Bacillus subtilis (B. subtilis) hay trực khuẩn subtilis có khả năng sản xuất ra chất kháng sinh, cạnh tranh trực tiếp và ngăn chặn sự tấn công của các mầm bệnh hại rễ, do đó chúng rất hữu ích đối với sức khỏe và năng suất cây trồng. Trong bài viết sau đây, hãy cùng Agmin tìm hiểu rõ hơn về nguồn gốc và lợi ích của Bacillus subtilis.

1. Bacillus subtilis là gì?

Bacillus subtilis (viết tắt: B. subtilis) là tên khoa học của "trực khuẩn subtilis". Đây là một loài vi khuẩn có hình que (trực khuẩn), gram dương, ưa khí không bắt buộc.

Ảnh phóng to của B. subtilis.

B. subtilis còn được gọi là trực khuẩn cỏ hay trực khuẩn rơm vì chúng thường được tìm thấy trong cỏ, rơm và cả đất. Tuy nhiên, chúng phát triển nhiều trong đường tiêu hóa của người và nhiều loài gia súc, nhất là động vật nhai, chẳng hạn như lạc đà.

B. subtilis có lợi cho người nên cũng được gọi là lợi khuẩn subtilis. Đây là đối tương thuận lợi để sản xuất một số loại protein cho con người trong công nghệ sinh học, giống như E. coli đã được dùng làm "công xưởng" sản xuất ra insulin và somatostatin trong kỹ thuật di truyền.

Trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt, B. subtilis thường tồn tại ở trạng thái bào tử, có lớp vỏ khá dày và cứng. Người ta ứng dụng hiện tượng này để tạo nên các chủng B. subtilis có lợi, nhằm bảo quản được lâu dài và sản xuất các loại thuốc điều trị bệnh cho người.

2. Đặc tính sinh trưởng của Bacillus subtilis

Mỗi cá thể B. subtilis có chiều dài 1,5 – 10 µm, đường kính (chiều ngang) 0,25 – 1 µm, hai đầu tròn, có thể có 8 – 12 lông nhỏ. B. subtilis thường tồn tại đơn lẻ, nhưng cũng tạo thành "quần thể" hình chuỗi ngắn, có khả năng di động trong môi trường nước nhờ hoạt động của các lông giống như trùng roi.

Bào tử của B. subtilis hình bầu dục nhỏ, kích thước từ 0,8 – 1,8 µm, được bao bọc bởi vỏ gồm nhiều lớp màng với các thành phần lipoprotein, peptidoglycan,… Chúng có khả năng chịu được pH thấp, chịu nhiệt cao (ở 100oC trong 180 phút), chịu ẩm, tia tử ngoại, tia phóng xạ, áp suất, chất sát trùng, có thể sống vài năm đến vài chục năm.

B. subtilis thường được tìm thấy trong phân lạc đà.

Về phương thức sống, ban đầu B. subtilis được các nhà khoa học xếp vào nhóm sinh vật hiếu khí bắt buộc. Tuy nhiên đến năm 1998 thì xác định là chúng có thể sống kị khí (không cần oxy). Do đó, B. subtilis thuộc nhóm loài sinh vật hiếu khí và kị khí tùy nghi.

Trong nghiên cứu, môi trường thuận lợi nhất cho sự sinh trưởng của B. subtilis là nhiệt độ 37oC và pH khoảng 7,0–7,4.

Trong môi trường có sự xuất hiện của loài vi khuẩn khác, khả năng cạnh tranh của B. subtilis khá cao vì chúng có tác dụng ức chế-cảm nhiễm hạn chế phát triển hoặc tiêu diệt một số loài vi khuẩn khác.

3. Lợi ích của Bacillus subtilis đối với cây trồng

B. subtilis bảo vệ rễ khỏi mầm bệnh và giúp cây hấp thụ dưỡng chất thuận lợi hơn.

3.1. Tăng cường khả năng kháng bệnh của cây trồng

B. subtilis giải phóng các chất kháng sinh, bao gồm một số chất được gọi là iturin. Trong vùng rễ, B. subtilis cạnh tranh trực tiếp với các sinh vật gây bệnh bằng cách tiêu diệt hoặc làm giảm tốc độ phát triển của chúng. Hơn nữa, B. subtilis ức chế khả năng nảy mầm của bào tử mầm bệnh và cản trở mầm bệnh bám vào rễ cây.

B. subtilis được biết đến là một loài vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng ở thực vật (PGPR), chúng đóng vai trò chính trong việc giúp cây tăng khả năng chống chịu căng thẳng sinh học và phi sinh học bằng cách tạo ra tính kháng lưu dẫn (ISR) khi bị mầm bệnh tấn công.

Nguồn thức ăn chính của B. subtilis là đường hoặc các axit hữu cơ có trong dịch tiết của rễ cây.

3.2. Hỗ trợ cây trồng hấp thụ nước và chất dinh dưỡng tốt hơn

B. subtilis hỗ trợ cây trồng hấp thụ nước và chất dinh dưỡng dễ dàng hơn, đồng thời chúng còn có khả năng hòa tan Phốt pho và cố định đạm trong đất.

4. Bacillus subtilis có độc hại không?

Theo hướng dẫn của Cục bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ (EPA), B. subtilis không gây độc hại đối với chim, côn trùng, cá và động vật hoang dã.

Về mặt sức khỏe con người, B. subtilis tương đối lành tính - chúng không phải là mầm bệnh hoặc tác nhân gây bệnh đã biết ở người. 

Dưới dạng sản phẩm thương mại được kiểm duyệt, B. subtilis tương đối an toàn về độc tính qua đường miệng, tiếp xúc da và hô hấp. Tuy nhiên, vẫn nên lưu ý các kích ứng có thể xảy ra khi tiếp xúc với da và mắt.

Biên tập bởi Agmin.vn