##plugins.themes.huaf_theme.article.main##
Abstract
Microbial strains exhibiting strong cellulase enzyme activity play an important role in accelerating the decomposition of straw and creating organic humus on rice fields. Thus, the objective of this study was to select an actinomyces strain with high cellulase activity and to determine suitable conditions of cultivation for cellulase production. From 12 paddy soil samples collected in Vo Nhai commune, Thai Nguyen province, six actinomyces strains capable of degrading cellulose were isolated. Among them, strain DC-33 exhibited the largest CMC hydrolysis zone with a diameter of 25.5 mm and the highest cellulase activity, reaching 21.15 U/mL. Molecular identification based on 16S rRNA gene sequencing revealed that strain DC-33 shared 99.79 % sequence similarity with Streptomyces althioticus NRRL B-3981ᵀ (AY999791) and was designated as Streptomyces althioticus DC-33. The cellulase production of DC-33 reached 29.35 U/mL after six days of cultivation in the medium containing 2% CMC, at pH = 7 and 40°C. These findings suggest that Streptomyces althioticus DC-33 holds promising potential for application in rice straw degradation to produce microbial organic fertilizers, contributing to safe and sustainable agricultural production.
##plugins.themes.huaf_theme.article.details##
How to Cite
Tran Van Chi, Pham Thi Tuyet Mai, & Nguyen Thi Giang. (2025). Selection of actinomyces strains with high cellulase activity isolated from rice soil in Vo Nhai commune, Thai Nguyen province. E-Journal of Agricultural Science and Technology, 9(3), 5108–5118. https://doi.org/10.46826/huaf-jasat.v9n3y2025.1293
Section
PLANTS
Copyright @ 2017-2025 by E-Journal of Agricultural Science and Technology
References
Hoàng Thị Lan Anh, Nguyễn Thị Giang, Nguyễn Mạnh Tuấn, Phạm Thị Tuyết Mai và Trần Văn Chí. (2024). Nghiên cứu đánh giá khả năng cố định nitơ và sinh tổng hợp Indole-3-acetic acid (IAA) của chủng vi khuẩn Flavobacterium anhuiense MN47 phân lập từ đất trồng chè tại Thái Nguyên. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 66(6), 34-39, 2024.
Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam. (2010). TCVN 7538-6:2010. Phần 6: Hướng dẫn về thu thập, xử lý và bảo quản mẫu đất ở điều kiện hiếu khí đề đánh giá các quá trình hoạt động, sinh khối và tính đa dạng của vi sinh vật trong phòng thí nghiệm.
Chu Thanh Bình. (2024a). Nghiên cứu một số điều kiện sinh tổng hợp cellulase ngoại bào từ chủng MIP_GN36 ứng dụng trong xử lý môi trường. Tạp chí Y học Quân Sự, 371, 44-47.
Chu Thanh Bình. (2024b). Hoạt tính đối kháng với vi sinh vật gây bệnh cho người của chủng xạ khuẩn Streptomyces MIP_GN36 phân lập từ đất vùng rễ Gừng (Zingiber officinale). Tạp chí Y học Quân sự, 369, 52 – 57.
Trần Hoàng Dũng, Huỳnh Văn Hiếu, Trần Duy Dương và Nguyễn Thành Công. (2018). Phân lập các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose mạnh phục vụ sản xuất chế phẩm phân hủy rơm rạ. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 60(6), 32-36.
Nguyễn Thị Diệu Hạnh, Hứa Trường Chinh, Đặng Bích Ngân, Nguyễn Thị Thanh Thúy, Nguyễn Ngọc Ẩn và Phạm Tấn Việt. (2021). Phân lập và tuyển chọn xạ khuẩn có khả năng sinh các hợp chất có hoạt tính cao. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, 53B, 56-67.
Lê Thị Hiền, Đinh Văn Lợi, Vũ Thị Vân và Nguyễn Văn Giang. (2014). Phân lập và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn (Streptomyces spp.) đối kháng nấm bệnh cây. Tạp chí Khoa học và Phát triển, 12(5), 656-664.
Đỗ Thị Hiền, Đỗ Bích Duệ, Nguyễn Mạnh Tuấn và Nguyễn Xuân Vũ. (2019). Phân lập và tuyển chọn chủng xạ khuẩn sinh kháng sinh ức chế sinh trưởng vi khuẩn gram dương. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 197(04), 127-133.
Nguyễn Viết Hưng, Đỗ Thị Hiền và Nguyễn Mạnh Tuấn. (2020). Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng nấm gây bệnh thực vật. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 225(08), 448-453.
Phạm Thị Tuyết Ngân, Vũ Hùng Hải, Vũ Ngọc Út và Huỳnh Trường Giang. (2021). Phân lập và tuyển chọn một số chủng xạ khuẩn có khả năng phân hủy chất hữu cơ và kháng khuẩn ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 57: Chuyên đề thủy sản, 99-106.
Võ Văn Phước Quệ và Cao Ngọc Diệp. (2011). Phân lập và nhận diện vi khuẩn phân giải cellulose. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 18a, 177-184.
Nguyễn Thị Quỳnh, Hoàng Kim Diệu, Vũ Thị Nguyên, Lê Thị Kiều Oanh và Phạm Thị Thu Huyền. (2023). Đánh giá thực trạng canh tác lúa nước tại tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 228(09), 59-66.
Đặng Thị Thanh Tâm, Trần Thị Yến và Nguyễn Thanh Huyền. (2023). Đánh giá đặc điểm chủng vi khuẩn tiềm năng phân giải cellulose phân lập từ phụ phẩm chế biến gỗ. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 21(8), 1028-1036.
Lê Thị Thanh Thủy, Lê Như Kiểu, Nguyễn Viết Hiệp, Trần Thị Lụa, Nguyễn Thị Thu Hằng, Nguyễn Thị Yên, Nguyễn Thị Hiền và Trần Thị Ngọc Sơn. (2011). Tuyển chọn các chủng vi sinh vật để xử lý nhanh rơm rạ thành phân bón hữu cơ. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 1(13), 48-53.
Lê Thị Thanh Thủy, Lê Như Kiểu, Nguyễn Thị Thu Hằng, Trần Thị Huế, Lê Thị Giang và Nguyễn Thị Hiền. (2012). Tuyển chọn các chủng vi sinh vật hữu ích để sản xuất phân hữu cơ vi sinh cho cây chè ở Yên Bái. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 5(23), 120-127.
Arunn, J. R., Sivaperumal, P., Anitha, R., & Lakshmi, T. (2021). Isolation of Cellulose Producing Marine Streptomyces Sp. from Sediment Samples and their Antioxidants Properties. Journal of Research in Medical and Dental Science, 9(11), 223-229.
Bui, H. B. (2014). Isolation of cellulolytic bacteria, including actinomycetes, from coffee exocarps in coffee-producing areas in Vietnam. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 3(48), 1-8.
Cai, G. L., Wei, C. L., Ji, Y. Q., Hui, M. W., Ting, L., & De, W. L. (2008). Identification of an antifungal metabolite produced by a potential biocontrol actinomyces strain A01. Brazilian Journal of Microbiology, 39(4), 701–707.
Frank, J. A., Reich, C. I., Sharma, S., Weisbaum, J. S., Wilson, B. A., & Olsen G. J. (2008). Critical evaluation of two primers commonly used for amplification of bacterial 16S rRNA genes. Applied Environmental Microbiology, 74(8), 2461-2470.
Grigorevski, A. L. de Lima, Rodrigo, P. do Nascimento, Elba, P. da Silva B., & Rosalie, R. R. C. (2005). Streptomyces drozdowiczii cellulase production using agro-industrial by-products and its potential use in the detergent and textile industries. Enzyme and Microbial Technology, 37(2), 272–277.
Immanuel, G., Dhanusha, R., Prema, P., & Palavesam A. (2006). Effect of different growth parameters on endoglucanase enzyme activity by bacteria isolated from coir retting effluents of estuarine environment. International Journal of Environmental Science & Technology, 3(1), 25-34.
Jog, R., Nareshkumar, G., & Rajkumar, S. (2012). Plant growth promoting potential and soil enzyme production of the most abundant Streptomyces spp. from wheat rhizosphere. Journal of Applied Microbiology, 113(5), 1154–1164.
Kumar, S., Stecher, G. & Tamura, K. (2016). MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets. Molecular Biology and Evolution, 33, 870-1974.
Ladha, J.K., Himanshu, P., Timothy, J.K, Six, J., & Chris V. K. (2005). Efficiency of fertilizer Nitrogen in cereal production: Retrospects and prospects. Advances in Agronomy, 87, 85-156.
Mahmoud, A. Y., Asif, A. M. J., & Hani, Z. A. (2014). Production, purification and characterization of cellulase from Streptomyces sp.. African Journal of Microbiology Research, 8(4), 348-354.
Miller, G. L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, 31(3), 426-428.
Mukesh, S., Pinki, D., & Meenakshi, C. (2014). Actinomycetes: Source, Identification, and Their Applications. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 3(2), 801–832.
Pinky, P., Tanuja, S., & Sheila, B. (2013). Characterization of the cellulolytic enzyme produced by Streptomyces griseorubens (Accession No. AB184139) isolated from Indian soil. Journal of King Saud University - Science, 25, 245–250.
Sambrook, J., & Russell, D. W. (2001). Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 3rd Ed., In Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1-170.
Sette, L. D., Valeria, M. De Oliveira, & Gilson, P. M. (2005). Isolation and characterization of alachlor-degrading actinomycetes from soil. Antonie Van Leeuwenhoek: Journal of Microbiology, 87(2), 81-89.
Shirling, E. B., & Gottlieb, D. (1966). Methods for characterization of Streptomyces species. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 16(3), 313-340.
Son, T.T.N., & Ramaswami, P.P. (1997). Bioconversion of organic wastes for sustainable agriculture. Omonrice, 5, 56-61.
Yati, S., Nandang, S., Evi, T., & Titin, Y. (2019). Characterization of cellulase enzyme produced by two selected Strain of Streptomyces Macrosporeus isolated from soil in Indonesia. Makara Journal of Science, 23(2), 65-71.
Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam. (2010). TCVN 7538-6:2010. Phần 6: Hướng dẫn về thu thập, xử lý và bảo quản mẫu đất ở điều kiện hiếu khí đề đánh giá các quá trình hoạt động, sinh khối và tính đa dạng của vi sinh vật trong phòng thí nghiệm.
Chu Thanh Bình. (2024a). Nghiên cứu một số điều kiện sinh tổng hợp cellulase ngoại bào từ chủng MIP_GN36 ứng dụng trong xử lý môi trường. Tạp chí Y học Quân Sự, 371, 44-47.
Chu Thanh Bình. (2024b). Hoạt tính đối kháng với vi sinh vật gây bệnh cho người của chủng xạ khuẩn Streptomyces MIP_GN36 phân lập từ đất vùng rễ Gừng (Zingiber officinale). Tạp chí Y học Quân sự, 369, 52 – 57.
Trần Hoàng Dũng, Huỳnh Văn Hiếu, Trần Duy Dương và Nguyễn Thành Công. (2018). Phân lập các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose mạnh phục vụ sản xuất chế phẩm phân hủy rơm rạ. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 60(6), 32-36.
Nguyễn Thị Diệu Hạnh, Hứa Trường Chinh, Đặng Bích Ngân, Nguyễn Thị Thanh Thúy, Nguyễn Ngọc Ẩn và Phạm Tấn Việt. (2021). Phân lập và tuyển chọn xạ khuẩn có khả năng sinh các hợp chất có hoạt tính cao. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, 53B, 56-67.
Lê Thị Hiền, Đinh Văn Lợi, Vũ Thị Vân và Nguyễn Văn Giang. (2014). Phân lập và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn (Streptomyces spp.) đối kháng nấm bệnh cây. Tạp chí Khoa học và Phát triển, 12(5), 656-664.
Đỗ Thị Hiền, Đỗ Bích Duệ, Nguyễn Mạnh Tuấn và Nguyễn Xuân Vũ. (2019). Phân lập và tuyển chọn chủng xạ khuẩn sinh kháng sinh ức chế sinh trưởng vi khuẩn gram dương. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 197(04), 127-133.
Nguyễn Viết Hưng, Đỗ Thị Hiền và Nguyễn Mạnh Tuấn. (2020). Tuyển chọn và định danh chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng nấm gây bệnh thực vật. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 225(08), 448-453.
Phạm Thị Tuyết Ngân, Vũ Hùng Hải, Vũ Ngọc Út và Huỳnh Trường Giang. (2021). Phân lập và tuyển chọn một số chủng xạ khuẩn có khả năng phân hủy chất hữu cơ và kháng khuẩn ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 57: Chuyên đề thủy sản, 99-106.
Võ Văn Phước Quệ và Cao Ngọc Diệp. (2011). Phân lập và nhận diện vi khuẩn phân giải cellulose. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 18a, 177-184.
Nguyễn Thị Quỳnh, Hoàng Kim Diệu, Vũ Thị Nguyên, Lê Thị Kiều Oanh và Phạm Thị Thu Huyền. (2023). Đánh giá thực trạng canh tác lúa nước tại tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 228(09), 59-66.
Đặng Thị Thanh Tâm, Trần Thị Yến và Nguyễn Thanh Huyền. (2023). Đánh giá đặc điểm chủng vi khuẩn tiềm năng phân giải cellulose phân lập từ phụ phẩm chế biến gỗ. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 21(8), 1028-1036.
Lê Thị Thanh Thủy, Lê Như Kiểu, Nguyễn Viết Hiệp, Trần Thị Lụa, Nguyễn Thị Thu Hằng, Nguyễn Thị Yên, Nguyễn Thị Hiền và Trần Thị Ngọc Sơn. (2011). Tuyển chọn các chủng vi sinh vật để xử lý nhanh rơm rạ thành phân bón hữu cơ. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 1(13), 48-53.
Lê Thị Thanh Thủy, Lê Như Kiểu, Nguyễn Thị Thu Hằng, Trần Thị Huế, Lê Thị Giang và Nguyễn Thị Hiền. (2012). Tuyển chọn các chủng vi sinh vật hữu ích để sản xuất phân hữu cơ vi sinh cho cây chè ở Yên Bái. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 5(23), 120-127.
Arunn, J. R., Sivaperumal, P., Anitha, R., & Lakshmi, T. (2021). Isolation of Cellulose Producing Marine Streptomyces Sp. from Sediment Samples and their Antioxidants Properties. Journal of Research in Medical and Dental Science, 9(11), 223-229.
Bui, H. B. (2014). Isolation of cellulolytic bacteria, including actinomycetes, from coffee exocarps in coffee-producing areas in Vietnam. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 3(48), 1-8.
Cai, G. L., Wei, C. L., Ji, Y. Q., Hui, M. W., Ting, L., & De, W. L. (2008). Identification of an antifungal metabolite produced by a potential biocontrol actinomyces strain A01. Brazilian Journal of Microbiology, 39(4), 701–707.
Frank, J. A., Reich, C. I., Sharma, S., Weisbaum, J. S., Wilson, B. A., & Olsen G. J. (2008). Critical evaluation of two primers commonly used for amplification of bacterial 16S rRNA genes. Applied Environmental Microbiology, 74(8), 2461-2470.
Grigorevski, A. L. de Lima, Rodrigo, P. do Nascimento, Elba, P. da Silva B., & Rosalie, R. R. C. (2005). Streptomyces drozdowiczii cellulase production using agro-industrial by-products and its potential use in the detergent and textile industries. Enzyme and Microbial Technology, 37(2), 272–277.
Immanuel, G., Dhanusha, R., Prema, P., & Palavesam A. (2006). Effect of different growth parameters on endoglucanase enzyme activity by bacteria isolated from coir retting effluents of estuarine environment. International Journal of Environmental Science & Technology, 3(1), 25-34.
Jog, R., Nareshkumar, G., & Rajkumar, S. (2012). Plant growth promoting potential and soil enzyme production of the most abundant Streptomyces spp. from wheat rhizosphere. Journal of Applied Microbiology, 113(5), 1154–1164.
Kumar, S., Stecher, G. & Tamura, K. (2016). MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets. Molecular Biology and Evolution, 33, 870-1974.
Ladha, J.K., Himanshu, P., Timothy, J.K, Six, J., & Chris V. K. (2005). Efficiency of fertilizer Nitrogen in cereal production: Retrospects and prospects. Advances in Agronomy, 87, 85-156.
Mahmoud, A. Y., Asif, A. M. J., & Hani, Z. A. (2014). Production, purification and characterization of cellulase from Streptomyces sp.. African Journal of Microbiology Research, 8(4), 348-354.
Miller, G. L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, 31(3), 426-428.
Mukesh, S., Pinki, D., & Meenakshi, C. (2014). Actinomycetes: Source, Identification, and Their Applications. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 3(2), 801–832.
Pinky, P., Tanuja, S., & Sheila, B. (2013). Characterization of the cellulolytic enzyme produced by Streptomyces griseorubens (Accession No. AB184139) isolated from Indian soil. Journal of King Saud University - Science, 25, 245–250.
Sambrook, J., & Russell, D. W. (2001). Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 3rd Ed., In Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1-170.
Sette, L. D., Valeria, M. De Oliveira, & Gilson, P. M. (2005). Isolation and characterization of alachlor-degrading actinomycetes from soil. Antonie Van Leeuwenhoek: Journal of Microbiology, 87(2), 81-89.
Shirling, E. B., & Gottlieb, D. (1966). Methods for characterization of Streptomyces species. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 16(3), 313-340.
Son, T.T.N., & Ramaswami, P.P. (1997). Bioconversion of organic wastes for sustainable agriculture. Omonrice, 5, 56-61.
Yati, S., Nandang, S., Evi, T., & Titin, Y. (2019). Characterization of cellulase enzyme produced by two selected Strain of Streptomyces Macrosporeus isolated from soil in Indonesia. Makara Journal of Science, 23(2), 65-71.