Tiểu luận về phân loại thực vật Một số mối quan hệ cộng sinh

Tiểu luận về phân loại thực vật
Một số mối quan hệ
cộng sinh
(Photo +IN màu HẢO HẢO.
Đối diện trường ĐH TDM)
1
Phần 1: MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong cuộc sống hằng ngày của mỗi con người chúng ta có rất nhiều
mối quan hệ khác nhau, chúng ta không thể sống mà không có những mối
quan hệ đó, từ những mối quan hệ thân thuộc như: quan hệ gia đình hay là
quan hệ giữa những người thân với nhau, quan hệ bạn bè, cho đến những
quan hệ khác như quan hệ hợp tác làm ăn hay là quan hệ cạnh tranh….
Những mối quan hệ này sẽ làm cho cuộc sống của con người trở nên phong
phú hơn và làm cho con người có thể phát triển và tồn tại được trong xã
hội.

Vậy trong thế giới tự nhiên các loài sinh vật có mối quan hệ với nhau
giống như con người hay không? Câu trả lời là “Có” : Mối quan hệ giữa
các loài sinh vật rất phong phú và đa dạng. Chúng không những có những
mối quan hệ như con người và còn có thêm những mối quan hệ khác nữa.
Với mỗi loài sinh vật khác nhau thì đều có những mối quan hệ khác nhau.
Ví dụ như mối quan hệ giữa hai loài động vật với nhau, hai loài này sẽ cạnh
tranh để giành thức ăn và nơi ở hay là mối quan hệ ký sinh vật chủ của cá
loài vi sinh vật hoặc là mối quan hệ ức chế cảm nhiễm của các loài thực
vật, loài thực vật này có thể tiết ra chất ức chế làm cho các loài thực vật
xung quanh nó không thể phát triển, hoặc là mối quan hệ hội sinh giữa hai
loài sinh vật nhưng chỉ một bên có lợi cần thiết,còn bên kia không có lợi và
cũng không có hại gì ….Tóm lại trong sinh giới có rất nhiều mối quan hệ
khác nhau.

Và trong những mối quan hệ đó mối quan hệ nào có hại, mối quan hệ nào
có lợi,nếu có lợi thì có lợi cho một bên hay là cả hai bên và có lơi như thế
nào. Đó chính là lý do mà tôi tìm hiểu đề tài” Mối quan hệ cộng sinh và vai
trò của mối quan hệ này trong sản xuất nông nghiệp” vì mối quan hệ này là
mối quan hệ có lợi cho cả hai bên.
2
Phần 2: NỘI DUNG
I. Khái niệm.
Quan hệ cộng sinh là quan hệ hợp tác chặt chẽ giữa hai hay nhiều loài,
trong đó tất cả các loài đều có lợi.Trong cộng sinh mỗi loài chỉ có thể sống,
phát triển, sinh sản … hiệu quả dựa vào sự hợp tác của bên kia.
II.Một số mối quan hệ cộng sinh.
II.1. Sự cộng sinh giữa thực vật ,nấm và vi sinh vật
II.1.1.Sự cộng sinh giữa tảo,vi khuẩn và nấm tạo thành cơ thể địa y.
Địa y là một thể cộng sinh giữa tảo và nấm hoặc giữa vi khuẩn lam và
nấm chung sống với nhau thành một cơ thể thống nhất có những đặc tính hình
thái, sinh lý, sinh thái riêng.
Trong đó tảo thường là Tảo lam hoặc Tảo lục đơn bào; Nấm thường là những
nấm sợi, đại đa số thuộc lớp Nấm túi, chỉ có một số ít trường hợp là Nấm đảm; Tảo
lam (khuẩn lam) thường là những loài có khả năng cố định nitơ.
Trong tập thể cộng sinh này, nấm làm nhiệm vụ cung cấp nước và các
muối vô cơ để tảo, khuẩn lam quang hợp, tạo thành chất hữu cơ dùng cho tập
thể, mặt khác nấm lại bảo vệ cho tảo khỏi bị khô.
Nhờ hình thức cộng sinh đặc biệt đó mà địa y sống được trong mọi
điều kiện khác nhau, từ các vùng cực Trái đất đến các vùng sa mạc nóng
bỏng. Tuy nhiên, trong điều kiện bất lợi, như khô hạn kéo dài thì sự quang
hợp và các hoạt động dinh dưỡng khác bị ngừng trệ, làm cho sự sinh trưởng
của địa y rất chậm chạp, yếu ớt, mỗi năm chỉ lớn lên từ vài đến vài chục
milimét.

Trong tự nhiên ta thường gặp địa y trên thân cây, trên các tảng đá dưới dạng
những lớp da, những vảy hay những búi sợi có màu xanh xám hay nâu xám.

Hình 1: Địa y hình lá
3

Hình 2:Một số địa y thường gặp
a.Bạch mạc; b. Địa y phễu
Hình 3: Địa y dạng vảy
II.1.2 Sự cộng sinh của vi khuẩn lam và bèo hoa dâu.
Cộng sinh (symbiose, ghép hai danh từ Hy Lạp sun : với, bios : sống)
là trạng thái hai sinh vật khác loại sống kết hợp chặt chẽ và thăng bằng với
nhau để đôi bên đều có lợi. Trong trường hợp nầy, Vi khuẩn lam đem lại
chất đạm cho Bèo, còn Bèo cung cấp chất dinh dưỡng như glucid cho Vi
khuẩn lam.
4

Hình 4:Vi khuẩn lam cộng sinh với bèo hoa dâu
Chu kỳ phát triển của Vi khuẩn lam cộng sinh với Bèo hoa dâu như sau:
Khi lá bèo còn non, ở đỉnh lá đã thấy lơ thơ vài sợi tí hon (đa bào dạng sợi
của Vi khuẩn lam) nằm cạnh, chưa có dị bào. Khi lá bèo lớn dần lên, những
hốc nhỏ cũng dần dần được tạo ra trong lá để nắm giữ rong. Trong hốc,
một số lông gồm có nhiều tế bào nhỏ, gây nên một sự cọ xát liên tục giữa
bèo và các sợi vi khuẩn lam. Những sợi cuốn lại thành cuộn, nhờ một màng
chất dính bao bọc bên ngoài, bám vào thành hốc. Dị bào thành hình, tăng
số và lớn lên. Khi lá bèo đến độ trưởng thành, dị bào đạt 30% (sau cùng có
thể lên đến 45%) những tế bào ở sợi. Vào lúc nầy, Vi khuẩn lam chiếm
toàn diện tích hốc, nhưng cũng là lúc nó bắt đầu chấm dứt phận sự tổng
hợp quang học, không phát triển nữa và bước vào một trạng thái im lìm, bất
động cho đến ngày lá bèo vàng úa rơi xuống đáy ruộng, thoái hoá, phân

hủy để cống hiến chất đạm cho cây lúa.
Một điều đáng chú ý là Vi khuẩn lam Anabaena không thể nuôi trồng ở
thể tự do. Nhiều phòng thí nghiệm đã thành công tách chiết nhiều mẫu từ
bèo dâu tán nghiền nhưng không có mẫu nào thực hiện được công cuộc
cộng sinh. Giả thuyết được nghĩ đến là mỗi khi ra khỏi môi trường đặc biệt
trong lòng bèo dâu, Vi khuẩn lam mất hết những tính chất cộng sinh. Nói
một cách khác, Vi khuẩn lam chỉ đạt được những tính chất ấy một khi xâm
nhập vào lòng bèo dâu Azolla.
5
Hình 5 : Bèo hoa dâu
II.1.3. Vi khuẩn cộng sinh với rễ cây họ đậu : Quá trình này tạo ra nốt
sần ở rễ cây họ đậu.
• Các loài vi khuẩn cộng sinh với cây họ đậu: Chỉ có vi khuẩn thuộc
chi BrachyBrachyrhizobium( tên cũ là Rhizobium) là có khả năng
cố định N và cộng sinh với các loài họ đậu.Các loài
Brachyrhizobium cộng sinh là:
- Brachyrhizobium meliloti cộng sinh với cỏ alfalfa.
- Brachyrhizobium trilolii cộng sinh với cỏ clover.
- Brachyrhizobium phaseoli cộng sinh với các loại đậu hình thận.
- Brachyrhizobium japonicum cộng sinh với cây đậu nành.
• Quá trình hình thành nốt sần ở rễ cây đậu nành: Vi khuẩn có trong
đất. Khi vi khuẩn tiếp xúc với đầu lông hút của rễ cây đậu nành , vi
khuẩn tiết ra một loại phân hóa tố( tryptophan). Phân hóa tố này phối
hợp với các chất của rễ tiết ra thành indol acid acetic(IAA).IAA kích
thích làm đầu lông hút của rễ cây cong lại vi khuẩn xâm nhập vào
đầu lông hút tạo thành đường xâm nhập tiến dần lên phần nhu mô
của rễ, đường xâm nhập này được cấu tạo bởi chất celluloz. Một số
6
nghiên cứu cho biết việc tạo thành đường xâm nhập này do phân hóa
tố polygalacturonaz, do vi khuẩn tiết ra.

Chỉ có 5% vi khuẩn xâm nhiểm là có khả năng tạo được nốt rễ mà thôi.
Khi vi khuẩn tiến vào đến nhu mô rễ thì tiến hành sinh sản và tăng mật số
lên. Trong khi đó tế bào nhu mô rễ ở nơi cộng sinh cũng được nhân lên và
gồm các tế bào có gấp đôi số nhiễm sắc thể ( sự tăng đôi số nhiễm sắc thể
này có thể do các tế bào xung quanh nơi xâm nhiễm đã kích thích tế bào bị
xâm nhiễm). Nốt rễ được hình thành dần.
Kích thước và hình dạng của nốt rễ tùy thuộc vào loại cây và chủng vi
khuẩn.

Hình 6: Nốt sần ở rễ cây họ đậu
Ở phần gần đỉnh nốt sần có nhiều vi khẩn hình que. Còn ở phần giữa có
màu hồng nhạt, bên trong chứa vi khuẩn ở dạng bacteroid có hình dạng
không nhất định( hình 1.2) thường có dạng hình sao và chất leghemoglobin
có màu hồng nhạt.Gọi là leghemoglobin là đẻ phan biệt với hemoglobin
trong máu động vật. Leghemoglobin là chất có chứa Fe. Màu của
leghemoglobin là do rễ cây cung cấp hơn là do vi khuẩn . Có tác giả cho
rằng chất leghemoglobin giữ vai trò quan trọng trong việc cố định N. Chỉ
có những nốt sần có leghemoglobin mới có hiệu quả trong việc cố định
N.Thí nghiệm của Virtanen và các cộng sự viên (1947) cho thấy những
7
chủng vi khuẩn cho nhiều leghemoglobin là chủng vi khuẩn có khả năng cố
định N cao.
Hình 7: Nốt sần của một số cây họ đậu khác
Hình 8: Một số rễ cây họ đậu khác
II.2. Sự cộng sinh giữa thực vật và động vật.
* Sự cộng sinh giữa cây keo và kiến
Trải qua hàng ngàn năm, loài cây bụi đầy gai này đã trở thành nguồn
cung cấp thức ăn và nơi trú ẩn cho những chú kiến hiếu chiến nhằm bảo vệ
cây khỏi những động vật muốn ăn lá keo. Đây chính là mối quan hệ cộng
sinh có lợi cho cả cây keo và kiến.

8

Hình 9: Sự cộng sinh giữa kiến và cây keo
II.3 Sự cộng sinh giữa động vật và động vật.
Sự cộng sinh giữa hải quỳ với cua Eupagurus, giữa trùng roi và mối,
trong đó trùng roi sống trong ống tiêu hóa của mối và tiêu hóa chất
xenluloza mà mối không tự mình tiêu hóa được.
Hay là sự cộng sinh giữa kiến Formica cinera và ấu trùng bướm. Kiến ăn
chất đường do ấu trùng tiết ra, còn ấu trùng bướm được kiến bảo vệ khỏi
các loài ăn thịt và kí sinh.Ấu trùng bướm chui vào tổ kiến để hóa nhộng.

III. Vai trò của mối quan hệ cộng sinh trong sản xuất nông nghiệp.
Trong thiên nhiên có rất nhiều mối quan hệ cộng sinh có lợi cho sản xuất
nông nghiệp như địa y là thể cộng sinh giữa nấm, tảo hoặc vi khuẩn cố định
N có ý nghĩa quan trọng hay vi khuẩn lam cộng sinh với èo hoa dâu cũng
có khả năng cố định được N.
Hấp dẫn hơn cả đối với nông nghiệp là các vi khuẩn nốt sần thuộc chi
Rhizobium cộng sinh trên rễ cây họ đậu.Các vi khuẩn này hằng năm cố
định được một lượng N rất lớn.
III.1.Vai trò của địa y
Địa y khá phổ biến trong thiên nhiên. Chúng phát triển được trên những
chỗ đất cằn cỗi, trên vách đá trọc ở vùng núi cao, ở các sa mạc mà tại đó
không có sự cạnh tranh của các thực vật khác. Sau một thời gian phát triển,
địa y tiết ra một loại axit làm mục đá có tác dụng rất lớn đối với sự hình thành
đất. Khi chúng chết đi, tại đó hình thành một lớp mùn làm thức ăn cho các
thực vật khác đến sau (rêu, thực vật có mạch). Như vậy, địa y đã giữ vai trò
tiên phong, mở đường trên các chỗ đất cằn cỗi.
III.2. Nguồn lợi từ thể cộng sinh Vi khuẩn lam và Bèo hoa dâu.

Trong 30 năm gần đây, giới khoa học chú trọng nhiều đến bèo dâu
và vi khuẩn lam. Về măt cấu trúc, amin acid, protein đã được xác định
trong bèo, lectin trong vi khuẩn lam, trong bèo. Trong số amin acid tìm
thấy, nhiều nhất là glutamic và aspartic acid, theo sau là leucin, ít nhất là
methionin, tryptophan và cystein. Các amin acid giảm hạ trong bóng tối và
môi trường nitrat NO
3
, tăng gia với ánh sáng và môi trường ammonium
NH
4
. Vi khuẩn lam chứa đựng chất sắc phycocyanin,allophycocyanin,
phycoerythrocyanin tương quan với hoạt động cố định chất đạm, caroten
9
một nguồn provitamin A cho đồ ăn gia súc. Ngoài ra, bèo biết tổng hợp
gibberellin, cytokinin như isopentenyl adenin, isopentenyl adenosine, cis-
và trans-ribosyl zeatin, polyphenol, ferredoxin. Người ta biết phân tử
ferredoxin mang thêm nguyên tố Mo là một trong hai protein cấu thành
nitrogenase.

Từ lâu, ngay cả trước lúc người ta hiểu biết cơ chế cố định chất đạm,
bèo dâu đã được dùng làm phân bón, nhưng chỉ ở một địa hạt giới hạn là
Đông Nam Á, vùng ruộng lúa nước. Bên Trung Quốc, bèo dâu được trồng
từ thế kỷ 17, đặc biệt ở các tỉnh Phúc Kiến, Quảng Đông.
Việc sử dụng Bèo hoa dâu làm phân xanh bón cho các ruộng lúa
không chỉ đem lại hiệu quả kinh tế cao mà còn góp phần bảo vệ môi
trường, giảm sử dụng các loại phân bón hóa học đóng góp vào sự phát triển
bền vững của nền nông nghiệp ở nước ta cũng như sự phát triển bền vũng
của cả nhân loại.
III.3. Nguồn lợi từ mối quan hệ cộng sinh giữa vi khuẩn và cây bộ đậu
Sự cung cấp N cố định được cho đất : Các loại cây hoặc cỏ không thuộc

họ đậu khi được trồng xen với cây họ đậu thường xanh tốt hơn trường hợp
tròng riêng lẻ hoặc trồng xen với cây không thuộc họ đậu . Đó là cây họ
đậu cung cấp thêm N cho đất.
Cố định N cộng sinh giữa vi khuẩn nốt sần và cây bộ đậu hằng năm cung
cấp thêm cho đất và cây trồng khoảng 40- 552kgN/ha. Kết quả nghiên cứu
của viện cây trồng nhiệt đới Cộng hòa Liên Bang Nga cho thấy: cứ 3 năm
trồng cây đậu đỗ làm giàu cho đất 300-600 kgN/ha,cho 13-15 tấn mùn, cải
thiện quá trình khoáng hóa trong đất và đẩy ra từ keo đất 60-80 kg P
2
O
5
/ha;
80-120kg K
2
O/ha.
Trong 20 năm qua các công trình nghiên cứu và thử nghiệm vi khuẩn nốt
sần tại Việt nam cho thấy: phân vi khuẩn nốt sần có tác dụng năng suất lạc
vỏ 13,8-17,5% ở các tỉnh phía bắc và miền Trung và 22% ở các tỉnh miền
Nam. Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy sử dụng phân vi khuẩn nốt sần
kết hợp với lượng đạm khoáng tương đương như khi bón 60 và 90 kgN/ha.
Hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần thể hiện đặc biệt rõ nét trên vùng đất
nghèo chất dinh dưỡng và vùng đất mới trồng cây bộ đậu. Lợi nhuận do
phân vi khuẩn nốt sần được xác định đạt 442000VND/ha với tỷ lệ lãi suất/1
đồng chi phí đạt 9,8 lần.
10
Bảng 1A: Khả năng cố định N của một số cây bộ đậu chính
trên đồng ruộng
Cây bộ đậu Lượng đạm cố định
(kg/N/ha/năm)
Lạc Arachis hypogea 72-124

Đậu lông Calopogonium mucunoides 370-450
Đậu răng ngựa Vicia faba 45-552
Đậu săng Cajanus cajan 168-280
Đậu Cowpea Vigna unguiculata 73-354
Đậu xanh Vigna mungo 63-342
Đậu nành Glycine max 60-168
Chick pea Cicer arrietinum 103
Lentil Lens esculenta 88-114
Đậu Hà lan Pisum sativun 52-77
Đậu hòe Phaseolus vulgaris 40-70
Bảng 1B: Hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần tại một số vùng
trồng lạc ở miền Bắc.
Loại đất Điều kiện thí
nghiệm
Năng suất lạc
vỏ(tạ/ha)
Hiệu lực của
phân
VKNS(tạ/ha)
So với đối
chứng(%)
Đối
chứng
Phân
VKNS
Bạc màu P60,K60,N20-30,
5 tấn phân chuồng
19,72 22,72 3,0 115,2
Phù sa sông
Hồng

P60,K60,N30, 5
tấn phân chuồng
23,1 26,31 3,21 113,8
Đất đồi Feralit P60,K60,N20-30,
5 tấn phân chuồng
15,76 18,53 3,76 117,5
Bảng 1C: Hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần tại một số vùng
tròng lạc ở miền Nam.
Hệ thống Điều kiện thí Năng suất lạc Hiệu lực của So với đối
11
đất canh
tác
nghiệm vỏ(tạ/ha)
Đối
chứng
Phân
VKNS
Đất mới P60,K60,N30,
5 tấn phân
chuồng,5 tấn
vôi
15,6 17,8 2,2 114
Luân
canh lúa-
lạc
P60,K60,N30,
5 tấn phân
chuồng,5 tấn
vôi
5,0 6,6 1,6 131

Luân
canh lúa
-lạc
P60,K60,N30,
5 tấn phân
chuồng,1 tấn
vôi
6,1 6,5 0,4 106
Luân
canh rau
-lạc
100kg SA, 70
kg KCl, 150
kg tro dừa
14,1 16,95 2,85 120
Luân
canh rau
-lạc
P60,K60,N30,
500 kg vôi
14,7 16,3 1,7 111
Luân
canh rau
-lạc
40kg Ure, 300
kg lân,400 kg
vôi,3 tấn phân
chuồng

- -

138
Luân
canh
lúa(rau)
-lạc
P60,K60,N30,
3 tấn phân
chuồng,100
kg vôi
22,0 24,6 2,6 112
Bảng 2: So sánh hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần với các
liều lượng đạm khoáng khác nhau.
12
Công thức bón Tổng số
quả(quả/cây)
Số quả
chắc(quả/cây)
Năng
suất(tạ/ha)
Nền + 30N
Nền +30N+ VKNS
Nền + 60N
Nền + 90N
15,5
16,9
16,9
18,2
7,0
7,5
7,2

6,9
18.61
20,50
1,50
19,11
Đối với đậu tương và các bộ đậu khác vi khuẩn nốt sần đều có tác dụng
tương tự. Kết quả khảo nghiệm phân vi khuẩn nốt sần tại Thuận Thành-
Bắc Ninh năm 2000 cho thấy năng suất hạt đậu tương bình quân ở công
thức đối chứng ( không bón phân hữu cơ vi sinh) 52.15 kg/1 sào, trong khi
đó ở công thức bón phân hữu cơ vi sinh đạt 58,42 kg/1 sào, tăng 6,26 kg,
tương đương với 12%. Trong 20 hộ được thử nghiệm thì có 5 hộ cho năng
suất tăng từ 10-15%. Lãi suất do sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần đối
với đậu xanh đạt 4-11đ/1đ chi phí trong vụ xuân và 1,4-3,3đ/1đ chi phí hè.
* Tóm lại vai trò của phân vi khuẩn nốt sần trong sản xuất nông nghiệp là
rất có hiệu quả và rất quan trọng.
(Photo +IN màu HẢO HẢO.
Đối diện trường ĐH TDM)
Phần 3: KẾT LUẬN
13
• Qua một thời gian tìm hiểu về đề tài này tôi đã rút ra được một số
kết luận sau;
1. Mối quan hệ cộng sinh là một mối quan hệ có lợi cho cả hai bên.
2. Sự cộng sinh giữa thực vật, nấm và vi khuẩn đã đem lại lợi ích rất
lớn cho ngành nông nghiệp bằng cách là cố định N để cung cấp
cho đất.
3. Đặc biệt là sự cộng sinh giữa vi khuẩn và rễ cây bộ đậu, mối quan
hệ này đã tạo ra nốt sần giúp quá trình cố định N và tạo ra chế
phẩm phân vi khuẩn nốt sần có hiệu quả hơn rất nhiều so với các
loại phân khác.
4. Ngoài ra thì các mối quan hệ cộng sinh khác như sự cộng sinh

giữa thực vật và động vật hay giữa động vật với động vật cũng có
những vai trò nhất định.

(Photo +IN màu HẢO HẢO.
Đối diện trường ĐH TDM)
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
14
1. Giáo trình Sinh thái học và môi trường- NXB giáo dục(1999)
-Trần Kiên ( chủ biên ),Hoàng Đức Nhuận, Mai Sỹ Tuấn.
2.Trần Kiên( chủ biên), Mai SỸ Tuấn- Giáo trình Sinh thái học và
môi trường – NXB ĐH Sư phạm.
3 Giáo trình Sinh lý học thực vật- NXB giáo dục(1999).
4 Giáo trình Vi sinh vật học- NXB ĐH sư phạm(2008)
5.Trang web :.
15