VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM VÀ VAI TRÒ TRONG NÔNG NGHIỆP

Đề tài: VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM
VÀ VAI TRÒ TRONG NÔNG
NGHIỆP
GVHD: TRƯƠNG KIM PHƯỢNG
GVHD: TRƯƠNG KIM PHƯỢNG
VI SINH NÔNG NGHIỆP
TỔNG QUAN NỘI DUNG
I. GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM
1. Vi sinh vật cố định đạm không cộng sinh
2. Vi sinh vật cố định đạm cộng sinh
II. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH NỐT SẦN Ở RỄ CÂY
1. Phân loại nốt sần
2. Quá trình hình thành nốt sần
3. Cấu tạo của nốt sần
4. Cơ chế cố định Nitơ trong nốt sần
5. Cơ chế phân tử, các gen kiểm soát quá trình cố định Nitơ
III. VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM
1. Phân vi sinh
2. Vi khuẩn cố định đạm có hại
PHẦN I : GIỚI THIỆU VỀ VI SINH
VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM
I. VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM KHÔNG CỘNG
SINH
1. Vi khuẩn dị dưỡng

Vi khuẩn hiếu khí : Azotobacter, Beijerinckia

Vi khuẩn yếm khí : Clostridium
2. Vi khuẩn hóa tự dưỡng : Methanobacillus
omelianski.
3. Vi khuẩn quang tổng hợp : Chorobium,

Chromatium, Rhodomicrobium,
Rhodopseudomonas, Rhodospirillum.
4. Tảo lam : Anabaena, Anabaenapsis
AZOTOBACTER

Vi khuẩn hình cầu, Gram
âm không sinh bào tử,
hiếu khí.

pH 7.2-8.2, nhiệt độ 28-
30
0
C,độ ẩm 40-60%

Đồng hóa tốt các loại
đường đơn và đường kép.

Tiêu tốn 1gr đường
glucose sẽ đồng hóa được
8 – 18mg N
AZOTOBACTER

Tăng cường nguồn thức ăn cung cấp cho cây
trồng.

Kích thích khả năng tăng trưởng.

Nâng cao tỷ lệ nảy mầm và độ phát triển của
mầm (vì nó tiết ra môi trường thiamin, acid
nicotinic, acid pantotenic, piridoxin, biotin, )


Tiết ra một số chất chống nấm.

Kích thước 2,5-7,5 x 0,7-
1,3µ có thể riêng rẽ hoặc
xếp đôi hoặc thành chuỗi
ngắn.

Ít mẫn cảm với môi
trường, nhất là môi
trường thừa P, K, Ca và
có tính ổn định với pH, nó
có thể phát triển ở pH 4,5
– 9, độ ẩm 60-80%, nhiệt
độ 25-30
0
C.
CLOSTRIDIUM
TẢO LAM

Là thành phần cố định N quan trọng trong thiên
nhiên.

Có trong các ao, mặt nước ruộng lúa…

Cần độ ẩm cao, ánh sáng, điều kiện nhiệt độ
khoảng 30
o
C, pH tối hảo là từ 7-8.5.


Ở ruộng chua, sự tăng trưởng của tảo lam bị hạn
chế, trường hợp này bón vôi giúp tăng thêm lượng
tảo và lượng N cố định được.
GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT CỐ
ĐỊNH ĐẠM
II. VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM CỘNG
SINH
1. Vi khuẩn cộng sinh với cây họ đậu

Brachyrhizobium meliloti cộng sinh với cỏ alfalfa.

B. trilolii cộng sinh vơi cỏ clover.

B. phaseoli cộng sinh với các loài đậu hình thận.

B. japonicum cộng sinh ở cây đậu nành.
II. VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM CỘNG
SINH
2. Vi khuẩn cộng sinh với cây không thuộc họ đậu

Alnus và cây Casuarina (phi lao, dương) có
khả năng cộng sinh với một loài xạ khuẩn có
khả năng cố định N – chi Frankia.
PHẦN II: QUÁ TRÌNH HÌNH
THÀNH NỐT SẦN Ở RỄ CÂY
PHÂN LOẠI NỐT SẦN:
•
Nhóm vi khuẩn mọc nhanh (vi khuẩn nốt sần cỏ ba
lá, đậu Hà Lan ) thuộc chi Rhizobium.
•

Nhóm vi khuẩn mọc chậm ( vi khuẩn nốt sần đậu
tương, lạc ) thuộc chi Bradirhizobium.
QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH NỐT SẦN
CẤU TẠO CỦA NỐT SẦN
CƠ CHẾ CỐ ĐỊNH NITƠ TRONG NỐT
SẦN

Quá trình cố định nitơ được thực hiện bởi phức hệ
nitrogenase.

Thành phần chính của phức hệ này là nitrogenase
reductase và nitrogenase.

Nitrogenase đặc biệt nhạy với oxy và bị bất hoạt khi có
mặt oxy.

Phức hệ này nằm trong tế bào chất của thể vi khuẩn
(bacteroid)

Bacteroid cần năng lượng từ thực vật cung cấp để cố
định đạm
N2 + 8H+ + 8e- → 2NH3 + H2
(16-24ATP 16-24ADP + 16-24Pi )
4 yêu cầu cho quá trình cố
định nitơ ở vi khuẩn
1. Có lực khử mạnh với thể năng khử cao
(Ferredoxin, Plavodoxin, NAD hoặc NADP).
2. Có năng lượng đủ (ATP) và có sự tham gia của
nguyên tố vi lượng (Mg).
3. Có sự tham gia của enzyme nitrogenase.

4. Phải tiến hành trong điều kiện yếm khí ( nồng độ
O
2
=0 hoặc gần bằng 0)
CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH ĐẠM

Ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh đối
với quá trình cố định N cộng sinh

Ảnh hưởng của hàm lượng chất đường bột
trong cây

Ảnh hưởng của P và K

Ảnh hưởng của pH của đất

Ảnh hưởng của chất Molybden (Mo)

Ảnh hưởng của Phage (thực khuẩn thể)
CÁC GEN KIỂM SOÁT TRONG
QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH ĐẠM
•
Gen nod
•
Gen nif
•
Gen nodulin
CÁC GEN KIỂM SOÁT TRONG QUÁ
TRÌNH CỐ ĐỊNH ĐẠM

1. Gen nod:

Các gen nod hoạt hóa bởi NodD mã hóa cho sự hình
thành các protein hình thành nốt sần, phần lớn liên
quan đến sinh tổng hợp các nhân tố Nod.

nodA, nodB, nodC mã hóa cho các protein gây cho
đầu lông rễ cây phồng lên và xoắn.

nodE, nodF, nodL ảnh hưởng đến độ đặc hiệu vật chủ
của các nhân tố nod qua việc thêm các gốc đặc hiệu tại
đầu khử hay không khử của gốc đường trên mạch chitin
NHÂN TỐ NOD
CÁC GEN KIỂM SOÁT TRONG QUÁ
TRÌNH CỐ ĐỊNH ĐẠM
Nhóm Chức năng Các đại diện
Nodulin sớm Mã hóa cho các protein trong chu
trình tế bào và thành tế bào,
histone, cyclin tế bào, các protein
giàu proline, và hydroxyproline
Cdc2, H4, các gen enod
Nodulin muộn Aquaporin, leghemoglobin,
uricase, sucrose synthase,
glutamine synthase, asparagine
synthetase, NADH- glutamate
synthase
Nodulin 26, Lb, SS, GS,
AS,
3. Gen nodulin

VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT CỐ
ĐỊNH ĐẠM
PHÂN VI SINH

Phân bón vi sinh cố định N
2
(Biologycal Nitrogen
Fixing Fetilzer) - phân vi sinh vật cố định đạm

Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh
vật sống (tự do, cộng sinh, ký sinh hoặc hiếu khí) đã
được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn
hiện hành,

Tạo điều kiện nâng cao năng suất và chất lượng
nông sản, tăng độ màu mỡ của đất.

Phân nitragin chứa vi khuẩn nốt sần cây đậu
tương.

Phân rhidafo chứa vi khuẩn nốt sần cây lạc.

Azotobacterin chứa vi khuẩn hút đạm tự do.

Azozin chứa vi khuẩn hút đạm từ không khí sống
trong ruộng lúa. Loại phân này có thể trộn với hạt
giống lúa.
PHÂN VI SINH
VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM CÓ HẠI
Agrobacterium tumefaciens


Agrobacterium tumefaciens gây ra bệnh khối u hình
chóp (crown gall), sưng lâu năm ở rễ, củ thực vật.

Khi bị nhiễm A. tumefaciens biểu hiện bệnh rõ nhất
là các khối u được hình thành ở ngay chỗ lây nhiễm.
Sự hình thành khối u sau đó có thể tiếp tục mà
không cần thiết phải có sự hiện diện của vi khuẩn

Có Ti-plasmid (T-DNA) xâm nhập vào hệ gen của
cây bị bệnh.