Sàng lọc và đánh giá đặc điểm sinh học của chủng vi khuẩn có khả năng kích thích sinh trưởng phân lập từ vùng rễ cây dứa (khóa luận tốt nghiệp)

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA: CƠNG NGHỆ SINH HỌC

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
SÀNG LỌC VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
CỦA CHỦNG VI KHUẨN CĨ KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH
SINH TRƯỞNG PHÂN LẬP TỪ VÙNG RỄ CÂY DỨA

Sinh viên thực hiện

: Lê Sĩ Anh Tú

Lớp

: K62CNSHC

Ngành

: Công nghệ sinh học

Giảng viên hướng dẫn

: ThS. Nguyễn Thanh Huyền

HÀ NỘI – 2021


LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian thực tập khóa luận tại Bộ môn Công nghệ vi sinh- Khoa

Công nghệ sinh học-Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Em xin chân thành cảm
ơn sự quan tâm giúp đỡ của các thầy/cô giáo, các cán bộ tại phịng thí nghiệm
của Bộ mơn cũng như khoa Công nghệ sinh học đã truyền đạt cho em những
kiến thức vô cùng quan trọng và quý báu trong suốt thời gian học tập và rèn
luyện tại Học viện Nơng nghiệp Việt Nam.
Với lịng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Th.S
Nguyễn Thanh Huyền-Bộ môn Công Nghệ vi sinh-Khoa Công nghệ sinh họcHọc viện Nông nghiệp Việt Nam, là giảng viên đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình
chỉ bảo và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học
cũng như các thầy cô trong Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình dạy bảo
em trong suốt 4 năm qua.
Cuối cùng, em xin cảm ơn tới những người thân trong gia đình đã ln
chăm lo, động viên, và tồn thể bạn bè đã cộng tác giúp đỡ em trong khoảng
thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Sinh viên
Lê Sĩ Anh Tú

i


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan tồn bộ kết quả trong khóa luận là do tơi trực tiếp thực
hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thanh Huyền, khoa Công nghệ sinh
học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Tất cả các số liệu, hình ảnh, kết quả được
trình bày trong khóa luận này là hồn tồn trung thực, và chưa được cơng bố ở
bất kỳ cơng trình nào khác. Những tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tác
phẩm, tạp chí và các website được tham khảo trong khóa luận này đã được liệt

kê trong danh mục tài liệu tham khảo của khóa luận.
Tơi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước Hội đồng và
Học viện.
Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Sinh viên

Lê Sĩ Anh Tú

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................. ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ vii
TĨM TẮT ............................................................................................................ ix
PHẦN I. MỞ ĐẦU................................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề....................................................................................................... 1
1.2. Mục đích và nội dung nghiên cứu .................................................................. 3
1.2.1. Mục đích đề tài ............................................................................................ 3
1.2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 3
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài .............................................................. 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học......................................................................................... 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 3
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................... 4
2.1. Tổng quan về vi khuẩn vùng rễ ...................................................................... 4
2.1.1. Nguồn gốc của vi khuẩn vùng rễ ................................................................ 5
2.1.2. Cách thức hoạt động của vi khuẩn vùng rễ ................................................. 5

2.1.3. Vai trò của vi khuẩn vùng rễ ....................................................................... 6
2.1.3.1. Khả năng sinh tổng hợp IAA .................................................................... 6
2.1.3.2. Khả năng phân giải phosphate khó tan ................................................. 11
2.1.4. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn vùng rễ có khả năng kích thích sinh
trưởng thực vật trên thế giới và trong nước ............................................ 13
2.1.4.1. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn vùng rễ có khả năng kích thích sinh
trưởng thực vật trên thế giới ................................................................... 13
2.2. Tổng quan về cây Dứa ................................................................................. 15

iii


2.2.1. Đặc điểm thực vật học ............................................................................... 15
2.2.2. Giá trị dinh dưỡng và giá trị thương mại .................................................. 16
Phần III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 20
3.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và phương pháp nghiên cứu .......................... 20
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 20
3.1.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu ................................................................. 20
3.1.3. Hóa chất..................................................................................................... 20
3.2. Địa điểm thời gian nghiên cứu ..................................................................... 21
3.2.1. Địa điểm lấy mẫu nghiên cứu ................................................................... 21
3.2.2.Thời gian nghiên cứu ................................................................................. 21
3.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 21
3.4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 21
3.4.1. Phương pháp lấy mẫu ................................................................................ 21
3.4.2. Phương pháp phân lập ............................................................................... 21
3.4.3. Phương pháp làm thuần và giữ giống ....................................................... 22
3.4.4. Phương pháp xác định khả năng sinh Indole axetic acid (IAA) của các
chủng vi khuẩn tuyển chọn (Theo TCVN-2015) .................................... 22
3.4.5. Khảo sát khả năng sinh siderophore được thực hiện theo phuương

pháp của Brian và cộng sự (2011) .......................................................... 25
3.4.6. Phương pháp khảo sát khả năng phân giải phosphate khó tan.................. 25
3.4.7. Khảo sát hoạt tính enzyme ngoại bào bằng phương pháp khuếch tán
đĩa thạch .................................................................................................. 25
3.4.8. Khảo sát một số đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn được
tuyển chọn ............................................................................................... 26
3.4.9. Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố: thời gian nuôi cấy, pH, nhiệt
độ, nguồn Cacbon đến khả năng sản sinh IAA của một số chủng
tuyển chọn ............................................................................................... 29
Phần IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 30

iv


4.1. Kết quả phân lập và tuyển chọn vi khuẩn vùng rễ có khả năng kích thích
sinh trưởng .............................................................................................. 30
4.1.1. Kết quả phân lập ........................................................................................ 30
4.1.2. Xác định khả năng tổng hợp IAA của các chủng vi khuẩn vùng rễ ......... 31
4.1.3. Sàng lọc vi khuẩn vùng rễ có khả năng phân giải phosphate khó tan ...... 34
4.1.4.Khảo sát khả năng sinh siderophore của các chủng vi khuẩn vùng rễ....... 35
4.2. Khảo sát hoạt tính enzyme ngoại bào của chủng vi khuẩn vùng rễ bằng
phương pháp khuếch tán đĩa thạch ......................................................... 35
4.2.1. Hoạt tính protease...................................................................................... 35
4.2.2. Hoạt tính amylase ...................................................................................... 36
4.2.3. Hoạt tính cellulase ..................................................................................... 37
4.3. Xác định đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn tuyển chọn ................ 38
4.4. Khảo sát ảnh hưởng thời gian nuôi cấy đến khả năng sinh IAA của các
chủng vi khuẩn tuyển chọn ..................................................................... 39
4.5. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh IAA của các chủng vi
khuẩn tuyển chọn .................................................................................... 40

4.6. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh IAA của các chủng
vi khuẩn tuyển chọn ................................................................................ 41
4.7. Ảnh hưởng của nguồn cacbon đến khả năng sinh IAA các chủng
tuyển chọn .............................................................................................. 42
Phần V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................. 44
5.1.Kết luận ......................................................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 45
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 50

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Hướng dẫn pha dung dịch chuẩn 1àm việc IAA ................................ 24
Bảng 4.1. Kết quả tổng hợp đặc điểm hình thái và sinh hóa của các chủng vi
khuẩn được tuyển chọn ........................................................................... 39

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Hình ảnh cây dứa................................................................................. 16
Hình 3.1. Cách pha lỗng mẫu đất để phân lập................................................... 22
Hình 4.1. Kết quả phân lập vi khuẩn vùng rễ Dứa.............................................. 30
Hình 4. 2. Hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn vùng rễ phân lập
từ cây Dứa ............................................................................................... 31
Hình 4.3. Kết quả đồ thị đường chuẩn IAA ........................................................ 31
Hình 4.4. Hàm lượng IAA (µg/ml) được tổng hợp bởi các chủng vi khuẩn
vùng rễ cây Dứa ...................................................................................... 33
Hình 4.5. Khảo sát khả năng phân giải phosphate khó tan của các chủng vi

khuẩn vùng rễ .......................................................................................... 34
Hình 4.6. Khảo sát khả năng sinh siderophore của các chủng vi khuẩn phân
lập ............................................................................................................ 35
Hình 4.7. Khảo sát khả năng sinh protease của các chủng vi khuẩn vùng rễ ..... 36
Hình 4.8. Khảo sát hoạt tính amylase của các chủng vi khuẩn vùng rễ ............. 37
Hình 4.9. Khảo sát hoạt tính cellulase của các chủng vi khuẩn vùng rễ............. 37
Hình 4.10. Hình thái tế bào của 3 chủng vi khuẩn tuyển chọn ........................... 38
Hình 4.11. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng sinh IAA của các chủng
vi khuẩn tuyển chọn ................................................................................ 40
Hình 4.12. Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn ... 41
Hình 4.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh IAA của các chủng
vi khuẩn ................................................................................................... 42
Hình 4.14. Ảnh hưởng của nguồn cacbon đến khả năng sinh IAA các chủng
vi khuẩn tuyển chọn ................................................................................ 43

vii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Giải nghĩa

µg

Microgram

Ml

Milliliter

µl

Microliter

Mg

Milligram

ĐC

Đối chứng

LB

Luria and Bertani

NXB

Nhà xuất bản

PGPR

Plant Growth Promoting Rhizobacteria

sp.

Species

UV

Ultra Violet

IAA

β-indol-acetic acid

cs.

Cộng sự

CAS

Chorome Azurol S

CMC

Carboxymethyl cellulose

viii


TĨM TẮT
Vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng ở thực vật (Plant Growth
Promoting Rhizobacteria-PGPR) là vi khuẩn trong đất, sinh sống xung quanh
hoặc trên bề mặt rễ, trực tiếp hoặc gián tiếp tham gia việc kích thích sinh trưởng
và phát triển của thực vật thông qua sản xuất và tiết ra những chất hóa học khác
nhau ở xung quanh vùng rễ.
Từ các mẫu đất vùng rễ của cây Dứa được thu thập tại 2 địa điểm: xã Hỏa

Tiễn tỉnh Hậu Giang và xóm Kẹm, xã Minh Đức, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc
Giang tôi đã phân lập được 14 chủng vi khuẩn vùng rễ trong đó có 13 chủng có
khả năng sinh IAA, 1 chủng có khả năng phân giải phosphate khó tan và 4
chủng có khả năng sinh siderophore.
Qua sàng lọc, tôi chọn được 3 chủng vi khuẩn (B1, B5, N4.1) mang các
đặc tính nổi bật, có khả năng kích thích sinh trưởng tốt. Cả 3 chủng vi khuẩn đều
có khả năng sinh IAA với hàm lượng cao, trong đó chủng B5 có khả năng sinh
IAA cao nhất trong các chủng phân lập được từ vùng rễ cây dứa (46,03 µg/ml);
Chủng B1 vừa có khả năng sinh IAA với hàm lượng cao (39,4 µg/ml) vừa có
khả năng phân giải photphat khó tan; Chủng N4.1 vừa có khả năng sinh IAA
(28,8 µg/ml) vừa có khả năng sinh siderophore.

ix


PHẦN I. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Dứa có các tên gọi khác như là: khóm, thơm (có nơi gọi là khớm) hay gai
(miền Trung) hoặc trái huyền nương, tên khoa học Ananas comosus, là một loại
quả nhiệt đới. Trong các nghiên cứu đã cơng bố trước đây thì thành phần các
chất có trong Dứa có giá trị rất lớn về nhiều mặt như: chống oxy hóa (Nguyễn
Cơng Thùy Trâm, 2017), giảm cân tự nhiên, giúp tăng sự đề kháng cho cơ thể,
kháng phù và kháng viêm, chữa viêm xoang, làm thuốc tẩy giun, làm liền sẹo,
giảm đau nhức khớp… Tuy nhiên quy trình chăm sóc và bảo vệ cây Dứa đang
còn phụ thuộc rất nhiều và các loại thuốc bảo vệ thực vật bởi vì lượng tàn dư của
các hóa chất trên Dứa sẽ gây ảnh hưởng rất lớn tới năng suất và chất lượng của
Dứa. Trong quá trình canh tác hiện đại, việc sử dụng quá mức phân bón hóa học,
đặc biệt là nitrogen và phosphorus, dẫn tới tình trạng ơ nhiễm đất, khơng khí và
nước. Bên cạnh đó, việc sản xuất phân bón hố học góp phần làm cạn kiệt các
nguồn tài nguyên không tái sinh như dầu mỏ và khí tự nhiên (được sử dụng để

sản xuất phân bón) và đến nay gây ra những mối nguy hiểm cho con người và
mơi trường. Do đó, việc nghiên cứu tìm ra những giải pháp thay thế và vẫn duy
trì sản lượng Dứa, thân thiện với mơi trường là vấn đề cấp bách hiện nay.
Vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (Plant Growth
Promoting Rhizobacteria – PGPR) là nhóm vi khuẩn cư trú ở vùng rễ và có khả
năng ảnh hưởng tích cực đến sự tăng trưởng của thực vật. Những vi khuẩn này
tham gia vào các hoạt động của hệ sinh thái đất góp phần giúp hệ sinh thái trở
nên cân bằng, tăng khả năng tốt hơn để chuyển hóa chất dinh dưỡng trong sản
xuất nơng nghiệp. Nhiều nghiên cứu cho thấy PGPR là một giải pháp tiềm năng
thay thế hóa chất nơng nghiệp (phân bón và thuốc bảo vệ thực vật) trong việc
kích thích sự tăng trưởng của cây trồng. PGPR kích thích sự phát triển của thực
vật liên quan đến sự hình thành cấu trúc của đất, phân hủy chất hữu cơ, tái chế
các ngun tố thiết yếu, hồ tan các chất khống, sản sinh các chất điều hòa tăng
trưởng thực vật, phân huỷ các chất ơ nhiễm hữu cơ, kích thích sự phát triển của
1


rễ, kiểm soát sinh học đất và các mầm bệnh hại cây trồng, kích hoạt các cơ chế
chịu được stress phi sinh học (kháng hạn, kháng mặn, chống chịu nhiệt độ thấp,
chống chịu với các kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác ở nồng độ cao). Hơn
nữa, ứng dụng PGPR làm giảm việc sử dụng phân hoá học và tiết kiệm về mặt
kinh tế, đem lại lợi ích mơi trường và giảm chi phí sản xuất (Chu Ngun Thanh
và cs. 2018).
Vi khuẩn sống tự do trong vùng rễ cây Dứa rất đa dạng và phong phú về
chủng loại, nhiều lồi trong số chúng có khả năng tổng hợp IAA rất tốt. Đây là
nguồn nguyên liệu tiềm năng lớn cho việc sản xuất phân sinh học. Các nhà khoa
học đã chỉ ra những lợi ích của vi khuẩn vùng rễ đối với cây trồng: thúc đẩy sự
tăng trưởng thực vật thơng qua việc hịa tan các chất dinh dưỡng có sẵn và bằng
cách sản xuất siderophores hỗ trợ việc vận chuyển các chất dinh dưỡng; sản xuất
phytohormone; các chất có khả năng phân giải phosphate khó tan và làm cho đất

xung quanh cây trồng trở lên giàu chất dinh dưỡng hơn, đồng thời có thể kiểm
sốt các bệnh thực vật gây ra bởi vi khuẩn và nấm khác. Trong nghiên cứu của
Trần Bảo Trâm và cs. đã chỉ ra loài Kluyvera cryocrescens thuộc chi Kluyvera
thuộc họ Enterobacteriaceae được Kluyver và van Niel phát hiện lần đầu tiên
vào năm 1963 có khả năng sinh IAA...
Cho đến nay các đề tài nghiên cứu về cây Dứa chủ yếu tập trung vào
nghiên cứu về đặc điểm hình thái, giá trị dinh dưỡng (Hồ Đình Hải, 2014), nhân
giống invitro (Hồng Thị Kim Hoa và cs. 2011), kỹ thuật trồng (GS.TS Đường
Hồng Dật, 2003). Tuy nhiên các cơng trình nghiên cứu về vi sinh vật vùng rễ
cây Dứa đang còn hạn chế.
Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng kích
thích sinh trưởng thực vật đang là một hướng đi đầy tiềm năng, đặc biệt trong
điều kiện nước ta là một trong những quốc gia có đa dạng sinh học phong phú
thì tiềm năng tìm thấy các chủng vi sinh vật có ích trên là rất lớn.
Xuất phát từ những lý do trên với mục tiêu tìm kiếm và khai thác tiềm
năng của các chủng vi khuẩn vùng rễ và nâng cao khả năng sinh trưởng của cây

2


dứa, tôi thực hiện đề tài: “ Sàng lọc và đánh giá đặc điểm sinh học của chủng
vi khuẩn có khả năng kích thích sinh trưởng phân lập từ vùng rễ cây Dứa”
1.2. Mục đích và nội dung nghiên cứu
1.2.1. Mục đích đề tài
− Phân lập và đánh giá đặc điểm sinh lý, sinh hóa của một số chủng vi
khuẩn từ vùng rễ cây Dứa
− Nghiên cứu ảnh hưởng của một só điều kiện mơi trường đến khả năng
sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn
1.2.2. Nội dung nghiên cứu
− Phân lập và tuyển chọn được một số chủng vi khuẩn ở đất vùng rễ cây dứa.

− Khảo sát khả năng sinh các phytohormone (sinh IAA, sinh siderphore,
phân giải phosphate khó tan).
− Xác định ảnh hưởng của một số yếu tố (nhiệt độ, pH, nguồn carbon, thời
gian nuôi cấy) đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn.
− Đánh giá một số đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn được phân lập.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu góp phần cung cấp nguồn dữ liệu về các vi khuẩn
vùng rễ trong cây dứa, góp phần bảo vệ nguồn gen vi sinh vật hữu ích.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu góp phần ứng dụng các vi khuẩn vùng rễ để sản
xuất các chế phẩm sinh học nhằm thúc đẩy tăng trưởng ở thực vật và kiểm
soát sinh học với các tác nhân gây bệnh, góp phần xây dựng nền nơng
nghiệp sạch và bền vững.

3


PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tổng quan về vi khuẩn vùng rễ
Vùng rễ thực vật là vùng đất mỏng bao quanh rễ, có đặc điểm giàu dinh
dưỡng, là nơi sống của nhiều loài vi sinh vật quan trọng cho sinh trưởng và phát
triển của cây trồng. Trong hệ sinh thái đất vùng rễ, sự tương tác giữa rễ cây, đất
và vi sinh vật làm thay đổi đáng kể tính chất vật lý, hóa học của đất và đặc điểm
sinh học của thực vật.
Vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng ở thực vật (Plant Growth
Promoting Rhizobacteria-PGPR) là vi khuẩn trong đất, tồn tại xung quanh hoặc
trên bề mặt rễ, trực tiếp hoặc gián tiếp tham gia việc kích thích sinh trưởng và
phát triển của thực vật thông qua sinh tổng hợp và tiết ra những chất hóa học

khác nhau ở xung quanh vùng rễ. Nói chung, PGPR tạo điều kiện thuận lợi cho
sinh trưởng thực vật bởi việc hỗ trợ thu thập nguồn dưỡng chất (đạm, lân và các
khoáng chất thiết yếu) hoặc điều chỉnh hormone thực vật, hoặc gián tiếp làm
giảm các tác nhân gây bệnh khác nhau ức chế sinh trưởng thực vật. Nhiều
nghiên cứu đã ghi nhận việc ứng dụng PGPR trong trồng trọt làm tăng sức đề
kháng và năng suất của các loại cây trồng khác nhau trong cả điều kiện bình
thường và bất lợi. Các vi khuẩn vùng rễ thực vật có lợi có thể làm giảm sự phụ
thuộc hồn tồn vào nơng dược nguy hại gây bất ổn cho hệ sinh thái nông
nghiệp (Trần Thị Giang, 2014). Như vậy, có thể thấy rằng PGPR là nhân tố
quan trọng, ảnh hưởng đến việc tái sử dụng các chất dinh dưỡng trong đất cũng
như tăng cường khả năng phục hồi của đất. Vì thế, việc ứng dụng những vi
khuẩn vùng rễ có lợi này trong sản xuất phân vi sinh bón cho cây trồng nói
chung và rau xanh nói riêng, nhằm giảm sử dụng phân bón hóa học, góp phần
bảo vệ sức khỏe con người và xây dựng hệ sinh thái nông nghiệp bền vững.
PGPR và các tương tác của chúng với thực vật được khai thác thương mại
(Podile và Kishore, 2006) và có nhiều hứa hẹn về nông nghiệp bền vững. Các
ứng dụng này đã được nghiên cứu trong ngơ, lúa mì, yến mạch, lúa mạch, đậu
4


Hà Lan, cải dầu, đậu nành, khoai tây, cà chua, đậu lăng, radicchio và dưa chuột
(Grey và Smith, 2005).
2.1.1. Nguồn gốc của vi khuẩn vùng rễ
Đất vùng rễ là vùng đất hẹp chịu ảnh hưởng đặc biệt của hệ thống rễ
(Dobbelaere và cs. 2003). Khu vực này giàu chất dinh dưỡng khi so sánh với đất
liền do sự tích tụ của nhiều loại dịch tiết thực vật, chẳng hạn như axit amin và
đường, cung cấp nguồn năng lượng và chất dinh dưỡng dồi dào cho vi khuẩn
(Gray và Smith, 2005). Thực tế đất vùng rễ được phản ánh bởi số lượng vi
khuẩn được tìm thấy xung quanh rễ của cây trồng, nói chung cao hơn từ 10 đến
100 lần so với số lượng vi khuẩn trong đất rời (Weller và Thomashow,

1994). Vùng đất quanh rễ là nơi cư trú của nhiều loại vi sinh vật khác nhau và vi
khuẩn cư trú trong môi trường sống này được gọi là vi khuẩn rhizobacteria
(Schroth và Hancock, 1982).
Các vi khuẩn liên quan đến thực vật có thể được phân loại thành các
nhóm có lợi, có hại và trung tính trên cơ sở ảnh hưởng của chúng đối với sự phát
triển của thực vật (Dobbelaere và cs. 2003). Các vi khuẩn sống tự do có lợi trong
đất thường được gọi là vi khuẩn rhizobacteria thúc đẩy tăng trưởng thực vật
(PGPR, Kloepper và cs. 1989). Không phụ thuộc vào các cơ chế thúc đẩy tăng
trưởng thực vật, PGPRs cư trú ở vùng thân rễ, thân rễ (bề mặt rễ), hoặc bản thân
rễ (trong các mô dạng thấu kính) (Grey và Smith, 2005). Một số nghiên cứu đã
chỉ ra rằng chỉ có 1 đến 2% vi khuẩn thúc đẩy sự phát triển của thực vật trong
sinh quyển (Antoun và Kloepper, 2001). Vi khuẩn thuộc các chi đa dạng đã
được xác định là PGPR, trong đó Bacillus và Pseudomonas sp chiếm ưu thế
(Podile và Kishore, 2006).
2.1.2. Cách thức hoạt động của vi khuẩn vùng rễ
PGPR có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật theo cách gián tiếp
hoặc trực tiếp. Việc thúc đẩy trực tiếp sự phát triển của thực vật bằng PGPR đòi
hỏi chúng phải cung cấp cho cây trồng một hợp chất được tổng hợp bởi vi
khuẩn, ví dụ như phytohormone, hoặc tạo điều kiện cho việc hấp thụ một số chất
dinh dưỡng từ môi trường (Glick, 1995). Việc thúc đẩy gián tiếp sự phát triển
5


của thực vật xảy ra khi PGPR làm giảm hoặc ngăn chặn các tác động có hại của
một hoặc nhiều sinh vật gây bệnh ở thực vật. Điều này có thể xảy ra bằng cách
tạo ra các chất đối kháng hoặc thông qua cách tạo ra sức đề kháng với mầm
bệnh (Glick, 1995). PGPR cụ thể có thể ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát
triển của cây bằng cách sử dụng các cơ chế khác nhau. Ví dụ như tác nhân kiểm
soát sinh học, thúc đẩy tăng trưởng trực tiếp, sản xuất auxin phytohormone
(Patten và Glick, 2002), làm giảm mức ethylene thực vật (Glick và cs. 2007) và

chức năng cố định nitơ liên kết N 2 với H 2 tạo thành NH 3 đóng vai trị quan trọng
trong việc bù đắp lượng nitơ mất đi do cây trồng sử dụng trong q trình sinh
trưởng và phát triển (Dưbereiner, 1992).
2.1.3. Vai trò của vi khuẩn vùng rễ
2.1.3.1. Khả năng sinh tổng hợp IAA
a. Lịch sử nghiên cứu Auxin
Auxin là hoocmon sinh trưởng kích thích sự phát triển của thực vật.
Thuật ngữ auxins có nguồn từ tiếng Hy Lạp “Auxein” có nghĩa là “ grow”
(mọc, sinh trưởng).
Năm 1880, nhà khoa học Darwin đã phát hiện rằng bao lá mầm của cây
họ lúa rất nhạy cảm với ánh sáng. Nếu chiếu sáng một phía thì gây ra quang
hướng động, nhưng nếu che tối hoặc bỏ đỉnh sinh trưởng thì hiện tượng trên
khơng xảy ra. Ông cho rằng: đỉnh ngọn bao lá mầm là nơi tiếp nhận kích thích
ánh sáng, đã sinh ra một chất nào đấy liên quan đến hiện tượng trên.
Đến năm 1907, Fitting đã ước lượng ảnh hưởng của vết cắt một phía lên
diệp tiêu của Avena. Ơng đã cho rằng chất kích thích vận chuyển qua chất sống
và di chuyển quanh vết cắt, tuy nhiên các quan sát của ơng đã khơng chính xác
bởi vì một vách ngăn sự vận chuyển đã khơng được hình thành. Dựa trên thí
nghiệm của Fitting, Boysen-Jensen (1913) đã thêm một miếng mica giữa phần
chóp và phần gốc của diệp tiêu và đã chứng minh rằng có sự vận chuyển auxin
xuống phía dưới của diệp tiêu và kích thích sự phát triển hướng về nơi thiếu ánh
sáng. Sau đó Paal (1919) và Went (1928) đã chứng minh được sự tồn tại của
chất này.
6


Vào năm 1926 Frits Went (người Hà Lan), làm thí nghiệm cắt ngọn của
diệp tiêu và đặt ngọn này lên một khối agar trong chừng một giờ và được chiếu
sáng. Sau đó đặt khối agar khơng có diệp tiêu này lên phần diệp tiêu còn
lại. Phần diệp tiêu này tiếp tục tăng trưởng mọc cong về phía chiếu sáng và nếu

đặt khối agar lệch trục diệp tiêu thì diệp tiêu cũng mọc cong ngay cả trong
tối. Trong khi đó khối agar kiểm chứng khơng gây ra hiện tượng gì. Như vậy, rõ
ràng rằng có một chất kích thích sinh trưởng đã khuếch tán từ phần ngọn diệp
tiêu vào khối agar và khi đặt khối agar này lên phần diệp tiêu đã cắt ngọn thì
chất này được di chuyển xuống và kích thích sự kéo dài ngọn. Nhà khoa học
Went gọi chất này là auxin. Auxin là những hợp chất có nhân indol, được tổng
hợp từ tryptophan trong mô phân sinh (ngọn, lóng) và lá non. Sau đó, auxin sẽ di
chuyển đến rễ và tích tụ trong rễ.
Đến năm 1934, giáo sư hóa học Kogl người Hà Lan và cs. đã tách ra một
chất dịch chiết nấm men có hoạt tính tương tự chất sinh trưởng. Năm 1935
Thimann cũng tách được chất này từ nấm Rhyzopus. Người ta xác định được bản
chất hóa học của chất này là β-indol axetic acid (IAA)
b. Vai trị sinh lí của auxin
Về vai trị sinh lí của auxin trước tiên đó là sự tác dụng mạnh lên sự giãn
của tế bào. Làm cho tế bào phình to lên chủ yếu theo hướng ngang của tế bào,
gây nên sự tăng trưởng của cơ quan và toàn cây. Auxin có hai hiệu quả lên sự
giãn của tế bào: Hoạt hóa sự giãn của thành tế bào và hoạt hóa sự tổng hợp nên
các chất tham gia cấu tạo nên chất nguyên sinh và thành tế bào. Khi tế bào được
cung cấp auxin, auxin sẽ hoạt hóa bơm ion H+ trên màng sinh chất. Ion H+ được
vận chuyển tích cực từ tế bào chất vào trong vách. Sự gia tăng đó làm hoạt hóa
enzym giúp bẻ gãy một số liên kết chéo giữa các đường đa cấu tạo vách và vách
trở nên mềm dẻo hơn. Vì vậy, nước vào tế bào và không bào càng lúc càng
nhiều vách sẽ bị căng ra.
Một trong những vai trò quan trọng khơng thể khơng kể đến của các chât
thuộc nhóm auxin đó là tác dụng điều chỉnh tính hướng quang, hướng địa,
hướng hóa hướng thủy,... Tính hướng là 1 trong những đặc tính có sẵn của thực
7


vật. Cây có thể sinh trưởng hướng về các tác nhân kích thích bên ngồi như sinh

trưởng vươn về phía chiếu sáng (hướng quang), rễ đâm xuống đất (hướng địa),
rễ tìm đến nguồn nước (hướng thủy) hay nguồn phân bón (hướng hóa). Khi có
chiếu sáng một hướng thì cây sẽ sinh trưởng về phía chiếu sáng. Đấy là do phân
bố khơng đều nhau của auxin ở 2 phía của thân. Phía khuất sáng bao giờ cũng
tích điện dương, cịn phía chiếu sáng thì tích điện âm. Trong tế bào auxin thường
bị ion hóa nên IAA (-), do đó nó phân bố về phía mang điện dương, tức phái
khuất sáng và kích thích sự sinh trưởng ở phía khuất sáng hơn phái chiếu sáng.
Kết quả làm cây uốn cong về phía chiếu sáng.
Vai trị quan trọng tiếp theo đó là điều chỉnh tính hướng động của thực
vật. Tính hướng động là sự hướng động của một cơ quan thực vật đáp ứng với
trọng lực. Nếu một cây được đặt nằm ngang, chồi của nó sẽ nghiêng lên phía
trên ngược chiều với trọng lực (địa hướng động âm), trái lại rễ sẽ nghiêng lên
phía trên ngược chiều với trọng lực (địa hướng động dương). Theo thuyết
Cholodny - Went về tính hướng động thì thân và rễ đáp ứng với trọng lực tích
lũy IAA về phía thấp hơn. Trong thân IAA kích thích sự sinh trưởng trên mặt
đáy của thân và làm cho thân nghiêng về phía trên. Khi cắt chóp rễ đi thì khả
năng đáp ứng của rễ đối với trọng lục bị mất đi và khi đặt chóp rễ trở lại thì tính
địa hướng động được phục hồi. Nồng độ auxin ở phía dưới của thân nằm ngang
tăng, trong khi ở phía trên lại giảm. Sự phân bố khơng đều của auxin này kích
thích tế bào ở phía dưới tăng trưởng nhanh hơn những tế bào ở phía trên và vì
thế thân mọc cong lên.
Auxin ngăn cản sự phát triển của chồi bên, tạo ưu thế chồi ngọn. Ưu thế
ngọn: Đây là đặc tính quan trọng của thực vật. Đó là sự sinh trưởng của chồi
ngọn, hoặc rễ chính sẽ ức chế sự sinh trưởng của chồi bên hoặc rễ phụ. Khi có
sự tồn tại của chồi ngọn thì các chồi bên bị ức chế tương quan. Nếu loại trừ chồi
ngọn hoặc rễ chính, chồi bên hoặc rễ phụ thốt khỏi trạng thái ức chế và lập tức
sinh trưởng.
Ngoài ra auxin cịn kích thích sự phân chia tế bào thực vật, điều chỉnh sự
hình thành rễ. IAA kích thích kéo dài tế bào bằng cách thay đổi các điều kiện
8

nhất định như tăng tính thấm lọc các chất của tế bào, làm tăng tính thấm nước
vào trong tế bào, làm giảm áp lực thành tế bào, tăng tổng hợp thành tế bào. IAA
cịn ngăn chặn và trì hỗn hiện tượng sinh lý của lá, thúc đẩy sự ra hoa, tạo quả
(Zhao Y, 2010)
c. Vi sinh vật tổng hợp IAA và vai trò của chúng đối với cây
Vi khuẩn phân lập từ đất ở vùng rễ các loại cây có khả năng sinh IAA như
chất chuyển hóa thứ cấp giúp tham gia vào quá trình hấp thu dinh dưỡng cho cây
(Datta C và cs. 2000), có vai trị quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển và
nâng cao năng suất của cây trồng. Vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực
vật (Plant growth promoting rhizobacteria – PGPR) là những vi khuẩn phân bố
tự do trong đất, trên bề mặt rễ hoặc cộng sinh bên trong rễ, có khả năng thúcđẩy
tăng trưởng thực vật và ức chế tác nhân gây bệnh ở thực vật. Gần đây, nhiều nhà
nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc sử dụng tiêm chủng vi khuẩn vùng
rễ kích thích sinh trưởng thực vật (PGPR) để cải thiện sự sinh trưởng và tăng
năng suất của cây dưới một số điều kiện stress của môi trường (Bharti và cs.
2016). PGPR tăng cường sinh trưởng thực vật và hiệu suất bởi một loạt các cơ
chế như hịa tan các chất dinh dưỡng vơ cơ (P, Zn, K), sản xuất phytohormone,
điều tiết stress ethylene và kích thích sự phát triển của rễ (Gontia-Mishra và cs.
2017). Những vi khuẩn này tham gia vào các hoạt động của hệ sinh thái đất góp
phần giúp hệ sinh thái trở nên năng động để chuyển hóa chất dinh dưỡng trong
sản xuất nông nghiệp. Nhiều nghiên cứu cho thấy PGPR là một giải pháp tiềm
năng thay thế hóa chất nơng nghiệp (phân bón và thuốc bảo vệ thực vật) trong
việc kích thích sự tăng trưởng của cây trồng. PGPR cịn kích thích sự phát triển
của thực vật liên quan đến sự hình thành cấu trúc của đất, phân hủy chất hữu cơ,
tái chế các nguyên tố thiết yếu, hoà tan các chất dinh dưỡng khống, sản sinh
các chất điều hịa tăng trưởng thực vật, phân huỷ các chất ô nhiễm hữu cơ, kích
thích sự phát triển của rễ, kiểm sốt sinh học đất và các mầm bệnh hại cây trồng,
kích hoạt các cơ chế kháng stress phi sinh học (kháng hạn, kháng mặn, chống

chịu nhiệt độ thấp, chống chịu với các kim loại nặng và các chất ô nhiễm khác ở
nồng độ cao) (G. Gupta và cs. 2015). Hơn nữa, ứng dụng PGPR làm giảm việc
9


sử dụng phân hoá học và tiết kiệm về mặt kinh tế, đem lại lợi ích mơi trường và
giảm chi phí sản xuất (M. Ahemad Kibret, 2014). Những vi khuẩn sản xuất IAA
cũng được coi như là một PGPR.
Cơ quan chính tổng hợp auxin trong cây là chồi ngọn. Sau đó, nó được
vận chuyển xuống các cơ quan phía dưới theo hướng gốc (không vận chuyển
ngược lại), nên càng xa đỉnh ngọn thì hàm lượng của auxin càng giảm dần. Theo
Glick và cs. 1995, rễ cây là môi trường tự nhiên của hệ vi sinh vật có khả năng
hình thành L-trytophan thúc đẩy sinh tổng hợp IAA trong vùng rễ. IAA là một
chất chuyển hóa bằng các con đường phụ thuộc hoặc không phụ thuộc
tryptophan ở thực vật và vi sinh vật . IAA có thể được sản xuất thơng qua Ltrytophan bởi vi khuẩn, nấm và tảo (Sarwar và Kremer, 1995; Finnie và Van
Staden,1985; Rifat và cs. 2010). Ở thực vật IAA được sinh tổng hợp chủ yếu từ
tryptophan thông qua axit indole-3-pyruvic. IAA cũng được sản xuất từ
tryptophan thông qua indole-3- acetaldoxime ở Arabidopsis thaliana. Ở một
chủng vi sinh vật có thể tồn tại đồng thời nhiều con đường chuyển hóa
tryptophan (Pattern C. L. và Glick B. R., 2002). Trong những con đường phụ
thuộc tryptophan, tryptophan được chuyển hóa thành indole-3-acetamide (IAM)
bởi enzym tryptophan-2-monooxigenase và IAM được chuyển hóa thành IAA
bởi enzym IAM-hydrolase (Matsukawa E. và cs. 2007). Q trình tổng hợp IAA
có thể được thực hiện thơng qua con đường không phụ thuộc tryptophan, mặc dù
trong điều kiện có mặt tryptophan thì vi sinh vật sẽ giải phóng ra hàm lượng
IAA lớn hơn. Con đường chuyển hóa IAA khơng phụ thuộc và tryptophan có thể
đóng góp một cách đáng kể vào sự tổng hợp IAA mới.
Auxin có thể ở dạng tự do có hoạt tính sinh lý nhưng hàm lượng có ở
dạng này chỉ chiếm 5% hàm lượng IAA trong cây. Chủ yếu IAA tồn tại ở dạng
liên kết với một số chất khác như ở dạng liên kết với các axitamin (IAA - glyxin,

IAA - aspartat, IAA - alanin,...) hoặc với đường (IAA - glucosit, IAA glucan,...). IAA liên kết khơng có hoạt tính sinh lý hoặc có hoạt tính rất thấp.
IAA ở dạng dự trữ này để khi cần thiết thì giải phóng IAA tự do. Hai dạng này
có thể biến đổi thuận nghịch cho nhau khi cần thiết. Khi gặp điều kiện bất lợi
10


cây thiếu auxin để sinh trưởng thì cây sẽ tổng hợp auxin mới hoặc chuyển từ
dạng liên kết sang dạng tự do để cây hấp thụ. Ngược lại, khi khi dư thừa hoặc
đã sử dụng xong thì chúng có thể bị phân hủy hoặc chuyển sang dạng liên kết
khơng có hoạt tính.
Các PGPR quan trọng thường được tìm thấy chủ yếu thuộc các chi
Arthrobacter, Azoarcus, Azospirillum, Bacillus, Burkholderia, Enterobacter,
Gluconacetobacter, Rhizobium, Herbaspirillum, Klebsiella, Paenibacillus,
Pseudomonas, Serratia,…(G. Gupta và cs, 2015); (M. Ahemad,M. Kibret,
2014). Các nhóm vi khuẩn này thường được phân lập từ đất xung quanh vùng rễ,
vùng rễ, nước… kích thích tăng trưởng thực vật bằng cách sinh IAA (TorresRubio và cs, 2000; Reinekei và cs, 2008; Khamna và cs, 2010).
2.1.3.2. Khả năng phân giải phosphate khó tan
Phospho (P) tham gia cấu trúc của axit nucleic, phospholipid, phytin và là
thành phần của ADP, ATP, AMP, đóng vai trị quan trọng trong q trình cố
định, dự trữ và chuyển hóa năng lượng. P có trong thành phần của hệ thống
coenzyme như NAD, NADP, FAD, FMN, đóng vai trị quan trọng trong các
phản ứng oxy hóa khử của cây, đặc biệt là quá trình quang hợp và hơ hấp. P thúc
đẩy q trình trao đổi nước và nâng cao khả năng chống chịu của cây trồng. Khi
thiếu P, sự hình thành tế bào mới bị chậm lại, cây cịi cọc, ít phân cành, bộ rễ
cây phát triển kém, ảnh hưởng đến việc hấp thụ các chất dinh dưỡng, hạn chế
quá trình quang hợp và hơ hấp, ảnh hưởng đến q trình đậu quả, q trình chín
của quả và hạt, giảm tính chống chịu, ảnh hưởng lớn đến năng suất cây trồng
Đất trồng trọt ở nước ta hình thành trong vùng nhiệt đới ẩm có mức độ
phong hóa mạnh nên hầu hết đất nghèo đến rất nghèo P. P dễ tiêu ở đất đồi đỏ
vàng là 2-4 mg/100 g đất; đất đỏ bazan, đất xám là 3-5 mg; đất phèn 2-8 mg; đất

lúa nước 5-10 mg; đất bạc màu 3-5 mg; đất cát biển 1-5 mg/100 g đất. Đất phù
sa sơng Hồng có lượng P dễ tiêu khá hơn. Trong đất phospho tồn tại dưới dạng
các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Các chất hữu cơ chứa lân như: phytyl, nucleic
acid, nucleoprotein, phosphatides, saccharose phosphate,…Hợp chất vô cơ chứa
lân chủ yếu là những muối của axit ortho-phosphoric acid với Ca, Mg, Fe và Al.
11


Tất cả các dạng lân hữu cơ và vô cơ này đều ở dạng khó tiêu đối với cây trồng.
Phospho đi vào cây dưới dạng lân dễ tiêu là các ion PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4
(Nguyễn Tú Điệp và cs. (2018). Trong đất tự nhiên có các chủng vi khuẩn có
khả năng tiết enzyme phân giải, chuyển hóa các dạng lân khó hấp thụ thành dễ
hấp thụ . Qúa trình trao đổi chất của vi khuẩn tác động trực tiếp đến q trình
hịa tan và khống hóa lân. Trong q trình này tạo ra các hợp chất hữu cơ như
gluconate, oxalate, malate, lactace cần thiết cho quá trình thủy phân lân hữu
cơ. Theo nghiên cứu của Jose Mariano Igual và cs. (2001), một số chủng vi
khuẩn có khả năng phân giải phosphate khó tan như: Rhizobiaceae sp.,
Frankia sp.,, Clavibacter sp.,...Sự phân giải Ca 3 (PO 4 ) 2 có liên quan mật
thiết với sự sản sinh axit trong quá trình sống của vi sinh vật. Trong đó axit
cacbonic là rất quan trọng:
Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 CO 3 + H 2 O

Ca(PO 4 ) 2 .2H 2 O + Ca(HCO 3 ) 2 .

Ngồi cơ chế axit hóa, các vi khuẩn cịn có thể hịa tan lân khó tan bằng sự
tạo phức và các phản ứng trao đổi ion.
2.1.3.3. Khả năng sinh chất vận chuyển siderophore
Siderophore là một chất được sinh ra trong quá trình sinh trưởng của vi
sinh vật, các vi sinh vật có khả năng sản xuất siderophore là những sinh vật có
khả năng hấp thụ ion Fe3+ trong môi trường với ái lực cao nhằm phục vụ trực

tiếp cho sự sinh sản và hô hấp của vi sinh vật đó, làm cho mơi trường xung
quanh nghèo sắt, dẫn đến các vi sinh vật khác không đủ ion Fe3+ cho q trình
sinh sản của mình, khiến chúng khơng sinh trưởng được (Schwyn and Neilands,
1987). Mặt khác, tất cả các vi sinh vật đều cần sử dụng sắt để cấu tạo nên
cytochrome và nhiều enzyme. Khi mơi trường có chứa hàm lượng sắt thấp, vi
sinh vật có thể tiết ra siderophore để kết hợp với sắt vận chuyển đến màng tế
bào. Lúc đó sắt sẽ kết hợp với protein thụ thể để chuyển sắt vào trong tế bào
hoặc toàn bộ phức thụ thể sắt – siderophore được chuyển vào trong nhờ một
protein vân chuyển.

12


2.1.4. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn vùng rễ có khả năng kích thích sinh
trưởng thực vật trên thế giới và trong nước
2.1.4.1. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn vùng rễ có khả năng kích thích sinh
trưởng thực vật trên thế giới
Những tương tác có lợi giữa thực vật và vi khuẩn vùng rễ thúc đẩy sự phát
triển của cây trồng đang được các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới quan tâm.
Gần đây, các nhà khoa học đang nghiên cứu tìm ra giải pháp nâng cao khả năng
phân hủy sinh học, các chất gây ô nhiễm trong đất. Hầu hết các nghiên cứu này
tập trung vào vi sinh vật ở rễ (Berg và cs. 2005). Năm 2015, Shashi Kant Shukla
và cs. đã nghiên cứ về cải cách đất sử dụng tăng trưởng thực vật – Thúc đẩy vi
khuẩn Rhizobacteria trong bối cảnh ô nhiễm kim loại nặng. Một nghiên cứu
khác của Burd và cs. 2000 ; Germaine và cộng sự, 2006; Singh và Cameotra,
2013 đã chỉ ra PGPR đóng một vai trò quan trọng trong việc xử lý sinh học các
chất ơ nhiễm, vì PGPR có thể hịa tan và phân hủy nhiều loại chất ô nhiễm khác
nhau bao gồm thuốc diệt cỏ, hydrocacbon v.v. Nghiên cứu của Bergthorson JM
và cs. (2011) cho rằng PGPR Bacillus thuringiensis NEB17 được phân lập từ
nốt sần đậu nành 52 và tăng cường khả năng tạo nốt sần khi được áp dụng như

một chế phẩm với B. japonicum 532C. Ở một nghiên cứu khác lại chỉ ra nhiều
PGPR tạo ra các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, đóng vai trị quan trọng trong việc
điều chỉnh sự phát triển của thực vật, ức chế trực tiếp các phytopathogens và ảnh
hưởng đến sự đề kháng của hệ thống đối với phytopathogens (Ryu và cs. 2004;
Lee và cs. 2012; Park và cs. 2015; Raza và cs. 2016; Tahir và cs. 2017). Theo
Glick (2010) cho biết việc sử dụng vi khuẩn rhizobacteria thúc đẩy tăng trưởng
thực vật (PGPR) để dùng cho hoạt động xử lý sinh học đang trở nên quan trọng
do khả năng khác nhau của chúng trong việc phân hủy và khử độc chất gây ơ
nhiễm. Cơng trình nghiên cứu của Shashi Kant Shukla và Anupam Dikshit,
trong cuốn sách Plant Metal Interaction (2016) đã liệt kê một số chức năng của
PGPR trong việc cải tạo đất như: Sản xuất phytohormone, sản xuất tế bào phụ,
sự hòa tan photphat, cảm ứng hệ thống kháng, cố định nitơ. Ngoài ra nghiên cứu
của Venkateswarlu và cs. (2008); Grover và cs. (2011); Coleman-Derr and
13


Tringe, (2014) chỉ ra rằng nồng độ muối cao ảnh hướng đến sinh lý thực vật và
sự phát triển của chúng có thể bị giảm bằng cách sử dụng PGPR. Một nghiên
cứu của Lílian Estrela Borges Baldotto và cs. (2010) đã đưa ra cách thúc đẩy sự
phát triển của Dứa 'vitória' nhờ axit humic nhờ vi khuẩn burkholderia spp. Kết
quả của họ cho thấy tương tự các loài thực vật khác cây Dứa cũng là nơi mà
PGPR có thể phát triển và kích thích sinh trưởng.
2.1.4.2. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn vùng rễ có khả năng kích thích sinh
trưởng thực vật ở trong nước
Ở Việt Nam, các nghiên cứu liên quan đến vi sinh vật vùng rễ đang ngày
càng được các nhà khoa học trong nước quan tâm đến. Hầu hết các nghiên cứu
đều tập trung vào quá trình phân lập và nghiên cứu các đặc điểm thúc đẩy tăng
trưởng thực vật. Chu Nguyên Thanh và cs. (2018) đã tiến hành đánh giá khả
năng kích thích tăng trưởng thực vật của hai chủng Pseudomonas phân lập từ
vùng rễ cây bắp. Trước đó, nhóm nghiên cứu đã phân lập được 18 chủng vi

khuẩn từ vùng rễ của 6 loài thực vật tại các tỉnh Nam Bộ. Sau đó đánh giá khả
năng kích thích tăng trưởng của 2 chủng vi khuẩn mang các đặc tính nổi bật
trong số 18 chủng vi khuẩn đã được phân lập và tuyển chọn. Dựa trên hình thái
khuẩn lạc, hình thái tế bào và một số đặc điểm sinh hóa cơ bản của 2 chủng vi
khuẩn đã xác định 2 chủng vi khuẩn đã phân lập thuộc chi Pseudomonas. Một
phần trình tự 16S rDNA (khoảng1200bp) của 2 chủng vi khuẩn đã được xác
định. Kết quả tìm kiếm trình tự tương đồng trên NCBI cho thấy độ tương đồng
trình tự đạt 99% với Pseudomonas RHS 07. Kết quả nghiên cứu bước đầu cho
thấy cả 2 chủng vi khuẩn đều thể hiện những đặc điểm có lợi cho sự sinh trưởng
của thực vật cả trong điều kiện in vitro lẫn điều kiện thực nghiệm trong nhà lưới,
cho thấy tiềm năng ứng dụng của chúng trong thực hành nông nghiệp.
Từ các mẫu đất thu tại vùng chuyên canh cây nghệ vàng (Curcuma longa
L.) ở Hưng Yên, nhóm nghiên cứu của Hoàng Kim Chi và cs. (2019) đã phân
lập được 9 chủng vi khuẩn có khả năng hịa tan phosphate vô cơ. Trong số các
chủng phân lập, PGP-V5, PGP-V20 và PGP-V21 được xác định có khả năng
sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật IAA (indole acetic acid) với hàm lượng
14


63,11-73,87 ppm. Bằng phương pháp sinh học phân tử kết hợp với nghiên cứu
các đặc điểm sinh lý, sinh hóa,nhóm đã xác định được vị trí phân loại học của
các chủng lựa chọn, lần lượt là Bacillus sp. PGP-V5, Enterobacter sp. PGP-V20
và Bacillus sp. PGP-V21. Đặc biệt, qua thử nghiệm trên đĩa thạch, chủng
Bacillus sp. PGP-V21 còn biểu hiện khả năng kháng nấm gây bệnh thực vật
Aspergillus niger và Fusarium oxysporum.
2.2. Tổng quan về cây Dứa
2.2.1. Đặc điểm thực vật học
Dứa có tên khoa học Ananas comosus, là một loại quả nhiệt đới. Chúng
còn thường được gọi với nhiều loại tên khác nhau như là thơm hay khóm (có nơi
gọi là khớm) hoặc trái huyền nương. Có thể nói, chúng là một trong những loại

cây bản địa của đất nước Paraguay và miền nam Brasil, sau này mới du nhập
qua các nước châu Á, trong đó có Việt Nam.
Thân: thân cây có hình búp măng, dài 20-30 cm, giống và điều kiện tác
động. Lá che giấu thân cây, khó có thể thấy được. Thân cây chia làm hai phần,
thân trên mặt đất tương đối không mềm, thân cây già hơn, có nhiều mầm có thể
dùng cho nhân giống. Thân to biểu hiện cây sinh trưởng khỏe, độ dài và nhỏ thì
cây sinh trưởng kém, năng suất thấp, mọc ra cũng yếu.
Lá: lá dày và theo mơ hình xoắn, lá dài giống hình dạng kiếm. Lá phân
bố đều, dàn trải dọc theo hình hoa thị, có thể hứng những giọt mưa nhỏ và giọt
sương. Lá dài từ 85-200 cm, rộng từ 4-10 cm. Mỗi cây có khoảng từ 20 lá trở
lên. Giống cây hoa mỗi cây có khoảng 10-50 lá, ta và độc bình mỗi cây có 6080 lá. Lá màu xanh nhạt, vàng xanh, xanh pha đỏ hay xanh thẫm. Viền lá có
gai ngắn loại có gai hoặc khơng có gai Loại có gai nhưng ở đầu lá có một ít gai.
Mỗi lá có một lớp phấn trắng.
Hoa: Hoa mọc từ phần trung tâm của cụm lá hình hoa thị, mỗi hoa có
các đài hoa riêng của nó (múi dứa). Chúng mọc thành cụm hình đầu rắn chắc
trên thân cây ngắn và mập. Các đài hoa mập mạp và chứa nhiều nước và phát
triển thành một dạng phức hợp được gọi là quả dứa (thực ra là quả giả), mọc ở
cuối đoạn thân (cuốn quả) phía trên cụm lá hình hoa thị.
15