Vi khuẩn nốt sần cộng sinh cố định đạm pps

Vi khuẩn nốt sần cộng sinh cố định
đạm

Vai trò cố định N
2
quan trọng nhất
thuộc về nhóm vi sinh vật cộng sinh.
Hiện nay, người ta đã phát hiện được
hơn 600 loài cây có vi sinh vật sống
cộng sinh có khả năng đồng hóa
N
2
thuộc nhiều họ khác nhau. Ở một
số cây gỗ hoặc cây bụi nhiệt đới thuộc
họ Rabiaceae, các nốt sần chứa vi
khuẩn cố định N
2
không phải ở rễ mà
ở trên lá.
Đối với nông nghiệp thì cây họ đậu
vẫn có giá trị nhất, chúng có thể cố
định được khoảng 80-300 kg N/ha. Ví
dụ như cây linh lăng có thể cố định
được 300kg N/ha, đậu cô ve 80-120
kg/ha. Vi khuẩn sống cộng sinh trong
cây bộ đậu (Leguminosales)
được xếp vào một chi riêng là
Rhizobium, nhưng hiện nay người ta
chia vi khuẩn nốt sần thành 2 nhóm:
- Nhóm mọc nhanh (vi khuẩn nốt sần
cỏ ba lá, đậu Hòa Lan, mục túc )

thuộc chi Rhizobium. Đây là nhóm vi
sinh vật có hoạt động cố định
N
2
mạnh nhất
- Nhóm mọc chậm (vi khuẩn nốt
sần đậu tương, lạc ) thuộc
chi Bradyrhizobium.
Các vi sinh vật này thường tập
trung ở vùng gần chóp rễ, nơi tập
trung nhiều polysaccharide và vùng
hình thành lông hút. Rễ cây tiết ra
nhiều chất như đường, acid hữu
cơ, acid amine, vitamine, flavonoid.
. . hấp dẫn vi sinh vật. Các vi khuẩn
xâm nhập vào cây qua lông hút và vào
tế bào nhu mô rễ. Đôi khi nó có thể đi
qua những tế bào bị thương của biểu
bì, đặc biệt là ở chỗ phân nhánh của
rễ bên. Vi khuẩn nốt sần tác động trở
lại bằng cách sản sinh ra một
chất nhầy ngoại bào có bản
chất polysaccharide. Chất này
thúc đẩy cây tổng hợp nên
enzyme polygalacturonase tác động
nên màng lông rễ, làm cho màng mềm
dẻo hơn và vi khuẩn có thể xâm nhập
dễ dàng hơn. Nếu vi khuẩn nốt sần
của một loài nhất định nào đó
không thể lây nhiễm được thì

chúng không kích thích hình thành
enzyme polygalactoronase ở rễ được.
Khi nào nhu mô rễ, vi khuẩn hòa tan
vỏ tế bào và dưới ảnh hưởng của gen
vi khuẩn, các tế bào nhu mô vỏ đa bội
hóa và phân chia nhanh để hình thành
nên các nốt sần.
Người ta chia các vi khuẩn nốt sần ra
làm nhiều chủng, mỗi chủng ứng với
một nhóm cây họ đậu nhất định. Ngoài
ra trong phạm vi cùng một chủng vi
khuẩn nốt sần cũng có nòi có
hiệu quả và không có hiệu quả.
Những nòi không có hiệu quá cũng có
thể lây nhiễm vào rễ cây họ đậu tương
ứng nhưng không đồng hóa được
N2 hay đồng hóa kém và sống
trong các nốt sần như cơ thể kí sinh.
Mối quan hệ tương hỗ giữa các cây họ
đậu và các vi khuẩn nốt sần là quan
hệ cộng sinh. Cây họ đậu cung cấp
glucid, nguồn năng lượng ATP và các
chất khử như NADH
2
để vi khuẩn tiến
hành hoạt động khử N
2
thành NH
3
và

vi khuẩn cung cấp cho cây các hợp
chất ni tơ mà chúng cố định được từ
không khí. Tuy nhiên khi mới nhiễm
vào rễ, vi khuẩn sống như dạng kí
sinh, chưa đồng hóa được N
2
, do đó
cây vẫn cần phân đạm. Nếu thiếu đạm
và gặp điều kiện bất lợi, sinh trưởng
của cây sẽ yếu thậm chí cây sẽ chết.
Vào cuối thời kỳ sinh trưởng của cây
thì số lượng vi khuẩn nốt sần giảm
xuống và biến thành dạng bacteroid.
Khi nốt sần bị thối thì vi khuẩn nốt sần
vẫn sống và đi ra đất, sinh sản chậm
và sống ở trạng thái hoại sinh.