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

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 ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố
trong bất kỳ một công trình nào khác.
BMT, ngày 28/11/2010
Người cam ñoan

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 ñến:
TS. Võ Thị Phương Khanh, người ñã dạy dỗ, gần gũi, tận tình hướng dẫn, tạo mọi ñiều
kiện thuận lợi, giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian thực
hiện ñề tài.
Ban giám hiệu cùng toàn thể quý phòng ban ñã tạo ñiều 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,
ñặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Sinh ñã 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 ñã tạo ñiều kiện tốt
nhất ñể cho tôi hoàn thành ñề tài của mình.

Cuối cùng, cho phép tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến gia ñình, bạn bè gần xa, ñặc biệt
là các bạn học viên lớp Sinh học thực nghiệm K2 ñã ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện ñề 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 ñề………………………………………………………………… ….1
1.2. Mục tiêu của ñề 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 ñề 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 ñồ 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 ñịa ñiểm nghiên cứu…… ……………………………………… 14
2.2.1. Vật liệu nghiên cứu……………………………………………… 14
2.2.2. Địa ñiểm 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 lập…………………………………………………15
2.3.3. Phương pháp mô tả ñặc ñiểm hình thái khuẩn lạc và tế bào các vi khuẩn
sinh IAA phân lập……………………………………………… ……….…15
2.3.4. Phương pháp ñánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn phân
lập…………………………………………………………………………….15
2.3.5.
Phương pháp ñánh 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 ñánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn
tuyển chọn trong các môi trường có nồng ñộ Tryptophan khác nhau……17

2.3.7.
Phương pháp ñánh 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 ñến quá trình nẩy mầm của hạt ñậu tương
18

PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………… 19
3.1. Mô tả ñặc ñiểm 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 ñến 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 ñộ 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 ñến quá trình
nảy mầm của hạt ñậu tương……………………………………………… … 38
3.4.1. Ảnh hưởng ñến sự nảy mầm hạt ñậu tương………………… 39
3.4.2. Ảnh hưởng ñến sự sinh trưởng rễ mầm ñậu tương……………………… 40
3.4.3. Ảnh hưởng ñến sinh trưởng của thân mầm……………………………… 42
3.4.4. Ảnh hưởng ñến trọng lượng khô của rễ ñậu 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 ñầy ñủ
1 VK Vi khuẩn
2 Tryp Tryptophan

3 IAA Acid indol acetic

4 MT Môi trường
5 dd Dung dịch
6 Nñ

Nồng ñộ

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 ñược trên ñất trồng và nốt sần ñậu tương……………………………… ….21
Hình 3.2: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân
lập ñược trên ñất trồng và nốt sần ñậu phộng…………………… ……………23
Hình 3.3: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân
lập ñược trên ñất trồng và nốt sần ñậu cô ve……………………………………24
Hình 3.4: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân
lập ñược trên ñất trồng ngô…………………………………………… ………26
DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 3.1. Đặc ñiểm khuẩn lạc và tế bào của vi khuẩn phân lập từ ñất trồng
và nốt sần cây ñậu tương…….….……………… ……………………………… 20
Bảng 3.2. Đặc ñiểm khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn phân lập từ ñất trồng và nốt

sần cây ñậu phộng …… ……………………………………………… ……….22
Bảng 3.3. Đặc ñiểm khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn phân lập từ ñất trồng và nốt
sần cây ñậu cô ve …….………………………………………….……………… 24
Bảng 3.4. Đặc ñiểm khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn phân lập từ ñất 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 ñến khả năng sinh IAA của
các chủng vi khuẩn tuyển chọn ……………………………………………… … 32
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng ñộ tryptophan ñến khả năng sinh IAA của
các chủng vi khuẩn……………………………………………………………… 35
Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời gian ñến 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 ñến sự nảy
mầm của hạt ñậu tương 39
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của dung dịch vi khuẩn sinh IAA ñến sinh trưởng của
rễ ñậu tương…………………………………………………………………… 41
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn sinh IAA ñến sinh
trưởng của thân mầm ñậu tương ……………………………………… ……42
Bảng 3.12: Ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn sinh IAA ñến trọng
lượng của rễ ñậu tương …………………………………………………….…… 43



DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Trang
Biểu ñồ 3.1: Khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn trên môi trường
YMA…… 29
Biểu ñồ 3.2: Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy ñến khả năng sinh IAA của
các chủng vi khuẩn tuyển chọn…….………………………………………… ….32
Biểu ñồ 3.3: Ảnh hưởng của nồng ñộ tryptophan ñến khả năng sinh IAA của

các chủng vi khuẩn………….…………………………………………… ……….35
Biểu ñồ 3.4: Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy của các chủng vi khuẩn ñến
khả năng sinh IAA………….…………………………………………… ………37















MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn ñề
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 chủ yếu dựa vào ñộ phì sẵn có của
ñất hoặc lạm dụng quá mức việc sử dụng phân bón hoá học 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 vật trong 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 nhóm các 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].
Để ñảm 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 ñất
và cây trồng là việc làm hết sức cần thiết. Trên cơ sở thực tế ñó, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu ñề tài “ Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn sinh IAA trong
ñất tại xã CưM’Lan, huyện EaSoup, tỉnh Đắk Lắk”.
1.2. Mục tiêu của ñề tài
Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng tạo IAA trong ñất 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 ñịa phương có khả năng tạo
IAA - chất kích thích sinh trưởng của thực vật, ñể bảo tồn sự ña dạng sinh học của
vi khuẩn có giá trị trong môi trường.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Tuyển chọn và ñánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn trong ñất
là bước ñầu trong công việc làm phong phú các ñối tượng vi sinh vật có lợi cho cây

trồng. Từ ñó 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 ñất,
góp phần bảo vệ môi trường.
1.4. Giới hạn của ñề tài
Là học viên lần ñầu tham gia nghiên cứu khoa học, thời gian thực hiện ñề tài
có hạn nên chúng tôi chỉ nghiên cứu những mục tiêu ñã ñề ra. Trong quá trình
nghiên cứu không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong quý thầy cô và các bạn
ñóng góp ý kiến ñể ñề tài ñược 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 ñược sự tồn tại của vi sinh vật, nhưng loài
người ñã biết khá nhiều về tác dụng do vi sinh vật gây nên. Trong sản xuất và trong
ñời sống, con người ñã tích lũy ñược 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 ñỉnh núi cao ñến tận ñáy
biển sâu, trong không khí, trong ñất , 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 ñơn giản, kích thước rất nhỏ bé mắt
thường khó có thể quan sát ñược, 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 ñạm từ môi trường ñất hay xác bã thực vật và ñặc
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 ñối với sản xuất nông nghiệp và con người. Nhờ
có chúng, thực vật trên hành tinh có thêm nguồn dinh dưỡng ñạm cho hoạt ñộng

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 ña số ñều là những vi khuẩn cố ñịnh
ñạm. 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 ñất, không sinh
bào tử, có khả năng cố ñịnh 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 ñơn, di ñộng nhờ tiêm mao. Bên
cạnh các tiêm mao khá dài khi quan sát dưới kính hiển vi ñiện tử còn thấy rõ những
sợi khuẩn mao nhỏ bé.
Về già, tế bào Azotobacter mất khả năng di ñộng, kích thước thu nhỏ dạng
hình cầu ñược bao bọc bởi một lớp màng nhầy khá dày và tạo thành nang xác. Khi
gặp ñiều 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 ñen, ñây 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 ñất chua có pH < 5.6 – 5,8 [2].
Azotobacter có biên ñộ nhiệt khá rộng trong khoảng 27 – 33
o
C, chúng sinh
trưởng tương ñối chậm ở 25
0

C và hầu như không phát triển ở cận 20
0
C và cận 40
0
C.
Chúng phát triển tối ưu ở nhiệt ñộ 30
0
C [17].
Trong ñất, 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 ñối với
cây trồng còn ñược 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 ñịnh nitơ cộng sinh ở cây họ ñậu,
còn ñược gọi là vi khuẩn nốt sần [27].
Trên môi trường ñặc, khuẩn lạc của chúng có dạng trơn bóng, nhầy, không
màu, ñường kính khuẩn lạc không quá 1mm [4].
Bradyrhizobium là vi khuẩn hiếu khí, tuy nhiên chúng có thể phát triển ñược
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 ñến 4.5 – 5.0 hoặc nâng lên ñến 8.0. Nhiệt ñộ phát triển thích hợp ñối với vi
khuẩn là 24- 26
0
C, ở nhiệt ñộ 37
0

C sự phát triển của chúng bị cản trở một cách rõ
rệt [4].
Ngoài khả năng cố ñịnh nitơ nhóm vi khuẩn này còn có khả năng sinh tổng
hợp IAA, thúc ñẩy cây sinh trưởng bởi quá trình kích thích gia tăng ñột 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 30
0
C trong 24 giờ ở ñộ phóng ñại 15000 lần (Krieg, 1984).
Azospirillum là vi khuẩn có dạng phẩy, xoắn, sống tự do, có khả năng cố ñịnh
nitơ phân tử, ñược phát hiện từ năm 1974 [23].
Những vi khuẩn thuộc giống Azospirillum là những vi sinh vật cố ñịnh ñạm
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,
ñường kính 1 µm và dài 2,1-3,8 µm, chuyển ñộng trong môi trường lỏng bởi 1 tiên
mao dài ở ñầu (polar flagellum). Trong môi trường ñặc, ở 30
0
C nhiều tiên mao bên
(lateral flagella) ngắn hơn cũng ñược thành lập. Những hạt Poly-β-hydroxybutyrate
(PHB) có màu hồng lấp ñầy hầu hết những tế bào vi khuẩn và khuẩn lạc [27, 28].
Sự tăng sinh Azospirillum xảy ra dưới cả 2 ñiều kiện hiếu khí và kỵ khí,
nhưng thích hợp hơn là ñiều kiện vi hiếu khí với sự hiện diện hoặc không có hợp
chất nitơ trong môi trường [29]. Nhiệt ñộ tối thích cho vi khuẩn phát triển là 35-
37
0

C. Những khuẩn lạc Azospirillum trên môi trường khoai tây - agar có màu hồng
nhạt hoặc ñậm, 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 ñường ñôi khác cũng có thể
ñược vi khuẩn sử dụng là nguồn carbon, ñặc biệt vi khuẩn không sử dụng ñường
ñơn. Một số dòng Azospirillum cần biotin cho sự phát triển của chúng [19].
Azospirillum sống thành tập ñoàn ở vùng rễ của nhiều loài thực vật trong khu
vực nhiệt ñới và cận nhiệt ñới. Ngoài khả năng cố ñịnh 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 ñộ 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 ñịnh Nitơ cộng sinh với rễ cây bộ ñậu
còn gọi là vi khuẩn nốt sần, ñược phân lập vào năm 1888. Chúng hình thành những
nốt sần ở rễ cây bộ ñậu, ñôi khi cả ở phần thân cây rất gần với ñất và cư trú trong ñó
[23].
Trong quá trình phát triển vi khuẩn nốt sần thường có sự thay ñổi hình thái.
Lúc còn non ña số các loài có hình que, có khả năng di ñộng bằng ñơn mao, chùm
mao hoặc chu mao tùy từng loài. Sau ñó trở thành dạng giả khuẩn thể, có hình que
phân nhánh, mất khả năng di ñộng. Ở dạng này, vi khuẩn nốt sần có khả năng cố
ñịnh 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 ñộ từ 28

0
C ñến 30
0
C, ñộ ẩm 60- 80%. Chúng có khả năng ñồng hóa
các nguồn cacbon khác nhau như các loại ñường ñơn, ñường kép, acid hữu cơ,
glycerin. Đối với nguồn nitơ, khi cộng sinh với cây ñậu, vi khuẩn nốt sần có khả
năng sử dụng nitơ không khí. Khi sống tiềm sinh trong ñất hoặc ñược nuôi cấy trên
môi trường, chúng mất khả năng cố ñịnh nitơ, lúc ñó chúng ñồng hóa các nguồn
nitơ sẵn có, nhất là các nguồn amôn và nitrat. Chúng có thể ñồng hóa tốt các loại
acid amin, một số có thể ñồng 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 ñã 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 ñộng, nhưng nếu
che tối hoặc bỏ ñỉnh ngọn thì hiện tượng trên không xảy ra. Ông cho rằng ñỉnh ngọn
bao lá mầm là nơi tiếp nhận kích thích của ánh sáng.
Năm 1919, Paal ñã cắt ñỉnh bao lá mầm và ñặt trở lại trên chỗ cắt nhưng lệch
sang một bên và ñể trong tối. Hiện tượng uốn cong xảy ra như trường hợp chiếu
sáng một chiều. Ông kết luận rằng ñỉnh ngọn ñã hình thành một chất sinh trưởng
nào ñấy, còn ánh sáng xác ñịnh sự phân bố của chất ñó về hai phía của bao lá mầm.
Went (1928) làm thí nghiệm ñặt ñỉnh ngọn tách rời của bao lá mầm lên bản
agar ñể các chất sinh trưởng khuếch tán xuống agar, sau ñó ông ñặt bản agar lên
mặt cắt của bao lá mầm thì cũng gây nên hiện tượng sinh trưởng. Ông gọi chất ñó 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 ñã tách ra một chất từ dịch chiết nấm men có hoạt
chất tương tự chất sinh trưởng. Năm 1935, Thimann cũng tách ñược chất này từ
nấm Rhysopus, ñó 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 ñồ cấu tạo IAA.



Indole-3-acetic acid (IAA)
1.2.2. Sự phân bố của IAA.
IAA phân bố rộng trong thế giới từ vi khuẩn ñến thực vật bậc cao. Trong cơ
thể thực vật bậc cao, IAA tập trung nhiều trước hết trong các chồi, lá ñang phát
triển, trong tầng phát sinh, trong hạt ñang ñược hình thành, trong phấn hoa và trong
hạt ñang nảy mầm. Trong cây nguyên vẹn thường auxin có hoạt tính cao ở ñỉnh của
cành chính [7].
1.2.3. Sinh tổng hợp IAA.
IAA ñược tổng hợp ở tất cả các thực vật bậc cao, tảo, nấm và ở cả vi khuẩn.
Ở thực vật bậc cao, IAA ñược tổng hợp chủ yếu ở ñỉnh chồi ngọn và từ ñó ñược vận
chuyển xuống dưới. Sự vận chuyển của auxin trong cây có tính chất phân cực rất
nghiêm ngặt, tức là chỉ vận chuyển theo hướng gốc. Chính vì vậy càng xa ñỉnh
ngọn, hàm lượng auxin càng giảm dần tạo nên một gradien nồng ñộ giảm dần của
auxin từ ñỉnh ngọn xuống gốc của cây. Ngoài ñỉnh ngọn ra thì các bộ phận non khác
của cây cũng có tính chất như vậy [14].
Sự tổng hợp auxin diễn ra thường xuyên và mạnh mẽ trong cây. Quá trình
này ñược xúc tác bởi hàng loạt các enzyme ñặc hiệu. Chất tiền thân là acid amine
tryptophan. Sự tổng hợp IAA diễn ra theo ñường hướng chung cho hầu hết thực vật
[14].
Tiền chất của IAA: Sự tương ñồng về cấu trúc của acid indol-3-acetic và acid
amin Tryptophan là cơ sở cho giả ñịnh rằng auxin có phải ñược tổng hợp từ acid
amin ñó. Giả thuyết này ñã ñược chứng minh nhờ phương pháp nguyên tử ñánh dấu
[7].
Các con ñường sinh tổng hợp IAA:
Phân tích sắc ký ñã cho phép phát hiện ra nhiều con ñường sinh tổng hợp
IAA [9].

1.2.4.



R-CH
2
-CO-COOH
A.indol-piruvic

R-CH
2
-CNH
2
≡
N
Indol-axetamit

R-CH
2
-CH
2
-NH
2
Triptamin

R-CH
2
-CHO
Indol-axetaldehit

R-CH
2
-CH(NH
2
)-COOH
Triptophan

R-CH
2
-CO-NH
2
Indol-axetamit

R-CH
2
-CH(=NH)-COOH

Indol-axetimin

R-CH
2
-COOH
A. indol-axetic

R-CH

2
-CH
2
-OH
Indol-etanol

R-CH
2
-CHOH-COOH
A.indol-lactic

Tác dụng sinh lý của IAA.
Hiệu ứng của IAA trong cây rất ña dạng. IAA ñiều tiết quá trình sinh trưởng
ở những nơi (cơ quan) khác nhau. IAA có vai trò ñiều hòa quan trọng trong sự kìm
hãm phát triển của chồi bên (duy trì ưu thế ñỉnh) [9].
IAA kích thích quả phát triển, xuất phát từ hạt, IAA ñiều hòa sự phát triển
của quả. Ở một số loài, IAA ñiều hòa sự phát triển quả ñơn tính, kích thích sự phát
triển của quả trong hoa không ñược thụ tinh [9].
IAA ảnh hưởng ñến hoạt tính nguyên phân. Ngoài ảnh hưởng ñến các quá
trình sinh trưởng, IAA cũng tác ñộng ñến hoạt tính phân bào nguyên nhiễm trong
một số mô, như trong tầng phát sinh hoặc trong nuôi cấy mô [9].
IAA gây ra sự phân hóa các tế bào mạch gỗ và libe. Xuất phát từ khoảng
cách xác ñịnh tại phía dưới của mô phân sinh trong cơ quan ñang lớn và phân hóa
tiếp tục hướng gốc song song với sự di chuyển của IAA. Trong một số ñoạn cành
cắt rời ñược xử lý IAA thường dẫn tới sự hình thành rễ phụ [9].
IAA còn có khả năng kìm hãm sự rụng lá, hoa, quả, vì nó ức chế sự hình
thành tầng rời ở cuống lá, hoa, quả vốn ñược cảm ứng bởi các chất kích thích sinh
trưởng. Ngoài ra nó còn ảnh hưởng lên sự vận ñộng của chất nguyên sinh, tăng tốc
ñộ lưu ñộng của chất nguyên sinh, ảnh hưởng ñến các quá trình trao ñổi chất: kích
thích sự tổng hợp các polime và ức chế sự phân hủy chúng, ảnh hưởng ñến các hoạt

ñộng sinh lí như quang hợp, hô hấp, sự vận chuyển vật chất trong cây [13].
Hiệu ứng ña dạng của IAA trong cây là sự minh họa gây ấn tượng mạnh về
tác ñộng hoormone như là những kích thích ñộng của cơ quan không ñặc hiệu hay
của hình mẫu phản ứng của mô ñặc hiệu với trạng thái sẵn sàng phản ứng trả lời tại
nơi tác ñộng [9].
1.3. Tình hình nghiên cứu
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy rằng các chủng vi khuẩn có khả năng
tạo IAA như vi khuẩn thuộc chi Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum,
Bradyrhizobium, Pseudomonas, Bacillus ñã cho kết quả khả quan [1,2,11,24 ].
Lăng Ngọc Dậu ñã nghiên cứu khả năng tạo IAA của vi khuẩn Azospirillum
lipoferum. Ông tiến hành nuôi cấy chủng vi khuẩn này trong môi trường Nfb có bổ
sung Tryptophan, theo dõi tại những thời ñiểm khác nhau. Kết quả cho thấy tại thời
ñiểm ngày thứ 10 sau khi cấy ủ, khả năng tạo IAA của vi khuẩn ra môi trường cao
nhất [2].
Năm 2003, Phạm Việt Cường công bố ñề tài nghiên cứu về khả năng tạo IAA
của một số chủng vi khuẩn chi Bacillus. Kết quả cho thấy khả năng sinh tổng hợp
IAA của các chủng vi khuẩn nghiên cứu thay ñổi phụ thuộc rất nhiều vào chủng
giống, môi trường nuôi cấy và một số nhân tố khác [1].
Vũ Thuý Nga và các cộng sự cũng ñã nghiên cứu sự ảnh hưởng của mật ñộ vi
khuẩn và ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy ñến khả năng sinh tổng hợp IAA của
vi khuẩn Bradyrhizobium [24 ].
Năm 2003 Phạm Bích Hiên, Phạm Văn Toàn (Viện khoa học kỹ thuật Việt
Nam) ñã nghiên cứu và tuyển chọn ñược một số chủng Azotobacter ña hoạt tính có
khả năng sinh IAA ứng dụng vào làm phân vi sinh chức năng [15].
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới ñã có rất nhiều nghiên cứu về các chủng vi khuẩn có khả năng
sinh IAA, từ các chủng vi khuẩn sống cộng sinh ở nốt sần của rễ cây ñến các vi
khuẩn sống tự do trong ñất như: Azotobacter, Azospirillum, Rhizobium,
Bradyrhizobium, Pseudomonas….

Năm 2000, María Guineth Torres-Rubio (Colombia) cùng cộng sự ñã phân
lập ñược một số chủng Azotobacter và Pseudomonas từ vùng rễ cây gạo có khả
năng sinh IAA [21].
E.Somers và cộng sự (2005) ñã nghiên cứu khả năng sinh IAA của vi khuẩn
Azospirillum brasilense và cho thấy loài này có khả năng sinh IAA bằng cách sử
dụng chìa khóa enzyme cho việc tổng hợp [15].
Năm 2006, Sisir Ghoh, P.S. Basu ở Ấn Độ ñã nghiên cứu sự chuyển hoá và
sản xuất Idole acetic acid trong rễ và nốt sần của Phaseolus mungo. Kết quả nghiên
cứu cho thấy những nốt sần trưởng thành của Phaseolus mungo chứa hàm lượng
IAA cao. Khi tách các vi khuẩn cộng sinh trong nốt sần và ñược nuôi cấy trong môi
trường thích hợp có bổ sung tryptphan thì chúng có khả năng tạo IAA cao [24].
Năm 2007, Gh. Abbas Akbari (Iran) và cộng sự ñã phân lập và tuyển chọn
ñược một số chủng Azospirillum spp có khả năng sinh tổng hợp IAA kích thích sinh
trưởng ở cây lúa mì [17].