Đặng Thị Thúy Ngọc * , Nguyễn Thị Kim Chi , Lâm Giang Hồng Phúc , Lê Ngọc Sương Nguyễn Thị Kim Cơ

* Người chịu trách nhiệm về bài viết: (dttngoc@dhsphue.edu.vn)

Abstract

This study aimed to identify and evaluate the antibacterial activity of the bacterial strain Bacillus sp. B10. Morphological and biochemical characterization revealed that strain B10 is a Gram-positive, spore-forming bacterium exhibiting positive catalase and oxidase activities. The 16S rRNA gene sequence (1484 bp) exhibited a G+C content of 55.5% and shared 99.5% similarity with Bacillus velezensis, belonging to the Bacillus amyloliquefaciens group within the Bacillus subtilis complex. The antibacterial potential of the extracellular culture supernatant of strain B10, evaluated using the agar well diffusion assay, showed moderate inhibition against Vibrio alginolyticus (11.3 ± 0.4 mm), weak inhibition against Photobacterium damselae (3.9 ± 0.2 mm), and no inhibitory effect on Enterobacter hormaechei. These results indicate that strain B10 exhibits selective inhibitory activity against Vibrio alginolyticus, suggesting the production of specific antibacterial compounds, likely related to lipopeptides commonly synthesized by members of the genus Bacillus. The findings provide preliminary evidence for further investigation of the antibacterial mechanisms of strain B10 and its potential application in aquaculture.
Keywords: Bacillus velezensis, 16S rRNA, Lipopeptides, Vibrio alginolyticus

Tóm tắt

Nghiên cứu này nhằm định danh và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của chủng vi khuẩn Bacillus sp. B10. Phân tích hình thái và phản ứng sinh hóa cho thấy B10 là vi khuẩn Gram dương, sinh bào tử, có hoạt tính catalase và oxidase dương tính. Trình tự gen 16S rRNA dài 1484 bp có hàm lượng G+C 55,5% và thể hiện độ tương đồng 99,5% với Bacillus velezensis, thuộc nhóm Bacillus amyloliquefaciens trong phức hợp Bacillus subtilis. Tiềm năng kháng khuẩn từ dịch nuôi cấy ngoại bào của chủng B10 được đánh giá bằng phương pháp khuếch tán lỗ thạch cho thấy khả năng ức chế mức trung bình đối với Vibrio alginolyticus (11,3 ± 0,4 mm), ức chế yếu Photobacterium damselae (3,9 ± 0,2 mm) và không thể hiện hiệu quả kháng Enterobacter hormaechei. Kết quả cho thấy chủng B10 thể hiện hoạt tính ức chế chọn lọc đối với Vibrio alginolyticus, gợi ý khả năng sinh các hợp chất có tác dụng kháng khuẩn đặc hiệu, nhiều khả năng liên quan đến các lipopeptide thường gặp ở chi Bacillus. Dữ liệu này cung cấp cơ sở ban đầu cho các nghiên cứu tiếp theo về hoạt tính kháng khuẩn của chủng B10 và ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản.
Từ khóa: Bacillus velezensis;, 16S rRNA;, Lipopeptide, Vibrio alginolyticus

Article Details

Tài liệu tham khảo

Bách, Đ. G., Linh, Đ. T. T., Ngân, L. T. T., & Hội, L. T. (2024). Phân lập, tuyển chọn và đánh giá đặc tính các chủng Bacillus tiềm năng ứng dụng cho chế phẩm probiotic. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam (MOST), 66(5B). https://vjol.info.vn/index.php/most/article/view/96428/81473

Brenner, D. J., Staley, J. T., & Krieg, N. R. (2006). Bergey’s Manual® of systematic bacteriology. In G. M. Garrity (Ed.), Bergey’s manual of systematic bacteriology: Volume two: The Proteobacteria, Part A: Introductory essays (2nd ed.). Springer. https://doi.org/10.1007/0-387-28021-9_4

Chakravorty, S., Helb, D., Burday, M., Connell, N., & Alland, D. (2007). A detailed analysis of 16S ribosomal RNA gene segments for the diagnosis of pathogenic bacteria. Journal of Microbiological Methods, 69(2), 330–339. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2007.02.005

Cơ, N. T. K., & Dung, T. Q. (2019). Phân lập và sàng lọc một số chủng Bacillus sp. sinh protease từ nước thải. Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế, 3(55), 100–108. https://vjol.info.vn/index.php/TCKH-DHH/article/view/54004/44658

Dũng, N. L. (2003). Giáo trình vi sinh vật học. NXB Giáo dục Việt Nam.

Hân, L. T. N., Điệp, V. T. N., Hoa, T. T. T., & Thành, N. V. (2021). Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn Bacillus sp. có khả năng sinh tổng hợp protease từ các sản phẩm đậu nành lên men. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam – B, 63(8B), 49–54. https://doi.org/10.31276/VJST.63(8).49-54

Harirchi, S., Sar, T., Ramezani, M., Aliyu, H., Etemadifar, Z., & Taherzadeh, M. J. (2022). Bacillales: From taxonomy to biotechnological and industrial perspectives. Microorganisms, 10(12), 2355. https://doi.org/10.3390/microorganisms10122355

Janda, J. M., & Abbott, S. L. (2007). 16S rRNA gene sequencing for bacterial identification in the diagnostic laboratory: Pluses, perils, and pitfalls. Journal of Clinical Microbiology, 45(9), 2761–2764. https://doi.org/10.1128/JCM.01228-07

Kenfaoui, J., Dutilloy, E., Benchlih, S., Lahlali, R., Ait-Barka, E., & Esmaeel, Q. (2024). Bacillus velezensis: A versatile ally in the battle against phytopathogens—Insights and prospects. Applied Microbiology and Biotechnology, 108(1), 439. https://doi.org/10.1007/s00253-024-13255-7

Khan, A. R., Mustafa, A., Hyder, S., Valipour, M., Rizvi, Z. F., Gondal, A. S., Yousuf, Z., Iqbal, R., & Daraz, U. (2022). Bacillus spp. as bioagents: Uses and application for sustainable agriculture. Biology, 11(12), 1763. https://doi.org/10.3390/biology11121763

Liang, X., Ishfaq, S., Liu, Y. (2024). Identification and genomic insights into a strain of Bacillus velezensis with phytopathogen-inhibiting and plant growth-promoting properties. Microbiological Research, 285, 127745. https://doi.org/10.1016/j.micres.2024.127745

Liu, Y., Yin, C., Zhu, M., Zhan, Y., Lin, M., & Yan, Y. (2024). Comparative genomic analysis of Bacillus velezensis BRI3 reveals genes potentially associated with efficient antagonism of Sclerotinia sclerotiorum. Genes, 15(12), 1588. https://doi.org/10.3390/genes15121588

Markelova, N., & Chumak, A. (2025). Antimicrobial activity of Bacillus cyclic lipopeptides and their role in the host adaptive response to changes in environmental conditions. International Journal of Molecular Sciences, 26(1), 336. https://doi.org/10.3390/ijms26010336

Monzón-Atienza, L., Bravo, J., Torrecillas, S., Gómez-Mercader, A., Montero, D., Ramos-Vivas, J., Galindo-Villegas, J., & Acosta, F. (2024). An in-depth study on the inhibition of quorum sensing by Bacillus velezensis D-18: Its significant impact on Vibrio biofilm formation in aquaculture. Microorganisms, 12(5), 890. https://doi.org/10.3390/microorganisms12050890

Ngamsurach, P., & Praipipat, P. (2022). Antibacterial activities of Piper betle leaf extracts against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. RSC Advances, 12(40), 26435–26454. https://doi.org/10.1039/D2RA04611C

Palacios-Rodriguez, A. P., Espinoza-Culupú, A., Durán, Y., & Sánchez-Rojas, T. (2024). Antimicrobial activity of Bacillus amyloliquefaciens BS4 against Gram-negative pathogenic bacteria. Antibiotics, 13(4), 304. https://doi.org/10.3390/antibiotics13040304

Petkova, M., Marcheva, M., Petrova, A.-L., Slavova, V., & Shilev, S. (2025). Plant growth-promoting and biocontrol characteristics of four Bacillus strains and evaluation of their effects on wheat (Triticum aestivum L.). International Journal of Plant Biology, 16(1), 1. https://doi.org/10.3390/ijpb16010001

QIAGEN. (2023). DNeasy Blood & Tissue Handbook. QIAGEN.

Rouvier, F., Brunel, J. M., Pagès, J. M., & Vergalli, J. (2025). Efflux-mediated resistance in Enterobacteriaceae. Antibiotics, 14(8), 778. https://doi.org/10.3390/antibiotics14080778

Shi, X., Zhou, W., Lu, X., Cao, C., Sheng, D., Ren, X., Jin, N., Zhang, Y., Guo, Z., Cao, S., & Ye, S. (2024). Screening of antagonistic bacteria against three aquatic pathogens and characterization of lipopeptides in Bacillus cereus BA09. Journal of Microbiology and Biotechnology, 34(10), 2023–2032. https://doi.org/10.4014/jmb.2404.04017

Shleeva, M. O., Kondratieva, D. A., & Kaprelyants, A. S. (2023). Bacillus licheniformis: A producer of antimicrobial substances, including antimycobacterials, which are feasible for medical applications. Pharmaceutics, 15(7), 1893. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15071893

Sreedharan, S. M., Rishi, N., & Singh, R. (2023). Microbial lipopeptides: Properties, mechanics and engineering for novel lipopeptides. Microbiological Research, 271, 127363. https://doi.org/10.1016/j.micres.2023.127363

Su, Y., Liu, C., Fang, H., & Zhang, D. (2020). Bacillus subtilis: A universal cell factory for diverse applications. Microbial Cell Factories, 19, 173.

Thermo Fisher Scientific. (2018). Purification of genomic DNA using PureLink silica columns. Thermo Fisher Scientific.

Trang, T. T., Nguyệt, N. T. Ánh, Châm, L. T. M., Đức, N. T., Hoàng, P. N. Đức, & Xô, D. H. (2020). Phân lập và tuyển chọn Bacillus subtilis đối kháng Colletotrichum scovillei. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh – Kỹ thuật và Công nghệ, 15(1), 72–86. https://doi.org/10.46223/HCMCOUJS.tech.vi.15.1.1022.2020

Yu, F., Shen, Y., Qin, Y., Pang, Y., Fan, H., Peng, J., Pei, X., & Liu, X. (2022). Isolation and purification of antibacterial lipopeptides from Bacillus velezensis YA215 isolated from sea mangroves. Frontiers in Nutrition, 9, 1064764. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.1064764

Zhang, N., Wang, Z., Shao, J., Xu, Z., Liu, Y., Xun, W., Miao, Y., Shen, Q., & Zhang, R. (2023). Biocontrol mechanisms of Bacillus. Microbial Biotechnology, 16(12), 2250–2263. https://doi.org/10.1111/1751-7915.14348

Zhou, J., Xie, Y., Liao, Y., Li, X., Li, Y., Li, S., Ma, X., Lei, S., Lin, F., Jiang, W., & He, Y.-Q. (2022). Characterization of a Bacillus velezensis strain isolated from Bolbostemmatis Rhizoma displaying strong antagonistic activities against a variety of rice pathogens. Frontiers in Microbiology, 13, 983781. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.983781

Zhou, Z., Li, X., Chen, Y., & Wang, H. (2025). Growth inhibition of Vibrio parahaemolyticus by surfactin. Journal of Fish Diseases, 48(3), 234–245. https://doi.org/10.1016/S0022-2011(25)00032-1