Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) mặc dù mang lại nhiều lợi ích trong việc bảo vệ cây trồng khỏi sự xâm hại của côn trùng và bệnh hại nhằm duy trì năng suất, nhưng việc sử dụng quá mức thuốc BVTV có thể dẫn đến việc mất cân bằng hệ vi sinh vật đất, gây ô nhiễm môi trường và gây hại cho sức khỏe con người. Nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật trong phân huỷ các hoạt chất thuốc BVTV độc hại đang thu hút được nhiều quan tâm và là hướng đi rất phù hợp vì tính hiệu quả và tiết kiệm chi phí trong xử lý. Tuy nhiên, nghiên cứu về phân lập và tuyển chọn vi khuẩn phân hủy hoạt chất carbosulfan tứ đất canh tác lúa ở Việt Nam, đặc biệt là ở ĐBSCL còn rất hạn chế. Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn từ đất canh tác lúa 3 vụ ở tỉnh Hậu Giang có khả năng phân hủy hoạt chất để hướng đến việc xử lý đất ruộng lúa nhiễm độc với hoạt chất này.
* Mẫu đất: Tổng cộng 21 mẫu đất mặt từ các ruộng canh tác lúa trên 10 năm có sử dụng thuốc trừ sâu chứa hoạt chất carbosulfan tại 4 khu vực ở tỉnh Hậu Giang gồm: thành phố Vị Thanh, huyện Vị Thuỷ, huyện Phụng Hiệp và thị xã Ngã Bảy được thu thập. Tại mỗi vị trí thu mẫu tiến hành chọn 1 ruộng lúa và đất ruộng lúa được thu ở 3 vị trí khác nhau. Trọng lượng đất tại mỗi vị trí thu mẫu là 100 g đất ẩm với độ sâu 0-10 cm. Mẫu đất được thu vào thời điểm cuối vụ và chuẩn bị thu hoạch lúa. Mẫu đất được bảo quản trong các túi nilon vô trùng và mang về phòng thí nghiệm cho đến khi tiến hành phân lập vi khuẩn.
* Hoạt chất thuốc trừ sâu carbosulfan: Thuốc trừ sâu sulfaron (chứa hoạt chất carbosulfan nồng độ 200 g/L) của công ty trách nhiệm hữu hạn Hoá nông Lúa Vàng.
- Các giai đoạn phân lập vi khuẩn gồm:
+ Phân lập vi khuẩn có khả năng phân hủy hoạt chất carbosulfan trong môi trường MM lỏng bổ sung 20 mg.L-1 carbosulfan bằng cách cho 10 g đất của mỗi mẫu đất thu được vào bình tam giác 250 mL chứa 90 mL môi trường MM đã khử trùng bổ sung carbosulfan với nồng độ 20 mg.L1, sau đó đưa lên máy mắc với tốc độ lắc 120 vòng/phút trong 7 ngày ở 30 độ C.
+ Quan sát và mô tả đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các dòng vi khuẩn phân lập được thực hiện trên môi trường MM đặc có bổ sung carbosulfan nồng độ 20 mg.L1 ở nhiệt độ 30°C sau 5 ngày nuôi cấy. Sau đó, tiến hành quan sát hình thái tế bào của các dòng vi khuẩn phân lập bằng phương pháp giọt ép dưới kính hiển vi quang học độ phóng đại 1.000 lần.
+ Thực hiện thí nghiệm khảo sát khả năng tăng trưởng của các dòng vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy lỏng bổ sung carbosulfan ở các nồng độ khác nhau gồm: 20, 30, 40, 50 và 60 mg.L-1 trong 7 ngày và xác định mật số vi khuẩn ở các thời điểm 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7 ngày sau khi nuôi cấy bằng phương pháp đếm sống.
+ Nhận diện vi khuẩn bằng cách trích DNA của hai dòng vi khuẩn thể hiện khả năng phân hủy carbosulfan tốt nhất để giải trình tự gen 16S rRNA và gửi mẫu giải trình tự gen 16S rRNA được khuếch đại, so sánh kết quả giải trình tự với dữ liệu trên ngân hàng gene NCBI thế giới kết hợp đặc điểm tế bào để nhận diện vi khuẩn.
Qua các giai đoạn phân lập vi khuẩn từ 21 mẫu đất trồng lúa 3 vụ ở tỉnh Hậu Giang trong môi trường MM bổ sung 20 mg.L-1 carbosulfan đã phân lập được 31 dòng vi khuẩn. Các dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy hoạt chất carbosulfan này đa số có tốc độ phát triển về sinh khối và kích thước khuẩn lạc chậm, khuẩn lạc quan sát rõ chỉ sau 3-5 ngày ủ ở nhiệt độ 30°C. Đa số khuẩn lạc hình tròn hoặc không đều, trắng trong, bìa nguyên, độ nổi mô và có kích thước trung bình (1 < x ≤ 5mm) và phần lớn có hình thái tế bào dạng hình que ngắn, Gram âm và chuyển động chậm. Trong đó, dòng vi khuẩn có ký hiệu NB02 và NB04 thể hiện khả năng phân giải hoạt chất carbosulfan tốt nhất. Cụ thể, dòng vi khuẩn NB02 tương đồng với dòng Stenotrophomonas panacihumi và có khả năng phân giải 82,3% hoạt chất carbosulfan với nồng độ ban đầu là 60 mg.L1 sau 7 ngày nuôi cấy. Dòng vi khuẩn ký hiệu NB04 tương đồng với dòng Acinetobacter calcoaceticus và phân giải 75% hoạt chất carbosulfan có nồng độ ban đầu là 60 mg.L-1 sau 7 ngày nuôi cấy.