Biodiversity of major bacterial groups in association with agarwood (Aquilaria crassna) in Khanh Hoa province, Vietnam

Đa dạng sinh học các nhóm vi khuẩn chính trên Trầm hương Khánh Hòa, Việt Nam

Abstract

Agarwood mainly formed by Aquilaria species is an economically and pharmaceutically important natural product used for the production of incense, perfumes and traditional medicines in Asia. Endophytic bacteria are potentially important in producing pharmaceutical compounds found in the plants. The aim of this research is to isolate, classify and identify major endophytic bacteria groups associated with agarwood of Aquilaria crassna species in Khanh Hoa province, Vietnam. Agarwood samples were collected and surface-sterilized, and total endophytic bacteria were isolated on Tryptic Soy Agar by the spread plate method. Major bacterial groups were classified according to the Bergey’s system. The 16S rRNA gene fragments were amplified using PCR method, and bacterial isolates were identified using this gene sequence similarity based method. The results showed that from 0.121 g of agarwood, total 26 bacterial isolates were purified and divided into 7 separated groups, in which the group II of Gram-positive spore-forming bacteria was the most dominant. Especially, two dominant strains, T14 of group II, and T15 of group VII, were identified as Bacillus pumilus and Alcaligenes faecalis, respectively. To our knowledge, it is the first time that biodiversity of bacterial endophytes associated with agarwood from Aquilaria crassna in Vietnam has been reported, which requires of further study to understand the relationship of endophytic bacteria to agarwood-producing Aquilaria crassna species as well as explore their potential applications towards the development of valuable bioactive compounds.

Trầm hương, chủ yếu được tạo ra từ các loài cây Dó (Aquilaria), là một sản phẩm tự nhiên có giá trị kinh tế và y học đã được sử dụng để sản xuất hương, nước hoa và các dược phẩm truyền thống ở châu Á. Vi khuẩn nội cộng sinh thực vật được cho là một nguồn quan trọng cho các dược phẩm có nguồn gốc thực vật. Mục tiêu của nghiên cứu này là nhằm phân lập, phân loại và định danh các nhóm vi khuẩn chính trên Trầm hương Khánh Hòa, Việt Nam. Các mẫu Trầm hương được thu nhận và vô trùng bề mặt dùng để phân lập vi khuẩn tổng số trên môi trường TSA bằng phương pháp trải đĩa. Các nhóm vi khuẩn chính được phân loại dựa theo hệ thống chuẩn Bergey. Đoạn gen mã hóa 16S rRNA được khuếch đại bằng phương pháp PCR, và các chủng vi khuẩn được định danh bằng phép so sánh độ tương đồng trình tự của đoạn gen này. Kết quả cho thấy từ 0,121 g mẫu trầm hương, chúng tôi đã phân lập được 26 chủng vi khuẩn và phân chúng vào 7 nhóm chính, trong đó nhóm II bao gồm các vi khuẩn Gram dương sinh bào tử là nhóm chiếm ưu thế nhất. Đặc biệt, có 2 chủng ưu thế là chủng T14 thuộc nhóm II và chủng T15 thuộc nhóm VII đã được định danh tương ứng là Bacillus pumilus và Alcaligenes faecalis. Đây là nghiên cứu đầu tiên về đa dạng sinh học của các nhóm vi khuẩn chính trên Trầm hương Khánh Hòa. Vì vậy, cần có những nghiên cứu tiếp theo nhằm tìm hiểu mối quan hệ giữa các vi khuẩn nội cộng sinh với cây Dó bầu (Aquilaria crassna) tạo trầm cũng như khai thác những ứng dụng tiềm năng của các vi khuẩn này theo hướng phát triển các hoạt chất sinh học có giá trị.