Luận văn Nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng sinh indol acetic acid (iaa) tại xã cưm’lan, huyện easoup, tỉnh Đăk Lăk

Đăk Lăk là một tỉnh có tiềm năng phát triển nông nghiệp với tổng diện tích tự nhiên 1.308.500 ha, trong ñó ñất nông nghiệp chiếm 436.000 ha (chiếm 33% tổng diện tích ) và thích hợp cho nhiều loại cây trồng. Trong những năm qua dưới tác ñộng của thời tiết, khí hậu, canh tác làm cho ñất bị rửa trôi và xói mòn rất lớn. Trình ñộ dân trí, khoa học kỹ thuật và ñiều kiện kinh tế của người dân tham gia canh tác còn thấp. Một số nơi kỹ thuật canh tác chủyếu dựa vào ñộ phì sẵn có của ñất hoặc lạm dụng quá mức việc sử dụng phân bón hoáhọc làm ñất xấu ñi, mất cân ñối các chất dinh dưỡng, bị chai cứng và làm giảm hệ vi sinh vật có ích. Đây là các nguyên nhân chính làm năng suất cây trồng giảm, nguy cơ dịch bệnh cao dẫn ñến ñất mất khả năng canh tác [3]. Một trong những giải pháp ñang ñược áp dụng hiện nay ñể cải tạo ñất là sử dụng phân bón có chứa vi sinh vật. Nhóm vi sinh vậttrong phân bón có tác dụng cải thiện ñộ phì, cân bằng dinh dưỡng trong ñất, cải thiện dung tích hấp thu, cải thiện các tính chất lý, hoá của ñất và ñặc biệt làm hạn chế ô nhiễm môi trường ñất cũng như môi trường nước do quá trình rửa trôi [3]. Hệ vi sinh vật tham gia trong thành phần phân vi sinh bao gồm các nhóm vi sinh vật phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp như cellulose, lignin, chitosan; nhóm vi sinh vật phân giải phosphat khó tan, nhóm vi sinh vật cố ñịnh ñạm. Các nhóm vi sinh vật này ñều có mặt trong ñất cũng như trong các vật liệu. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, trong ñất còn có một nhómcác vi sinh vật còn có khả năng sản sinh chất kích thích sinh trưởng cho cây trồng, ñó là khả năng sinh tổng hợp IAA (indol acetic acid). Những vi khuẩn thuộc chi Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Bradyrhizobium, Pseudomonas, Bacillus có khả năng này [1,2,11,24].

pdf95 trang | Chia sẻ: superlens | Ngày: 22/09/2015 | Lượt xem: 1252 | Lượt tải: 9download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng sinh indol acetic acid (iaa) tại xã cưm’lan, huyện easoup, tỉnh Đăk Lăk, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN  CAO BÌNH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG SINH INDOL ACETIC ACID (IAA) TẠI XÃ CƯM’LAN, HUYỆN EASOUP, TỈNH ĐĂK LĂK LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN  CAO BÌNH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG SINH INDOL ACETIC ACID (IAA) TẠI XÃ CƯM’LAN, HUYỆN EASOUP, TỈNH ĐĂK LĂK CHUYÊN NGÀNH SINH HỌC THỰC NGHIỆM Mã số: 60.42.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Người HDKH: TS. Võ Thị Phương Khanh BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. BMT, ngày 28/11/2010 Người cam đoan Cao Bình LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến: TS. Võ Thị Phương Khanh, người đã dạy dỗ, gần gũi, tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian thực hiện đề tài. Ban giám hiệu cùng toàn thể quý phòng ban đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Quý thầy cô trong trường, các thầy cô trong khoa Khoa học tự nhiên và công nghệ, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Sinh đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt ba năm học tập và rèn luyện dưới mái trường Đại học Tây Nguyên. Các thầy cô giáo, cán bộ, nhân viên quản lý phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện tốt nhất để cho tôi hoàn thành đề tài của mình. Cuối cùng, cho phép tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè gần xa, đặc biệt là các bạn học viên lớp Sinh học thực nghiệm K2 đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn! BMT, ngày 28/11/2010 Học viên Cao Bình MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU.1 1.1. Đặt vấn đề....1 1.2. Mục tiêu của đề tài...2 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.2 1.3.1 Ý nghĩa khoa học...2 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn...2 1.4. Giới hạn của đề tài...............................................................................................2 PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...3 1.1 .Đại cương về các chủng vi khuẩn sinh ...3 1.1.1. Vi khuẩn Azotobacter sp...4 1.1.2. Bradyrhizobium..5 1.1.3. Azospirillum.6 1.1.4. Vi khuẩn Rhizobium sp.7 1.2. Sự hình thành và vai trò của IAA....8 1.2.1. Sơ đồ cấu tạo của IAA.9 1.2.2. Sự phân bố của IAA.9 1.2.3 Sinh tổng hợp IAA.9 1.3. Tình hình nghiên cứu.....11 1.3.1. Tình hình nghiên cứu trong nước...11 1.3.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới......................................................12 PHẦN II NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......14 2.1. Nội dung nghiên cứu......14 2.2. Vật liệu và địa điểm nghiên cứu....14 2.2.1. Vật liệu nghiên cứu...........14 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu......14 2.2.3. Thời gian nghiên cứu..14 2.3. Phương pháp nghiên cứu.14 2.3.1. Phương pháp thu mẫu.....14 2.3.2. Phương pháp phân lập15 2.3.3. Phương pháp mô tả đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào các vi khuẩn sinh IAA phân lập... .15 2.3.4. Phương pháp đánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn phân lập.15 2.3.5. Phương pháp đánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn trong các môi trường nuôi cấy khác nhau...17 2.3.6. Phương pháp đánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn trong các môi trường có nồng độ Tryptophan khác nhau17 2.3.7. Phương pháp đánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn theo thời gian nuôi cấy....18 2.3.8. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn 2.3.9. sinh IAA tuyển chọn đến quá trình nẩy mầm của hạt đậu tương.......18 PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.....19 3.1. Mô tả đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào các vi khuẩn sinh IAA phân lập tại Easup – Đăk Lăk...19 3.2. Đánh giá khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn phân lập..27 3.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn..30 3.3.1. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy...31 3.3.2.Ảnh hưởng của nồng độ tryptophan..34 3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy ..36 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn sinh IAA đến quá trình nảy mầm của hạt đậu tương........38 3.4.1. Ảnh hưởng đến sự nảy mầm hạt đậu tương....39 3.4.2. Ảnh hưởng đến sự sinh trưởng rễ mầm đậu tương.....40 3.4.3. Ảnh hưởng đến sinh trưởng của thân mầm..42 3.4.4. Ảnh hưởng đến trọng lượng khô của rễ đậu tương .........43 PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....45 4.1 Kết luậ......45 4.2 Kiến nghị.....46 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....47 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ 1 VK Vi khuẩn 2 Tryp Tryptophan 3 IAA Acid indol acetic 4 MT Môi trường 5 dd Dung dịch 6 Nđ Nồng độ 7 CT Công thức 8 TBC Trung bình cộng DANH MỤC HÌNH Trang Hình 3.1: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân lập được trên đất trồng và nốt sần đậu tương...21 Hình 3.2: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân lập được trên đất trồng và nốt sần đậu phộng..23 Hình 3.3: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân lập được trên đất trồng và nốt sần đậu cô ve24 Hình 3.4: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân lập được trên đất trồng ngô..26 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 3.1. Đặc điểm khuẩn lạc và tế bào của vi khuẩn phân lập từ đất trồng và nốt sần cây đậu tương.......20 Bảng 3.2. Đặc điểm khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn phân lập từ đất trồng và nốt sần cây đậu phộng ........22 Bảng 3.3. Đặc điểm khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn phân lập từ đất trồng và nốt sần cây đậu cô ve .....24 Bảng 3.4. Đặc điểm khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn phân lập từ đất trồng ngô.....27 Bảng 3.5: Khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn phân lập.28 Bảng 3.6: Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn ....32 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ tryptophan đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn....35 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn......37 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn sinh IAA đến sự nảy mầm của hạt đậu tương.............................................................................................39 Bảng 3.10: Ảnh hưởng của dung dịch vi khuẩn sinh IAA đến sinh trưởng của rễ đậu tương......41 Bảng 3.11: Ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn sinh IAA đến sinh trưởng của thân mầm đậu tương ..........42 Bảng 3.12: Ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn sinh IAA đến trọng lượng của rễ đậu tương ....43 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Trang Biểu đồ 3.1: Khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn trên môi trường YMA.................................................................................................................29 Biểu đồ 3.2: Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn....32 Biểu đồ 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ tryptophan đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn....35 Biểu đồ 3.4: Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy của các chủng vi khuẩn đến khả năng sinh IAA....37 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Đăk Lăk là một tỉnh có tiềm năng phát triển nông nghiệp với tổng diện tích tự nhiên 1.308.500 ha, trong đó đất nông nghiệp chiếm 436.000 ha (chiếm 33% tổng diện tích ) và thích hợp cho nhiều loại cây trồng. Trong những năm qua dưới tác động của thời tiết, khí hậu, canh tác làm cho đất bị rửa trôi và xói mòn rất lớn. Trình độ dân trí, khoa học kỹ thuật và điều kiện kinh tế của người dân tham gia canh tác còn thấp. Một số nơi kỹ thuật canh tác chủ yếu dựa vào độ phì sẵn có của đất hoặc lạm dụng quá mức việc sử dụng phân bón hoá học làm đất xấu đi, mất cân đối các chất dinh dưỡng, bị chai cứng và làm giảm hệ vi sinh vật có ích. Đây là các nguyên nhân chính làm năng suất cây trồng giảm, nguy cơ dịch bệnh cao dẫn đến đất mất khả năng canh tác [3]. Một trong những giải pháp đang được áp dụng hiện nay để cải tạo đất là sử dụng phân bón có chứa vi sinh vật. Nhóm vi sinh vật trong phân bón có tác dụng cải thiện độ phì, cân bằng dinh dưỡng trong đất, cải thiện dung tích hấp thu, cải thiện các tính chất lý, hoá của đất và đặc biệt làm hạn chế ô nhiễm môi trường đất cũng như môi trường nước do quá trình rửa trôi [3]. Hệ vi sinh vật tham gia trong thành phần phân vi sinh bao gồm các nhóm vi sinh vật phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp như cellulose, lignin, chitosan; nhóm vi sinh vật phân giải phosphat khó tan, nhóm vi sinh vật cố định đạm. Các nhóm vi sinh vật này đều có mặt trong đất cũng như trong các vật liệu. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, trong đất còn có một nhóm các vi sinh vật còn có khả năng sản sinh chất kích thích sinh trưởng cho cây trồng, đó là khả năng sinh tổng hợp IAA (indol acetic acid). Những vi khuẩn thuộc chi Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Bradyrhizobium, Pseudomonas, Bacillus có khả năng này [1,2,11,24]. Để đảm bảo sự phát triển nền canh tác nông nghiệp bền vững tại Tây Nguyên, việc khai thác, sử dụng và bảo tồn các chủng vi sinh vật có giá trị cho đất và cây trồng là việc làm hết sức cần thiết. Trên cơ sở thực tế đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn sinh IAA trong đất tại xã CưM’Lan, huyện EaSoup, tỉnh Đắk Lắk”. 1.2. Mục tiêu của đề tài Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng tạo IAA trong đất tại xã CưM’Lan, huyện Easoup, tỉnh Đăk Lăk. 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.3.1. Ý nghĩa khoa học Thu thập các chủng vi khuẩn trong môi trường ở địa phương có khả năng tạo IAA - chất kích thích sinh trưởng của thực vật, để bảo tồn sự đa dạng sinh học của vi khuẩn có giá trị trong môi trường. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn Tuyển chọn và đánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn trong đất là bước đầu trong công việc làm phong phú các đối tượng vi sinh vật có lợi cho cây trồng. Từ đó góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất trong nông nghiệp, góp phần giảm lượng phân bón hoá học, giảm lượng chất kích thích sinh trưởng trong đất, góp phần bảo vệ môi trường. 1.4. Giới hạn của đề tài Là học viên lần đầu tham gia nghiên cứu khoa học, thời gian thực hiện đề tài có hạn nên chúng tôi chỉ nghiên cứu những mục tiêu đã đề ra. Trong quá trình nghiên cứu không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn. PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Đại cương về các chủng vi khuẩn sinh IAA Từ cổ xưa, mặc dầu chư nhận thức được sự tồn tại của vi sinh vật, nhưng loài người đã biết khá nhiều về tác dụng do vi sinh vật gây nên. Trong sản xuất và trong đời sống, con người đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm về các biện pháp lợi dụng các vi sinh vật có ích và phòng tránh các vi sinh vật có hại. Vi sinh vật sống ở khắp mọi nơi trên Trái Đất, từ đỉnh núi cao đến tận đáy biển sâu, trong không khí, trong đất , trong hầm mỏ, trong sông ngòi, ao hồ, trên da, trong thực phẩm, vật liệu Vi sinh vật là những sinh vật có cấu tạo đơn giản, kích thước rất nhỏ bé mắt thường khó có thể quan sát được, tuy nhiên số lượng của chúng thì vô cùng lớn. Vi khuẩn là một nhóm sinh vật có số lượng lớn trong thế giới vi sinh vật. Phần lớn chúng sử dụng nguồn dinh dưỡng đạm từ môi trường đất hay xác bã thực vật và đặc biệt có một số loài vi khuẩn có khả năng sử dụng nitơ từ không khí. Những sinh vật này có vai trò vô cùng quan trọng đối với sản xuất nông nghiệp và con người. Nhờ có chúng, thực vật trên hành tinh có thêm nguồn dinh dưỡng đạm cho hoạt động sinh trưởng và phát triển (Hoàng Lương Việt 1978). Ngoài ra, theo nghiên cứu của các nhà khoa học, có một số vi sinh vật còn có khả năng sinh tổng hợp IAA là chất sinh trưởng ở thực vật. Những vi khuẩn này đa số đều là những vi khuẩn cố định đạm. Đó là vi khuẩn thuộc chi Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum,Bradyrhizobium, Pseudomonas, Bacillus [1,2,11,24 ]. 1.1.1. Vi khuẩn Azotobacter sp Azotobacter là vi khuẩn gram âm, hiếu khí sống tự do trong đất, không sinh bào tử, có khả năng cố định nitơ phân tử. Một số chủng thuộc chi này có khả năng sinh tổng hợp nên IAA, chất kích thích sinh trưởng ở thực vật [5, 28, 27]. Vi khuẩn Azotobacter Tế bào Azotobacter có hình cầu hoặc hình que. Khi còn non, tế bào thường có hình que, chúng sinh sản theo hình thức giản đơn, di động nhờ tiêm mao. Bên cạnh các tiêm mao khá dài khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử còn thấy rõ những sợi khuẩn mao nhỏ bé. Về già, tế bào Azotobacter mất khả năng di động, kích thước thu nhỏ dạng hình cầu được bao bọc bởi một lớp màng nhầy khá dày và tạo thành nang xác. Khi gặp điều kiện thuận lợi nang xác sẽ nứt ra và tạo thành các tế bào vi khuẩn mới. Khuẩn lạc của Azotobacter dạng hình cầu lồi, nhầy, nhẵn, có khi nhăn nheo. Khi già có màu vàng lục, hồng, nâu đen, đây cũng là một tiêu chuẩn phân loại loài Azotobacter sp. Azotobacter sp cần pH thích hợp vào khoảng 7.0 – 8.2, chúng ít tồn tại trong môi trường đất chua có pH < 5.6 – 5,8 [2]. Azotobacter có biên độ nhiệt khá rộng trong khoảng 27 – 33oC, chúng sinh trưởng tương đối chậm ở 250C và hầu như không phát triển ở cận 200C và cận 400C. Chúng phát triển tối ưu ở nhiệt độ 300C [17]. Trong đất, Azotobacter sp tập trung ở vùng gần rễ cây có tác dụng làm tăng cường thức ăn Nitơ cho cây trồng. Đồng thời tác dụng của Azotobacter sp đối với cây trồng còn được chứng minh ở khả năng kích thích sinh trưởng của chúng như tác dụng kích thích sự nảy mầm và sinh trưởng của mầm hạt. Azotobacter sp có khả năng tiết vào môi trường các vitamin, axit amin cũng như các chất kích thích sinh trưởng thực vật (axit indol axetic, gibberelic) [20, 28]. 1.1.2. Bradyrhizobium Bradyrhizobium Nốt sần trên rễ Bradyrhizobium là vi khuẩn có khả năng cố định nitơ cộng sinh ở cây họ đậu, còn được gọi là vi khuẩn nốt sần [27]. Trên môi trường đặc, khuẩn lạc của chúng có dạng trơn bóng, nhầy, không màu, đường kính khuẩn lạc không quá 1mm [4]. Bradyrhizobium là vi khuẩn hiếu khí, tuy nhiên chúng có thể phát triển được ngay cả trong trường hợp chỉ có một áp lực oxy rất thấp khoảng 0.01 atm. Chúng phát triển thích hợp ở pH = 6.5 – 7.5. Sự sinh trưởng của chúng bị cản trở khi pH hạ thấp đến 4.5 – 5.0 hoặc nâng lên đến 8.0. Nhiệt độ phát triển thích hợp đối với vi khuẩn là 24- 260C, ở nhiệt độ 370C sự phát triển của chúng bị cản trở một cách rõ rệt [4]. Ngoài khả năng cố định nitơ nhóm vi khuẩn này còn có khả năng sinh tổng hợp IAA, thúc đẩy cây sinh trưởng bởi quá trình kích thích gia tăng đột biến các rễ thứ cấp, hình thái lông rễ, kéo dài rễ [17, 23, 14]. 1.1.3. Azospirillum Azospirillum brasilense ATCC 29145 nuôi cấy trên môi trường agar MPSS ở 300C trong 24 giờ ở độ phóng đại 15000 lần (Krieg, 1984). Azospirillum là vi khuẩn có dạng phẩy, xoắn, sống tự do, có khả năng cố định nitơ phân tử, được phát hiện từ năm 1974 [23]. Những vi khuẩn thuộc giống Azospirillum là những vi sinh vật cố định đạm sống tự do hoặc kết hợp với rễ của cây ngũ cốc và một số loại cỏ [27]. Chúng là những vi khuẩn Gram âm, hơi cong như hình dấu phẩy (vibrio) hoặc là xoắn khuẩn, đường kính 1 µm và dài 2,1-3,8 µm, chuyển động trong môi trường lỏng bởi 1 tiên mao dài ở đầu (polar flagellum). Trong môi trường đặc, ở 300C nhiều tiên mao bên (lateral flagella) ngắn hơn cũng được thành lập. Những hạt Poly-β-hydroxybutyrate (PHB) có màu hồng lấp đầy hầu hết những tế bào vi khuẩn và khuẩn lạc [27, 28]. Sự tăng sinh Azospirillum xảy ra dưới cả 2 điều kiện hiếu khí và kỵ khí, nhưng thích hợp hơn là điều kiện vi hiếu khí với sự hiện diện hoặc không có hợp chất nitơ trong môi trường [29]. Nhiệt độ tối thích cho vi khuẩn phát triển là 35- 370C. Những khuẩn lạc Azospirillum trên môi trường khoai tây - agar có màu hồng nhạt hoặc đậm, thường có nếp gấp và không có chất nhầy, dinh dưỡng bằng hợp chất hữu cơ. Một số dòng Azospirillum là những sinh vật tự dưỡng không bắt buộc. Vi khuẩn Azospirillum phát triển tốt trên muối của những acid hữu cơ như: malate, succinate, lactate hoặc pyruvate. Fructose và những đường đôi khác cũng có thể được vi khuẩn sử dụng là nguồn carbon, đặc biệt vi khuẩn không sử dụng đường đơn. Một số dòng Azospirillum cần biotin cho sự phát triển của chúng [19]. Azospirillum sống thành tập đoàn ở vùng rễ của nhiều loài thực vật trong khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ngoài khả năng cố định nitơ chúng còn có khả năng khử nitrat, chống lại vi khuẩn gây bệnh thối lá ở cây dâu tằm [12]. Azospirillum có khả năng sinh tổng hợp các hoormon tương tự các hoormon sinh trưởng thực vật như IAA (indol acetic acid), gibberelin, cytokinin [27]. Azospirillum có thể kích thích thực vật sinh trưởng bởi sự kích thích hình thành rễ, tăng độ dài rễ [15, 17]. 1.1.4. Vi khuẩn Rhizobium sp Rhizobium Nốt sần trên rễ chứa vi khuẩn Vi khuẩn Rhizobium là vi khuẩn cố định Nitơ cộng sinh với rễ cây bộ đậu còn gọi là vi khuẩn nốt sần, được phân lập vào năm 1888. Chúng hình thành những nốt sần ở rễ cây bộ đậu, đôi khi cả ở phần thân cây rất gần với đất và cư trú trong đó [23]. Trong quá trình phát triển vi khuẩn nốt sần thường có sự thay đổi hình thái. Lúc còn non đa số các loài có hình que, có khả năng di động bằng đơn mao, chùm mao hoặc chu mao tùy từng loài. Sau đó trở thành dạng giả khuẩn thể, có hình que phân nhánh, mất khả năng di động. Ở dạng này, vi khuẩn nốt sần có khả năng cố định Nitơ. Khi già dạng hình que phân nhánh phân cắt tạo thành dạng hình cầu nhỏ [23]. Vi khuẩn nốt sần thuộc loại hiếu khí, ưa pH trung tính hoặc hơi kiềm, thích hợp với nhiệt độ từ 280C đến 300C, độ ẩm 60- 80%. Chúng có khả năng đồng hóa các nguồn cacbon khác nhau như các loại đường đơn, đường kép, acid hữu cơ, glycerin. Đối với nguồn nitơ, khi cộng sinh với cây đậu, vi khuẩn nốt sần có khả năng sử dụng nitơ không khí. Khi sống tiềm sinh trong đất hoặc được nuôi cấy trên môi trường, chúng mất khả năng cố định nitơ, lúc đó chúng đồng hóa các nguồn nitơ sẵn có, nhất là các nguồn amôn và nitrat. Chúng có thể đồng hóa tốt các loại acid amin, một số có thể đồng hóa pepton [23]. Ngoài ra chúng còn có khả năng sinh IAA kích thích sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng thông qua sự hình thành lông rễ, kéo dài rễ [23, 14]. 1.2. Sự hình thành và vai trò của IAA. Năm 1880, Darwin đã phát hiện ra rằng bao lá mầm của cây họ lúa rất nhạy cảm với ánh sáng. Nếu chiếu sáng một chiều thì gây quang hướng động, nhưng nếu che tối hoặc bỏ đỉnh ngọn thì hiện tượng trên không xảy ra. Ông cho rằng đỉnh ngọn bao lá mầm là nơi tiếp nhận kích thích của ánh sáng. Năm 1919, Paal đã cắt đỉnh bao lá mầm và đặt trở lại trên chỗ cắt nhưng lệch sang một bên và để trong tối. Hiện tượng uốn cong xảy ra như trường hợp chiếu sáng một chiều. Ông kết luận rằng đỉnh ngọn đã hình thành một chất sinh trưởng nào đấy, còn ánh sáng xác định sự phân bố của chất đó về hai phía của bao lá mầm. Went (1928) làm thí nghiệm đặt đỉnh ngọn tách rời của bao lá mầm lên bản agar để các chất sinh trưởng khuếch tán xuống agar, sau đó ông đặt bản agar lên mặt cắt của bao lá mầm thì cũng gây nên hiện tượng sinh trưởng. Ông gọi chất đó là chất sinh trưởng và hiện nay chính là auxin. Đến năm 1934, giáo sư hóa học Kogl người Hà Lan và các cộng sự đã tách ra một chất từ dịch chiết nấm men có hoạt chất tương tự chất sinh trưởng. Năm 1935, Thimann cũng tách được chất này từ nấm Rhysopus, đó chính là IAA. IAA là dạng auxin chủ yếu, quan trọng nhất của tất cả các thực vật, cả thực vật bậc thấp và thực vật bậc cao [13]. 1.2.1. Sơ đồ cấu tạo IAA. Indole-3-acetic acid (IAA) 1.2.2. Sự phân bố của IAA. IAA phân bố rộ
Luận văn liên quan