không

957


Đặc điểm sinh học của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA30 có khả năng đối kháng với một số nấm gây bệnh
trên cây trồng
Đối chứng

Thí nghiệm

Tỉ lệ đối kháng (%)

C. Gloeosporioides

62,50  1,32

F. oxysporum f. sp. cubense

race 4

52,85  2,84

Corynespora casiicola

72,22  1,14

Sclerotium rolfsii

57,77  3,01

Diaporthe sp.

95,37  0,32

958


Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thanh Hải, Nguyễn Thị Thu, Trần Thị Đào, Nguyễn Xuân Cảnh

B

959


Đặc điểm sinh học của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA30 có khả năng đối kháng với một số nấm gây bệnh
trên cây trồng




µ

960


Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thanh Hải, Nguyễn Thị Thu, Trần Thị Đào, Nguyễn Xuân Cảnh

Đặc điểm

Kết quả

Sinh lý
Khoảng nhiệt độ chịu đựng (C)

20-40 (tối ưu 25-37)

Khoảng pH chịu đựng

4-12 (tối ưu 6-9)

Nồng độ NaCl chịu đựng (%)

0-5 (tối ưu 1-3)

Sinh hóa
Khả năng sinh chitinase

+


Khả năng sinh cellulase

+

Khả năng sinh xylanase

+

Khả năng sinh protease

+

Khả năng sinh pectinase

+

Khả năng sinh indole

-

Khả năng sinh H2S

+

Khả năng sinh IAA

+

Đồng hóa citrate


+

Khử nitrat

+

Hóa lỏng gelatin

+

Khả năng phân giải ure

+

Phản ứng MR

-

Phản ứng VP

-

961


Đặc điểm sinh học của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA30 có khả năng đối kháng với một số nấm gây bệnh
trên cây trồng

Nguồn carbon


Khả năng phát triển
của chủng VNUA30 sau 7 ngày nuôi cấy

Nguồn nitơ

Khả năng phát triển
của chủng VNUA30 sau 7 ngày nuôi cấy

D-glucose

+++

L-asparagin

+++

Maltose

++

L-tyrosine

+++

D-Sorbitol

+

Tryptone


+

Sucrose

++

Peptone

+

Lactose

+++

(NH4)2SO4

++

D-ribose

++

Glyxin

+++

D-xylose

-


L-arginin

++

L-tryptophan

+++

Rhamnose

+++

Tinh bột

+++

Glycerol

+

Cellulose
D-galactose

+
+++

D-inositol

+


D-fructose

++

D-manitol

+

962


Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thanh Hải, Nguyễn Thị Thu, Trần Thị Đào, Nguyễn Xuân Cảnh

Aktar W., Sengupta D. & Chowdhury A. (2009).
Impact of pesticides use in agriculture: their
benefits and hazards. Interdisciplinary Toxicology.
2(1): 1-12.
Butler M. & Day A. (1998). Fungal melanins: A
review. Canadian Journal of Microbiology.
44(12): 1115-1136.
Dastager S., Li W., Dayanand A., Tang S., Tian X., Zhi
X., Xu L. & Jiang C. (2006). Seperation,
identification and analysis of pigment (melanin)
production in Streptomyces. African Journal of
Biotechnology. 5(11)

Glickmann E. & Dessaux Y. (1995). A critical
examination of the specificity of the Salkowski
reagent for indolic compounds produced by
phytopathogenic

bacteria.
Applied
and
Environmental Microbiology. 61(2): 793-796.
Goodfellow M., Kämpfer P., Busse H., Trujillo M.,
Suzuki K., Ludwig W. & Whitman W. (2012).
Bergey's manual® of systematic bacteriology:
Volume five the actinobacteria, part a (pp. 171206). Springer New York
Gu L., Zhang K., Zhang N., Li X. & Liu Z. (2020).
Control of the rubber anthracnose fungus
Colletotrichum gloeosporioides using culture
filtrate extract from Streptomyces deccanensis QY3. Antonie van Leeuwenhoek. 113(11): 1573-1585.
Guarnaccia V. & Crous P.W. (2017). Emerging citrus
diseases in Europe caused by species of Diaporthe.
IMA Fungus. 8(2): 317-334.
Guarnaccia V., Groenewald J.Z., Woodhall J.,
Armengol J., Cinelli T., Eichmeier A., Ezra D.,
Fontaine F., Gramaje D. & GutierrezAguirregabiria A. (2018). Diaporthe diversity and
pathogenicity revealed from a broad survey of
grapevine diseases in Europe. Persoonia-Molecular
Phylogeny and Evolution of Fungi. 40(1): 135-153.
Gulve R. & Deshmukh RM.A.M. (2011). Enzymatic
activity of actinomycetes isolated from marine
sedimentes. Recent Research in Science and
Technology. 3(5).
Jing T., Zhou D., Zhang M., Yun T., Qi D., Wei Y.,
Chen Y., Zang X., Wang W. & Xie J. (2020).
Newly isolated Streptomyses sp. JBS5-6 as a
potenial biocontrol agent to control banana
fusarium witl: Genome sequencing and secondary

metabolite
cluster
profiles.
Frontiers
in
Microbiology. 11: 602591.
Kelly Kenneth L. (1958). Color - Name Block. Journal
of Research of the National Bureau of Standards.
61(5): 427.
Küster E. & William S. (1964). Production of hydrogen
sulfide by streptomycetes and methods for its
detection. Applied Microbiology. 12(1): 46-52.
Louden B., Haarmann D. & Lynne A. (2011). Use of
blue agar CAS assay for siderophore detection.
Journal of Microbiology & Biology Education.
12(1): 51-53.
MacKenzie K., Sumabat L. & Vallad G. (2018). A
review of Corynespora cassiicola and its
increasing relevance to tomato in Florida. Plant
Health Progress. 19(4): 303-309.
Malacrinò A., Seng K., An C., Ong S. & O’Rourke M.
(2020). Integrated pest management for yard-long
bean (Vigna unguiculata subsp. Sesquipedalis) in
Cambodia. Crop Protection. 135: 104811.
Murthy P., Kumari J., Basavaraju N., Janardhan N.,
Janardhan D. & Devamma M. (2018). In vitro

963



Đặc điểm sinh học của chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. VNUA30 có khả năng đối kháng với một số nấm gây bệnh
trên cây trồng

influence of bio-controlling agents against
Sclerotium rolfsii causing stem rot sickness of
groundnut (Arachis hypogaea L.). Pharma
Innovation. 7: 05-08.
Nguyễn Xuân Cảnh, Hồ Tú Cường, Nguyễn Thị Định
& Phạm Thị Hiếu (2016). Nghiên cứu chủng xạ
khuẩn có khả năng đối kháng với vi khuẩn Vibrio
parahaemolyticus gây bệnh trên tôm. Tạp chí Khoa
học Nơng nghiệp Việt Nam. 14(11): 1809-1816
Pattanapipitpaisal P. & Kamlandharn R. (2012).
Screening of chitinolytic actinomycetes for
biological control of Sclerotium rolfsii stem rot
disease of chilli. Songklanakarin Journal of
Science & Technology. 34(4).
Phoulivong S., Cai L., Chen H., McKenzie E.,
Abdelsalam K., Chukeatirote E. & Hyde K. (2010).
Colletotrichum gloeosporioides is not a common
pathogen on tropical fruits. Fungal Diversity.
44(1): 33-43.
Pujari J., Yakkundimath R. & Byadgi A. (2015). Image
processing based detection of fungal diseases in
plants. Procedia Computer Science. 46: 1802-1808.
Qi D., Zou L., Zhou D., Chen Y., Gao Z., Feng R.,
Zhang M., Li K., Xie J. & Wang W. (2019).
Taxonomy and broad-spectrum antifungal activity
of Streptomyces sp. SCA3-4 isolated from
rhizosphere soil of Opuntia stricta. Frontiers in

Microbiology. 10: 1390.
Rajivgandhi G., Muneeswaran T., Maruthupandy M.,
Ramakritinan C.M., Saravanan K., Ravikumar V.
& Manoharan N. (2018). Antibacterial and
anticancer potential of marine endophytic
actinomycetes Streptomyces coeruleorubidus GRG
4 (KY457708) compound against colistin resistant
uropathogens and A549 lung cancer cells.
Microbial Pathogenesis. 125: 325-335.
Sadeghian M., Bonjar G. & Sirchi G. (2016). Post
harvest biological control of apple bitter rot by
soil-borne
Actinomycetes
and
molecular
identification of the active antagonist. Postharvest
Biology and Technology. 112: 46-54.
Sharf W., Javaid A., Shoaib A. & Khan I. (2021).
Induction of resistance in chili against Sclerotium
rolfsii by plant-growth-promoting rhizobacteria
and Anagallis arvensis. Egyptian Journal of
Biological Pest Control. 31(1): 1-11.
Sharma M. & Manhas R. (2020). Purification and
characterization of salvianolic acid B from
Streptomyces sp. M4 possessing antifungal activity
against fungal phytopathogens. Microbiol.
research. 237: 126478.
Sharma P., Kalita M. & Thakur D. (2016). Broad
spectrum antimicrobial activity of forest-derived


964

soil actinomycete, Nocardia sp. PB-52. Frontiers
in Microbiology. 7: 347.
Shirling E. & Gottlieb D. (1966). Methods for
characterization
of
Streptomyces
species.
International Journal of Systematic Bacteriology.
16(3): 313-340.
Sivaperumal P., Kamala K. & Rajaram R. (2015).
Bioactive
DOPA
melanin
isolated
and
characterised from a marine actinobacterium
Streptomyces sp. MVCS6 from Versova coast.
Natural Product Research. 29(22): 2117-2121.
Someya N. (2008). Biological control of fungal plant
diseases using antagonistic bacteria. Jounral of
General Plant Pathology. 74(6): 459-460.
Tresner H. & Backus E. (1963). System of color wheels
for
streptomycete
taxonomy.
Applied
Microbiology. 11(4): 335-338.
Tresner H. & Danga F. (1958). Hydrogen sulfide

production by Streptomyces as a criterion for
species differentiation. Journal of Bacteriology.
76(3): 239-244.
Wang W., Qiu Z., Tan H. & Cao L. (2014).
Siderophore
production
by
actinobacteria.
Biometals. 27(4): 623-631.
Wei Y., Zhao Y., Zhou D., Qi D., Li K., Tang W.,
Chen Y., Jing T., Zang X. & Xie J. (2020). A
newly isolated Streptomyces sp. YYS-7 with a
broad-spectrum antifungal activity improves the
banana plant resistance to Fusarium oxysporum f.
sp. cubense tropical race 4. Frontiers in
Microbiology. 11: 1712.
Weisburg W., Barns S., Pelletier D. & Lane D. (1991).
16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic
study. Journal of Bacteriology. 173(2):697-703
Zhang K., Gu L., Zhang Y., Liu Z. & Li X. (2020).
Dinactin from a new producer, Streptomyces
badius gz-8, and its antifungal activity against the
rubber anthracnose
fungus Colletotrichum
gloeosporioides.
Microbiological
Research.
240: 126548
Zhang L., Cenci A., Rouard M., Zhang D., Wang Y.,
Tang W. & Zheng S. (2019). Transcriptomic

analysis of resistant and susceptible banana corms
in response to infection by Fusarium oxysporum f.
sp. cubense tropical race 4. Scientific Reports.
9(1): 1-14.
Zou N., Zhou D., Chen Y., Lin P., Chen Y., Wang W.,
Xie J. & Wang M. (2021). A Novel Antifungal
Actinomycete Streptomyces sp. Strain H3-2
Effectively Controls Banana Fusarium Wilt.
Frontiers in Microbiology. 12: 706647.