phân lập vi khuẩn nội sinh trong rễ cây bắp (zea mays l ) trồng trên đất xám ở tỉnh đồng nai – bình phước – tp hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
- - -    - - -


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

PHÂN LẬP VI KHUẨN NỘI SINH
TRONG RỄ CÂY BẮP (Zea mays L.) TRỒNG TRÊN ĐẤT XÁM
Ở TỈNH ĐỒNG NAI – BÌNH PHƯỚC – TP. HỒ CHÍ MINH








SINH VIÊN THỰC HIỆN
HOÀNG MẠNH HÙNG
MSSV: 3103955
LỚP: VI SINH VẬT HỌC K36
Cần Thơ, Tháng
04/2014

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Gs.Ts. CAO NGỌC ĐIỆP
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học i

PHẦN KÝ DUYỆT


CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(ký tên) (ký tên)



Gs.Ts. Cao Ngọc Điệp Hoàng Mạnh Hùng


DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(ký tên)





Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học ii
LỜI CẢM TẠ
Trước hết em xin chân thành gửi lời cám ơn đến Gs.Ts. Cao Ngọc Điệp đã tận
tình dạy bảo và hướng dẫn em trong suốt thời gian học, cũng như thực hiện luận văn.
Tiếp đến em xin gửi lời cám ơn đến Cha mẹ đã dạy bảo trong suốt thời gian qua, đã cố
gắng tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có cơ hội học tập.
Em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Lãnh đạo Viện NC&PT CNSH
Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện để em thực hiện tốt luận văn
Bên cạnh đó, em cũng gửi lời cảm ơn đến toàn thể quý thầy cô đã nhiệt tình dạy
dỗ và hướng dẫn em trong suốt thời gian trên giảng đường Đại Học. Cảm ơn đến chị
Nguyễn Thị Xuân Mỵ - phòng thí nghiệm vi sinh vật đất, chị Trần Thị Giang - phòng
thí nghiệm vi sinh vật môi trường đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ em thực hiện
luận văn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các anh chị và các bạn đã đồng hành
và giúp đỡ em trong suốt thời gian qua.

Em xin chân thành cảm ơn!

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học iii
TÓM LƯỢC
Năm mươi dòng vi khuẩn phân lập được trên môi trường NFb và LGI từ các mẫu rễ
bắp thu ở 3 tỉnh Đồng Nai-Bình Phước-TP. Hồ Chí Minh. Kiểm tra khả năng cố định
đạm của các dòng vi khuẩn phân lập được trên môi trường Burk’s không đạm, kết quả
50/50 dòng vi khuẩn có khả năng cố định đạm đạt tỷ lệ 100%. Kiểm tra khả năng hòa
tan lân của các dòng vi khuẩn phân lập được trên môi trường NBRIP, kết quả 50/50
dòng có khả năng hòa tan lân, đạt tỷ lệ 100%. Ngoài ra thí nghiệm cũng đánh giá
thêm khả năng tổng hợp IAA của các dòng vi khuẩn trên môi trường lỏng không bổ
sung tryptophan, kết quả 41/50 dòng có khả năng tổng hợp IAA đạt tỷ lệ 82%. Trong
đó 11/50 dòng vi khuẩn có khả năng cố định đạm cao là ĐRL1d (3.145); HRL2a
(1.477mg/l) ĐRL1b(1.521mg/l); PRL1b (2.053mg/l); ĐRL2c(2.923mg/l); ĐRL3a
(2.42mg/l) ĐRN5 (1.540mg/l); PRN1c (2.301mg/l); ĐRN4a (1.741mg/l); ĐRN4b
(1.536mg/l); ĐRN1d (1.553mg/l); 8/50 dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân cao là
HRL1b (52,127 mg/l), PRL1d (67,134 mg/l), ĐRL3a(60,507 mg/l), ĐRN1a (72,963
mg/l), ĐRN1d (61,304 mg/l), PRN1c(56,963 mg/l), ĐRN4b(60,37 mg/l), ĐRN2c
(71,804 mg/l); 10/41 dòng có khả năng tổng hợp IAA cao là ĐRL2f (9.375 mg/l),
PRL1c (10,209 mg/l), HRL1b(9,084 mg/l), HRL1a (10,708 mg/l), PRN1b (10,168
mg/l), ĐRN2d (7,374 mg/l), PRN1c (8.079 mg/l), ĐRN3b (9,417 mg/l), ĐRN5 (8,337
mg/l), ĐRN1d (7,292 mg/l).

Từ khóa: Cây bắp, cố định đạm, hòa tan lân, tổng hợp IAA, vi khuẩn nội sinh.

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học iv
MỤC LỤC
Trang
PHẦN KÝ DUYỆT i
LỜI CẢM TẠ ii
TÓM LƯỢC iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH BẢNG vi
DANH SÁCH HÌNH vii
TỪ VIẾT TẮT viii
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu đề tài 2
CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3
2.1. Tổng quan về cây bắp 3
2.1.1. Sơ lược về đặc điểm thực vật học của cây bắp 3
2.1.2. Đặc điểm sinh trưởng của cây bắp 3
2.1.3. Nhu cầu dinh dưỡng của cây bắp 3
2.1.4. Vai trò của cây bắp 4
2.2. Tổng quan về đất xám 6
2.3. Vi khuẩn nội sinh 7
2.3.1. Sơ lược về vi khuẩn nội sinh 7
2.3.2. Nguồn gốc của vi khuẩn nội sinh 7
2.3.3. Một số nhóm vi khuẩn nội sinh 8
2.3.4. Một số đặc tính của vi khuẩn nội sinh 12
2.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 15
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 17
3.2. Phương tiện nghiên cứu 17
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học v
3.2.1. Dụng cụ, thiết bị 17
3.2.2. Nguyên vật liệu 18
3.2.3. Hóa chất 18
3.3. Phương pháp nghiên cứu 21
3.3.1. Thu mẫu 21
3.3.2. Xử lí mẫu 21
3.3.3. Khử trùng mẫu 22
3.3.4. Phân lập 22
3.3.5. Quan sát hình thái và đo kích thước khuẩn lạc 23
3.3.6. Quan sát hình dạng và khả năng chuyển động của vi khuẩn 23
3.3.7. Xác định đặc tính các dòng vi khuẩn phân lập được 23
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28
4.1. Phân lập và đặc điểm các dòng vi khuẩn phân lập được 28
4.1.1. Nguồn gốc các dòng vi khuẩn phân lập 28
4.1.2. Đặc điểm các dòng vi khuẩn phân lập được 29
4.2. Đặc tính của các dòng vi khuẩn phân lập được 34
4.2.1. Khả năng cố định đạm 34
4.2.2. Khả năng hòa tan lân 37
4.2.3. Khả năng tổng hợp IAA 39
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42
5.1. Kết luận 42
5.2. Kiến nghị 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO 43
PHỤ LỤC

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học vi
DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 1. Nhu cầu dinh dưỡng của cây bắp theo tuổi cây 4
Bảng 2. Thành phần của hạt bắp (ngô) so với gạo 4
Bảng 3. Công thức môi trường NFb 18
Bảng 4. Công thức môi trường LGI 19
Bảng 5. Công thức môi trường NBRIP 20
Bảng 6. Công thức môi trường Burk’s không đạm 21
Bảng 7. Đường chuẩn đo đạm 24
Bảng 8. Đường chuẩn đo lân 26
Bảng 9. Đường chuẩn đo IAA 27
Bảng 10. Nguồn gốc các dòng vi khuẩn phân lập được 28
Bảng 11. Đặc điểm các dòng vi khuẩn nội sinh đã phân lập 29
Bảng 12. Tỷ lệ (%) về đặc điểm khuẩn lạc của các dòng vi khuẩn 31
Bảng 13. Khả năng tổng hợp đạm (mg/l) của các dòng vi khuẩn 34
Bảng 14. Khả năng hòa tan lân (mg/l) của các dòng vi khuẩn 37
Bảng 15. Khả năng tổng hợp IAA của các dòng vi khuẩn 39
Bảng 16. Khả năng phát triển của 50 dòng vi khuẩn trên môi trường Burk’s và
NBRIP…………………………………………………………………………….46

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học vii


DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 1. Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus dưới kính hiển vi………… 9
Hinh 2. Vòng sáng pellicle sau 2 ngày chủng mẫu…………………………………22
Hình 3 . Đặc điểm của một số khuẩn lạc……………………………………………33
Hình 4 . Biểu đồ hàm lượng đạm cố định (mg/l) của các dòng vi khuẩn………… 36
Hình 5. Biểu đồ hàm lượng lân hòa tan (mg/l) của các dòng vi khuẩn…………….39
Hình 6. Biểu đồ hàm lượng IAA tổng hợp (mg/l) của các dòng vi khuẩn…………41

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học viii


TỪ VIẾT TẮT
ABA: Abscisic acid
DK: Đường kính
IAA: Indole-3-acetic acid
IBA: Indole-3-butyric acid
Trp: Tryptophan
Bđ : Bán đặc

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Bắp (danh pháp khoa học: Zea mays L.) được xem là một loại ngũ cốc vàng và là
cây lương thực quan trọng đứng thứ hai sau lúa ở nước ta. Bắp còn là cây lương thực
quan trọng trên toàn thế giới bên cạnh lúa mì và lúa gạo. Ở các nước thuộc Trung Mỹ,
Nam Á và Châu Phi, người ta sử dụng bắp làm lương thực chính cho người với
phương thức rất đa dạng theo vùng địa lí và tập quán từng nơi. Ở Việt Nam, bắp là cây
thức ăn chăn nuôi quan trọng nhất hiện nay: 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp của
gia súc là từ bắp; bắp còn là thức ăn xanh và ủ chua lí tưởng cho đại gia súc đặc biệt là
bò sữa. Gần đây cây bắp còn là cây thực phẩm; người ta dùng bắp bao tử làm rau cao
cấp vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng cao; bắp nếp, bắp đường (bắp ngọt) được
dùng làm quả ăn tươi (luộc, nướng) hoặc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu. Bắp còn
là nguyên liệu của ngành công nghiệp lương thực - thực phẩm và công nghiệp nhẹ để
sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, glucose, bánh kẹo… Trong y dược bắp được dùng để
trị áp huyết, râu bắp được dùng để làm thuốc
( />252.pdf, ngày 11/12/13).
Cây bắp cần rất nhiều nguyên tố đa lượng như N, P, K, Ca, Mg và ít nguyên tố vi
lượng như Cu, Zn, Mn, Fe, trong các nguyên tố dinh dưỡng này thì N, P, K là những
nguyên tố dinh dưỡng quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng. Nguồn
dinh dinh dưỡng này chủ yếu được cung cấp từ phân bón hóa học vì chúng có tác động
thúc đẩy nhanh quá trình sinh trưởng, phát triển và làm tăng đột biến năng suất các
loại cây trồng. Việc sử dụng phân bón vô cơ giúp cho nông dân có nhiều lợi ích trước
mắt như tăng năng suất, tiết kiệm ngày công và sức lực lao động Cho đến nay, những
tính chất ưu việt của phân bón hóa học đối với tất cả các loại cây trồng cũng được con
người phát huy và sử dụng rộng rãi trong trồng trọt. Càng ngày các tiến bộ khoa học
kỹ thuật về phân bón hóa học càng được nông dân ứng dụng mạnh mẽ và rộng khắp.
Ngoài các phân bón đơn đạm, lân, kali, phân hóa học còn có các loại phân hỗn hợp đa
dinh dưỡng như phân NPK giúp cho nông dân bón phân cân đối giữa các loại đạm,

lân, kali. Mặc dù phân bón hóa học có nhiều ưu điểm song nó cũng có nhược điểm rất
lớn mà nếu lạm dụng trong sản xuất thì lợi bất cập hại. Đó là sự phản tác dụng của
phân hóa học và việc làm ô nhiễm môi trường sản xuất. Phân hóa học kích thích sự
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 2
sinh trưởng và phát triển của cây nhưng lại không cung cấp chất dinh dưỡng cho đất
( />rticleID=ARTICLE10030077, ngày 11/12/13).
Ngày nay để tăng hiệu quả kinh tế cho cây bắp, người ta quan tâm nhiều đến vi
khuẩn nội sinh trong cây bắp, những loài có có khả năng cố định đạm từ nitơ tự do.
Vi khuẩn nội sinh giúp tăng cường sự tăng trưởng của cây bằng cách tổng hợp kích
thích tố auxin (IAA) (Barbieri et al., 1986), tăng hàm lượng các chất khoáng, tăng khả
năng kháng nhiều nguồn bệnh khác nhau của cây (Fashey et al., 1991; Bandara et al.,
2006), giúp cố định đạm sinh học, giúp cây có khả năng kháng với mầm bệnh và sự
thay đổi của thời tiết gây tổn hại cho cây. Sự phát triển của vi khuẩn nội sinh có ích
này ở những trung tâm nghiên cứu trên thế giới đã mở ra một viễn cảnh tốt đẹp của sự
vận dụng những vi khuẩn nội sinh vào việc tăng cường các sản phẩm nông nghiệp
nhằm hạn chế việc sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón hóa học cung cấp cho cây trồng
giúp cho việc xây dựng nền nông nghiệp bền vững xanh và sạch.Việc phát hiện ra các
loài vi khuẩn này rất có ý nghĩa đối với phát triển nông nghiệp nước ta hiện nay.
Điều này sẽ mang lại những lợi ích kinh tế vô cùng to lớn đồng thời góp phần bảo vệ
môi trường sống.
1.2. Mục tiêu đề tài:
Phân lập các dòng vi khuẩn nội sinh trong rễ bắp và xác định khả năng cố định
đạm và hòa tan lân khó tan của các dòng vi khuẩn phân lập được trồng trên đất xám ở
Đồng Nai- Bình Phước- TP. Hồ Chí Minh.

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 3
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về cây bắp (ngô)
2.1.1. Sơ lược về đặc điểm thực vật học
Bắp hay còn gọi là ngô có tên khoa học là Zea mays L. thuộc họ hòa thảo Poacea
do nhà thực vật học Thụy Điển Linnaeus đặt tên theo hệ thống tên kép Hy Lạp – La
Tinh: Zea – từ Hy Lạp để chỉ cây ngũ cốc và mays là từ “Maya”- tên một bộ tộc da đỏ
ở vùng Trung Mỹ - xuất xứ của cây bắp (Hữu Tình ,2009)
( 13/12/2013).
Không giống những hoa hoàn chỉnh của hầu hết những loài hoà thảo, bắp có hoa đực
và hoa cái tách biệt trên cùng một cây. Hoa đực ở đỉnh ngọn thường gọi là cờ bắp và
hoa cái sinh ra ở bên trong những mầm phụ được gọi là bắp. Cấu tạo đó được coi là
hoa đơn tính cùng gốc (hay đơn tính đồng chu)
( />252.pdf, ngày 11/12/13).
2.1.2. Đặc điểm sinh trưởng của cây bắp
Cây bắp ưa khí hậu ấm có khả năng thích nghi với khoảng khí hậu rộng, nên có
thể trồng được trong tất cả các vùng của Việt Nam. Được phát triển trong điều kiện
thuận lợi, bắp có thể cho thu hoạch 60 ngày kể từ khi nảy mầm, trong khi có giống cần
đến 280 ngày.
Bắp có thể phát triển tốt trên bất kỳ loại đất nào nếu có hệ thống tưới tiêu đầy đủ
để duy trì đủ oxy cho rễ phát triển, và có khả năng giữ nước để tạo độ ẩm thích hợp
trong mùa sinh trưởng. Cây bắp không kén đất nên có thể trồng được trên nhiều loại
đất khác nhau, nhưng thích hợp nhất là đất trung tính có độ pH từ 6.0-7.2, đất giàu
mùn và chất dinh dưỡng (Đỗ Thị Ren, 2003).

2.1.3. Nhu cầu dinh dưỡng của cây bắp
Bắp là cây phàm ăn, muốn đạt năng suất cao phải trồng bắp trên các loại đất giàu
dinh dưỡng. Nếu đất trồng thiếu chất dinh dưỡng phải tiến hành bón phân bổ sung để
cây phát triển tốt, đạt năng suất cao. Một vụ bắp muốn đạt năng suất 9,5 tấn hạt/ha cần
lấy từ 191kg N, 89kg P
2
O
5
, 235kg K
2
O (Đỗ Thị Ren, 2003).
Lượng chất dinh dưỡng cây bắp thu hút gia tăng dần theo thời gian sinh trưởng.
Trong giai đoạn cây con (2-3 tuần sau khi gieo) cây sinh trưởng chậm, lượng dinh
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 4
dưỡng cây hút ít. Sau đó lượng hút chất dinh dưỡng tăng lên rất nhanh do cây tăng
trưởng mạnh, kéo theo sự tích lũy chất khô tăng (Đỗ Thị Ren, 2003).
Bảng 1. Nhu cầu dinh dưỡng của cây bắp theo tuổi cây (năng suất 11,80 T/ha)
Tuổi cây (ngày) dinh dưỡng cây hút (kg/ha/ngày)
N P
2
O
5
K
2
O
20-30 1.7 0.39 1.7
30-40 6.7 1.55 9.95
40-50 8.3 2.32 11.56
50-60 5.3 2.06 4.42

(IFA trích dẫn từ Spies, 1973)
2.1.4. Vai trò của bắp
a. Bắp làm cây lương thực cho con người:
Bắp là cây lương thực nuôi sống gần 1/3 số dân trên toàn thế giới.
( 20/10/2013). Toàn thế giới sử dụng
21% sản lượng bắp làm lương thực. Chất dinh dưỡng trong bắp phong phú hơn lúa mì
và gạo.

Thành phần hóa học Gạo trắng Ngô Vàng
Tinh bột (gr.) 65,0 68,2
Chất đạm (gr.) 8,0 9,6
Chất béo (gr.) 2,5 5,2
Vitamin A (mg) 0 0,03
Vitamin B
1
(mg)

0,2 0,28
Vitamin B
2
(mg)

0 0,08
Vitamin C (mg) 0 7,7
Năng lượng (calo) 340 350

( />ASH2be1.dir/5.PDF, 19/10/2013)
Bảng 2. Thành phần của hạt bắp (ngô) so với gạo (100g)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 5

b. Bắp làm thức ăn gia súc: bắp là cây thức ăn gia súc quan trọng nhất hiện nay. Hầu
như 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ bắp. Ngoài cung cấp chất tinh, cây bắp
còn là thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc đặc biệt là bò sữa.
c. Bắp cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp: ngoài cung cấp nguyên liệu chính
cho các nhà máy thức ăn gia súc tổng hợp, bắp còn là nguyên liệu cho các nhà máy sản
xuất rượu cồn, tinh bột, dầu,bánh kẹo,…
( />5.PDF, 08/11/2013)
d. Bắp ngăn ngừa và cải thiện bệnh: bắp được xem là một loại ngũ cốc vàng vì
không những nó đáp ứng cho nhu cầu thực phẩm chính của con người từ thuở sơ khai
mà còn là một nguồn dinh dưỡng tiềm năng góp phần:
Chống ung thư: trong hạt bắp có chứa rất nhiều chất beta-cryptoxanthin, một loại
carotenoid có tác dụng chống oxy hóa, giúp ngăn ngừa ung thư phổi hiệu quả. Bên
cạnh bắp còn giúp giảm được đáng kể nguy cơ ung thư vú ở phụ nữ.
Tăng cường sức khỏe hệ tiêu hóa: bắp giàu chất xơ, chất xơ này hỗ trợ sự phát
triển của vi khuẩn có lợi trong ruột già và ngược lại vi khuẩn giúp biến đổi chất xơ
thành chuỗi acid béo ngắn. Chuỗi acid béo có thể cung cấp năng lượng cho các tế bào
ruột, từ đó giàm các nguy cơ mắc các vấn đề về ruột, kể cả ung thư ruột kết.
Tốt cho người tiểu đường: bắp nằm trong số những nguồn carbohydrate được
khuyên dung cho các bệnh nhân tiểu đường. Chỉ số đường huyết thấp và tỉ lệ chất xơ
cao của bắp cao giúp tăng cường cảm giác no đồng thời làm chậm hấp thu và chuyển
hóa đường.
Bảo vệ tim: bắp là thực phẩm có chứa nhiều chất xơ hòa tan và không hòa tan.
Các chất xơ hòa tan lien kết với cholesterol trong mật được bài tiết từ gan, sau đó lan
truyền đi khắp nơi cơ thể để tiếp tục hấp thu cholesterol có hại. Ngoài ra lượng vitamin
B trong bắp cũng giúp làm giảm homocysteine. Chúng ta biết rằng, nếu homocysteine
tăng cao có thể phá hủy các mao mạch, từ đó dẫn đến nhồi máu cơ tim, đột quỵ
Tốt cho phụ nữ mang thai: Folate là chất giúp ngăn chặn nguy cơ bị sảy thai và
thai nhi bị dị tật. Trong khi đó, bắp lại rất giàu folate, giúp cơ thể thai nhi tổng hợp tế
bào mới và khỏe mạnh.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 6
( />voi-cua-bap-ngo.html, 20/10/2013)
2.2. Sơ lược về đất xám
Đất xám bạc màu thường phân bố ở địa hình cao, thành phần cơ giới nhẹ rất
thuận lợi cho quá trình rửa trôi và khoáng hóa. Do bị rửa trôi đất có hàm lượng mùn
rất ít, nên đất có màu trắng, trắng xám, chua và nghèo các chất dinh dưỡng. Nhóm đất
xám bạc màu có các loại: Đất xám bạc màu trên phù sa cổ, đất xám bạc màu glây trên
phù sa cổ và đất xám bạc màu phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá macma axit
và đá cát.
Đất xám bạc màu trên phù sa cổ: Được phân bố ở những thềm phù sa cũ cao
chừng 15-20 m, địa hình bằng phẳng hoặc bậc thang, quanh năm không nghập nước.
Thành phần cơ giới từ trên mặt xuống sâu đều nhẹ, thịt nhẹ, cát pha đến cát. Đất có độ
phì tự nhiên không cao: hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng trong đất thấp đặc biệt là
nguyên tố kali, chất hữu cơ đã nghèo lại có tốc độ khoáng hóa nhanh, dung tích hấp
thu thấp, độ bão hòa bazơ thường nhỏ hơn 50% dẫn đến khả năng điều hòa dinh dưỡng
rất hạn chế. Tuy đất có độ phì tự nhiên thấp, nhưng lại có độ phì nhiêu thực tế cao nếu
biết áp dụng các tiến bộ kỹ thuật. Đất xám bạc màu có nhiều nhược điểm nhưng đất
xám bạc màu vẫn là loại đất quý vì: có địa hình bằng phẳng không bị úng, đất thoát
nước tốt, đở tốn công làm đất, có nguồn nước ngầm tốt lại ở nông nên có thể khai thác
để tưới. Đất bạc màu rất thích hợp với hoa màu trồng cạn nhiều cây công nghiệp quý,
cây ăn quả và đặc biệt là bắp.
Đất xám bạc màu glây trên phù sa cổ: Loại đất này có nguồn gốc phát sinh
giống loại trên nhưng ở địa hình thấp hơn, thường ngập nước vào mùa mưa. Chế độ
canh tác điển hình là một vụ lúa-một vụ màu. Lớp đất mặt thường là thịt nhẹ, màu
xanh trắng. Tầng đế cày hơi chặt và bắt đầu có glây. So với đất xám bạc màu trên phù
sa cổ, đất này có hàm lượng mùn cao hơn, các dưỡng chất cũng khá hơn.
Đất xám bạc màu phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá macma axit và
đá cát: Đất chua, nghèo dinh dưỡng và dễ bị khô hạn. Ngoại trừ một ít đất có thể dùng
sản xuất nông nghiệp ở vùng thềm thấp, còn ở địa hình cao hơn nên để phát triển lâm
nghiệp.

( />m.php, 15/09/2013).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 7
2.3. Vi khuẩn nội sinh
2.3.1. Sơ lược về vi khuẩn nội sinh
Vi khuẩn nội sinh được xác định là vi khuẩn phát hiện bên trong các cây đã khử
trùng bề mặt hoặc từ dịch trích bên trong của các cây và không có tác động có hại trên
các cây (Mano và Morisaki, 2008). Vi khuẩn nội sinh phổ biến hầu như ở tất cả các
cây trên trái đất, chúng được tìm thấy trong rễ, thân lá, hạt, trái,…Hầu hết ở cây, rễ có
số lượng vi khuẩn nội sinh nhiều hơn so với các mô ở bên trên mặt đất. Vi khuẩn nội
sinh trong một cây chủ không bị hạn chế một loài mà bao gồm nhiều loài (Rosenblueth
et al., 2006). Vi khuẩn nội sinh từ vùng rễ và vào cây thông qua khí khổng,bì khổng và
các vết thương, các vùng xuất hiện rễ bên và rễ mầm. Tuy nhiên, vi khuẩn nội sinh
xâm nhập chủ yếu thông qua vết thương xảy ra một cách tự nhiên ở các điểm xuất hiện
của rễ bên và ở các chóp rễ là kết quả của sự phát triển của cây. Vi khuẩn nội sinh
được phát hiện là có ích trên cây chủ như thúc đẩy tăng trưởng thực vật, tăng chống
chịu bệnh cũng như là cung cấp khả năng cố định nitơ đối với cây chủ (Mano và
Morisaki, 2008).
2.3.2. Nguồn gốc của vi khuẩn nội sinh
Qua những kết quả nghiên thu được từ rễ thân, lá, hạt rễ, Mano và Morisaki
(2008) cho rằng nguồn của vi khuẩn nội sinh phải là đất vùng rễ.
Các quần thể vi sinh vật đất và các cộng đồng liên quan với rễ của các cây thì bị
ảnh hưởng bởi loại đất và cây (Latour et al., 1996). Sự ảnh hưởng này thì quan trọng
hơn ở vùng có sự tương tác cao của rễ cây và các vi sinh vật đất hay còn gọi là vùng rễ
(Elmerich và Newton, 2007). Một vùng hẹp của đất bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của
các rễ cây thì được xác định là vùng rễ (Hrynkiewicz và Baum, 2011). Vùng rễ có thể
mở rộng hơn 5 mm từ rễ và được so sánh như là một ốc đảo trong sa mạc, vì vậy vùng
rễ là nơi hoạt động của vi sinh vật tăng. Vùng rễ là môi trường với sự đa dạng vi sinh
vật cao gây ra bởi các rễ tiết các hợp chất hữu cơ như amino acid, vitamin,
phosphatid, có nguồn gốc từ sự quang hợp và các quá trình khác của cây (Sylvia et al.

2005). Các vi khuẩn thường hiện diện trong vùng rễ thuộc nhiều chi khác nhau bao
gồm Azospirillum, Burkholderia, Azotobacter, Pseudomonas, Bacillus, nhờ vào sự đa
dạng vi sinh vật cao nên vùng rễ là nguồn quan trọng của vi khuẩn nội sinh (Hillel và
Elsevier, 2005).

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 8
2.3.3. Một số nhóm vi khuẩn nội sinh
a. Vi khuẩn Azospirillum
Năm 1923 Beijerinck phân lập được nhóm vi khuẩn giống như xoắn khuẩn
(Azospirillum lipoferum). Sau đó được khám phá lại bởi Becking năm 1963 và nhóm
của của Döbereiner năm 1970 (Von Bülow và Döbereiner 1975). Cuối cùng các vi
khuẩn này được phân lại là Azospirillum, được mô tả bởi Tarrand et al. (1978). Những
vi khuẩn thuộc giống Azospirillum là những vi sinh vật cố định đạm sống tự do hoặc
kết hợp với rễ của các cây lúa, lúa mì, sorgum, bắp và một số loài không thuộc cỏ
(gramineous). Azospirillum thuộc lớp Alphaproteobacteria và đến năm 2012 có 15 loài
đã được tìm thấy (Nguyễn Hữu Hiệp, 2013).
Vi khuẩn Azospirillum là vi khuẩn gram âm, hiếu khí và kị khí nhưng thích hợp
nhất ở điều kiện vi hiếu khí, hình dấu phẩy (vibrioid) hoặc hình chữ s (xoắn khuẩn),
chứa các hạt PHA (polyhydroxyalkanoate). Trong môi trường lỏng vi khuẩn này
chuyển động nhờ vào một chùm chiên mao ở đầu (polar flagellum). Ở một số loài (A.
brasilense, A. lipoferum, A. amazonense) trong môi trường đặc ở nhiệt độ ấm di
chuyển nhờ vào các chiên mao bên (lateral flagellation) (Franche et al., 2008).
Vi khuẩn Azospirillum phát triển tốt trên muối của những acid hữu cơ như malte,
succinate, lactate hoặc pyruvate. Fructose và những đường đôi khác cũng có thể được
vi khuẩn sử dụng như là nguồn carbon, vi khuẩn không sử dụng đường đơn. Một số
dòng Azospirillum lipoferum cần biotin cho sự phát triển của chúng (Nguyễn Hữu
Hiệp, 2012).
Azospirillum giúp tăng năng suất lúa từ 32-81% ở điều kiện nhà lưới (Mirza và
ctv, 2000; Malik và cộng tác viên 2002). Nhưng ở điều kiện ngoài đồng vi khuẩn này

chỉ làm tăng năng suất từ 10-30%. Ngoài ra Azospirillum thể tiết ra những kích thích tố
tăng trưởng như IAA (Indole-3-acetic acid), IBA (Indole-3-butyric acid), ABA
(abscisic acid) và cytokynins. Những kích thích tố tăng trưởng đó làm tăng chiều dài
rễ, thể tích rễ và số lượng rễ. Từ đó, chúng làm tăng khả năng hấp thụ khoáng chất và
nước, nhờ đó tăng khả năng sinh trưởng và phát triển cũng như tăng năng suất cây
trồng.


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 9
b. Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus








Hình 1. Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus dưới kính hiển vi
(nguồn: , 4.4.2014).
Gluconacetobacter diazotrophicus được phát hiện lần đầu tiên bởi Cavalcante và
Dobereiner (1988), lúc đầu được gọi là Saccharobacter nitrocaptans sau đó được đặt
tên lại là Acetobacter diazotrophicus (Gillis et al., 1988), và cuối cùng có tên
Gluconacetobacter diazotrophicus nhờ vào việc phân tích trình tự 16S rRNA (Yamada
et al., 1997).
Gluconacetobacter diazotrophicus là vi khuẩn vi hiếu khí bắt buộc, gram âm, tế
bào hình que thẳng và chịu được acid (Cavalcante và Dobereiner, 1988; Gillis et al.,
1988). Nồng độ sucrose cao (10%) là nguồn carbon tốt nhất cho sự phát triển của vi
khuẩn, glucose, fructose và galactose cũng có thể được sử dụng (Cavalcante và

Dobereiner, 1988). Tuy nhiên vi khuẩn không thể vận chuyển hoặc hấp thu sucrose mà
nhờ vào enzyme ngoại bào levansucrase để thủy phân sucrose thành glucose và
fructose (Martinez-Fleites et al., 2005; Hernandez et al., 1995). Loại enzyme này là rất
quan trọng cho sự tồn tại của vi khuẩn, và có thể chiếm hơn 70% của tất cả các protein
tiết ra bởi các chủng đặc biệt của G. diazotrophicus (Hernandez et al., 1995). Nhờ vào
enzyme ngoại bào levansucrase mà G. diazotrophicus có thể tồn tại và phát triển ở
nồng độ đường 30% (Eskin, 2012).
Nhờ vào khả năng nội cộng sinh cố định đạm mà không gây hại cho cây, lại sản
xuất hormone thực vật (auxin, gibberellin), có thể
hòa tan Zn, phosphorus nên
G. diazotrophicus là một loài vi khuẩn đầy hứa hẹn, với khả năng cung cấp gần một
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 10

nửa N cố định được ở dạng hữu ích cho cây. Thực nghiệm ngoài đồng cho thấy lượng
N mà G. diazotrophicus tạo ra bằng với đố chứng có bón 275 kg N/ha.
c. Vi khuẩn Burkholderia
Vi khuẩn Burkholderia thuộc vi khuẩn gram âm, có dạng hình que, đường kính
khoảng 1µm, chúng có thể di chuyển nhờ các chiên mao ở đầu (Jesús et al.,2004). VI
khuẩn Burkholderia sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện kỵ khí hoặc hiếu khí,
nhưng môi trường ít oxy thì phát triển tốt nhất, chúng phát triển sâu trong môi trường
nuôi cấy từ 1-4mm (Paulina,2001). Trong môi trường nuôi cấy chúng tạo thành các
khuẩn lạc màu trắng hoặc hơi vàng, đường kính khoảng 2-4mm, tròn phẳng hoặc lài
(Jesús et al.,2004).
Vi khuẩn Burkholderia sống cộng sinh với nhiều loại cây trồng và có khả năng
cố định đạm, kích thích sự tăng trưởng của cây, hiện diện trong vùng rễ và rễ của
nhiều loại cây như: bắp, mía, cà phê, lúa (Scarpell et al.,2004; Chen et al., 2006). Hiện
nay người ta tìm được khoảng hơn 40 loài Burkholderia (Martinez-Aguilar et al.,
2008) bao gồm vi khuẩn cố định đạm trong đất, trong rễ cây, đẩy mạnh các giai đoạn
phát triển của cây (Coenye and Vadnamme, 2003; Osulliva and Mahenthiralingam,

2005).
Vi khuẩn Burkholderia sống cộng sinh với cây trồng và có khả năng cố định
đạm, kích thích sự tăng trưởng của cây, hiện diện trong vùng rễ của nhiều loại cây
trồng như bắp, lúa mì, cà phê, lúa. Nhiều nghiên cứu cho thấy Burkholderia cepacia
cộng sinh ở rễ bắp trồng ở Châu Âu, rễ lúa và đậu trồng ở Úc giúp tăng năng suất, tăng
khả năng kháng bệnh, giảm lượng thuốc trừ sâu sử dụng. Thí nghiệm ngoài đồng cho
thấy loài Burkholderia vietnamensis sau 14 ngày chủng giúp tăng khả năng đâm chồi
33%, số lượng rễ tăng 57%, bề mặt lá tăng 30%, năng suất lúa tăng từ 13-22%. Thí
nghiệm cũng cho thấy chủng Burkholderia vietnamensis và lúa ngoài đồng bón phân
đạm 25-30kg N/ha thì năng suất tương đương nhau.





Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 11

d. Vi khuẩn Azotobacter
Vi khuẩn Azotobacter có hình que, hiếu khí, di động nhờ chiên mao. Vi khuẩn
này có tính mẫn cảm cao với pH, nồng độ phosphate cao và với nhiệt độ trên 35
o
C.
Các giống vi khuẩn Azotobacter ở môi trường biển hay các giống chịu được mặn rất
hiếm. Các tế bào Azotobacter già gồm các thể bào xác có hình thái rõ rệt. Các thể bào
xác có thể tạo ra bằng cách nuôi trong môi trường có thêm một hóa chất như n-
butanol. Các bào xác có đặc tính hơi chống chịu lại với các điều kiện khó khăn của
môi trường như nhiệt độ, sự khô khan (Nguyễn Hữu Hiệp, 2012)
e. Vi khuẩn Azoarcus
Vi khuẩn Azoarcus là vi khuẩn gram âm, hầu hết các giống Azoarcus được phân

lập từ cỏ Kallar (Reinhold-Hurek et al.,1993; Hurek et al., 1995), loài cỏ này mọc ở
ven bờ biển Pakistan. Vi khuẩn Azoarcus có trong rễ, bề mặt rễ (Reihold-Hurek et
al.,1993). Năm 1987 Bilal và Malik đã phân lập được một loài vi khuẩn Azoarcus có
trong rễ cỏ Kallar. Khi khai phá những vùng có cỏ Kallar phát triển tốt để trồn lúa mì
người ta thấy lúa mì được trồng ở những nơi đó có năng suất cao mà không cần thiết
bón nhiều phân hóa học (Malik et al., 1980). Vi khuẩn này còn được phân lập từ rễ lúa,
kích thích sự sinh trưởng của lúa. Ở những nơi trong vùng rễ có lượng oxy thấp vi
khuẩn này vẫn thể hiện khả năng cố định đạm tốt (Hurek et al., 1995).
f. Vi khuẩn Herbaspirillum
Herbaspirillum là một nhóm beta – proteobacteria, là những vi khuẩn gram âm,
hình que, sinh trưởng tốt trong môi trường có dicarboxylic và tổng hợp N trong
khoảng pH biến thiên từ 5,3 – 8. Trong môi trường bán đặc vi khuẩn Herbaspirillum
tạo thành một lớp màng mỏng, trắng, mịn.
Những vi khuẩn này là những thể cộng sinh có khả năng cố định đạm trong mô
của các cây như: lúa, bắp, mía, sorgum, chuối và khóm. Cây cộng sinh với
Herbaspirillum spp. có thể tăng trưởng và cho năng suất cao. Ngoài khả năng cố định
đạm, chúng còn có khả năng tạo ra những sản phẩm như auxins và gibberillins rất tốt
cho sự tăng trưởng của cây. Khi thử nghiệm chủng giống Herbaspirillum để xem ảnh
hưởng của nó trên lúa thì cho thấy giống vi khuẩn này giúp tăng năng suất tương
đương với việc bón 40 kg N/ha.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 12

Herbaspirillum seropediace là vi khuẩn tổng hợp đạm cộng sinh với rễ của cây
lúa, bắp và sorgum. Ngoài ra, vi khuẩn Herbaspirillum seropediace còn chịu được
nồng độ đường cao và có thể phát triển ở nồng độ sucrose cao 10%, mặc dù nguồn
carbon này ít khi được sử dụng bởi Herbaspirillum spp. Loài vi khuẩn Herbaspirillum
seropediace có thể tổng hợp 31 – 54% đạm cho cây trồng trong điều kiện phòng thí
nghiệm. Khi nhiễm loại vi khuẩn này vào cây trồng trên những cánh đồng mang lại
nhiều hiệu quả như: giúp cho chồi, thân và rễ dài hơn, tăng năng suất và trọng lượng

hạt.
g. Vi khuẩn Pseudomonas sp
Vi khuẩn Pseudomonas sp thường là vi khuẩn gram âm hình que, có chiên mao ở
cực, có khả năng di chuyển tốt trong nước, không có khả năng tạo bào tử.
Pseudomonas là vi khuẩn sống tự do, chúng hiện diện khắp nơi trong đất, trong nước,
thực vật, động vật, cơ thể người, một số làm hư hỏng thực phẩm. Chúng có khả năng
hô hấp hiếu khí hay kỵ khí trong môi trường không có oxy
Nhiệt độ thuận lợi để chúng phát triển là 30-37
o
C. Tuy nhiên một số chủng
Pseudomonas lại có thể sống ở 40
o
C. Pseudomonas có thể được nuôi trong môi trường
đơn giản và pH trung tính. Một vài chủng có thể tạo huỳnh quang dưới ánh sáng tia
cực tím ở bước sóng 254 nm.
Các thuộc tính của vi khuẩn Pseudomonas:
Tổng hợp kích thích tố tăng trưởng thực vật như ở một số loài:
Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas syringae auxin,
cytokinin, kích thích sự phát triển của bộ rễ cây làm tăng khả năng hấp thu chất dinh
dưỡng trong đất (Favilli et al., 1998).
Hòa tan lân ở dạng khó tan thành dạng dễ tan giúp cây trồng dễ hấp thụ như:
Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Pseudomonas chlororaphis.
2.3.4. Một số đặc tính của vi khuẩn nội sinh
a. Cố định đạm
Đạm là một trong những chất dinh dưỡng cần thiết cho sự tổng hợp tế bào của
các enzyme, protein, chlorophyll, DNA và RNA. Vì thế đạm có vai trò quan trọng
trong sự sinh trưởng và phát triển của cây (Hayat et al., 2010). Cây chỉ có thể đồng hóa
đạm, bao gồm ammonium, nitrate và các hợp chất hữu cơ , được cung cấp chủ yếu từ
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 13

phân bón hóa học, tuy nhiên khoảng 65% lượng đạm bị đánh mất từ hệ thống đất, thực
vật thông qua sự phát thải khí, dòng chảy, xói mòn đất và sự rửa trôi (Bhattacharjee et
al., 2008) Trong khi đó lượng đạm trong không khí có khoảng 78% tồn tại ở dạng N
2
,
cây không thể đồng hóa một cách trực tiếp mà phải nhờ vào quá trình cố định đạm
sinh học (Claudine Franche, 2008).
Cố định đạm sinh học là một quá trình được thực hiện bởi vi khuẩn, trong đó nitơ
phân tử được biến đổi thành dạng nguyên tử sau đó thành dạng đạm vô cơ ammonia,
tiếp đó vi khuẩn sẽ chuyển hóa tiếp một phần thành dạng hữu cơ acid amin cho bản
thân vi khuẩn (Cao Ngọc Điệp, 2011). Quá trình cố định đạm sinh học xảy ra nhờ
enzyme nitrogenase (nhạy cảm với O
2
) hiện diện trong vi khuẩn xúc tác cho phản ứng:
N
2
+ 8H
+

+ 8e
-

nitrogenase
2NH
3
+ H
2
+ 16 ADP + 16 Pi
Enzyme này có cấu tạo bởi 2 protein: 1 protein sắt và 1 protein Mo-Fe

(Bhattacharjee et al., 2008).

b. Hòa tan Lân
P là một trong những dưỡng chất rất cần thiết cho sự sống và phát triển của sinh
vật. P đóng một vai trò quan trọng trong sự chuyển hóa vật chất và năng lượng từ đó
quy định chiều hướng, cường độ các quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật và
cuối cùng là năng suất cây (Nguyễn Hữu Hiệp, 2012). Trong đất P tồn tại dưới hai
dạng là P vô cơ như tricalcium phosphate, dicalcium phosphate, hydroxyapatite và P
hữu cơ . Mặc dù trong đất thường chứa một lượng lớn P tổng (hiện diện ở mức 400-
1200 mg/kg đất), nhưng hầu hết các P này ở dưới dạng không hòa tan như là iron và
aluminum phosphates trong các đất acid và calcium phosphates trong các đất kiềm.
Trong khi đó cây chỉ hấp thu một vài dang P nhưng chủ yếu là ở dạng hòa tan như
HPO
4
2-
, H
2
PO
4
-
(hiện diện trong đất rất thấp, thường ở mức 1ppm hoặc ít hơn
(Hariprasad and Niranjana, 2008; Hayat, 2010). Chính vì vậy, các dạng P không hòa
tan phải được chuyển đổi thành dạng hòa tan thì cây mới hấp thu được. Một số vi
khuẩn trong đất có khả năng hòa tan lân dạng khó tan thành dạng hòa tan. Các vi
khuẩn này hòa tan lân theo hai cơ chế:
- Hòa tan P vô cơ: vi khuẩn tạo ra các acid hữu cơ như citrate, lactate, succinate,
gluconic acid và 2-ketogluconic acid để hòa tan các hợp chất P. Trong đó gluconic
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 14

acid 2-ketogluconic acid thường xuyên hiện diện và có vai trò quan trọng nhất. Trong
khi đó các acid hữu cơ tiết ra bởi các rễ cây có ảnh hưởng đến sự hòa tan P lớn hơn các
acid hữu cơ từ vi khuẩn (Jones,1998). Tuy nhiên các vi khuẩn này sử dụng các acid
hữu cơ tiết ra từ rễ cây vì thế có thể gián tiếp ức chế sự hòa tan P và các nguyên tố bất
định khác như Fe và Mn (Mukerji et al., 2006)
- Hòa tan P hữu cơ: cơ chế của sự hòa tan là nhờ vào các phosphatases (hay
phosphohydrolases) do vi khuẩn tiết ra. Các phosphohydrolases là nhóm acid hoặc
bazơ. Bởi vì hầu hết các loại đất có pH từ acid đến trung tính nên các
phosphohydrolases acid có vai trò quan trọng. Không giống với phosphohydrolases
bazơ, các phosphohydrolases acid thể hiện hoạt tính xúc tác đặc trưng ở giá trị pH
acid đến trung tính. Các enzyme này thủy giải các liên kết phosphoester hoặc
phosphoanhydride (Rodríguez, 1999 và Stefan et al.,2012) .
Các P dạng khó tan sau khi được vi khuẩn phân giải chúng trở nên có giá trị cho
cây, cây có thể hấp thu chúng.
c. Tổng hợp IAA
Indole-3-acetic acid (IAA) hay còn gọi là auxin, là chất điều hòa chủ yếu của sự
sinh trưởng thực vật. IAA chi phối sự phân chia tế bào, sự giãn dài của tế bào, phân
hóa sinh mô, phát triển trái và hạt, chi phối giai đoạn đầu sự phát triển của cây trồng.
Tác động của auxin phụ thuộc vào dạng tế bào, ở các nồng độ như nhau IAA kích
thích đồng thời sự giãn dài trục lá mầm, ngăn cản sự sinh trưởng của rễ chính, kích
thích sự khởi đầu của rễ bên và sự thành lập lông rễ (Theologis và Ray, 1982; Gray et
al., 2001).
Theo Sergeeva et al. (2007), các nhóm vi khuẩn khác nhau kể cả vi khuẩn đất, vi
khuẩn nội sinh và một số Cyanobacteria đã được phát hiện có khả năng sinh tổng hợp
indole-3-acid-acetic từ tiền chất L-tryptophan (Trp). Ngoại trừ một số loài của những
nhóm này như Psedomonas savastanoi và Agrobacterium tumefaciens có liên quan
đến bệnh thực vật, ở các loài còn lại thì kích thích sự sinh trưởng của thực vật (Patten
và Glick, 1996).
Có 3 lộ trình tiêu biểu nhất cho sự biến đổi của L-tryptophan thành IAA đã được
Koga et al. (1991) Mô tả chi tiết như sau:

-Lộ trình indole-3-pyruvic acid
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 15

Tryptophan indole-3-pyruvic acid indole-3-acetaldehyde IAA
-Lộ trình tryptamine
Tryptophan tryptamine indole-3-acetaldehype IAA
-Lộ trình indole-3-acetamide
Tryptophan indole-3-acetamide IAA
Trong đó lộ trình indole-3-pyruvic acid là lộ trình chủ yếu để tổng hợp IAA từ
tryptophan của vi khuẩn.
Tuy nhiên, trong nhóm vi khuẩn Pseudomonas còn có cơ chế tổng hợp IAA không
sử dụng tiền chất tryptophan. Trong đó chất indole-3-glycerol phosphate chuyển sang
acid indole-3-pyruvic không chuyển qua tryptophan, từ đây tiền chất này chuyển sang
chất indole-3-acetaldehyde rồi chuyển sang IAA

2.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy nhiều giống vi khuẩn nội sinh
Azoarcus, Enterobacter, Rhizobium, Agrobacterium, Bacillus, Pseudomonas,
Clavibacter, Bradyrhizobium, Azopirillum, Gluconacetobacter, Cellulomonas,
Klebsiella, Corynebacterium, Burkholderia, Herbaspirillum… được nhận diện từ
các cây lương thực khác nhau như cây hoa màu, cây họ đậu và cây cỏ… Berg et
al., (1980) đã nghiên cứu đặc tính sinh học của Azospirillum cộng sinh ở mía làm tăng
cường hoạt tính của enzim nitrogenase từ đó làm tăng lượng đạm tổng hợp cho cây.
Ở Thụy Điển, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy vi khuẩn nội sinh ở vùng rễ của
các loài ngũ cốc và cỏ chăn nuôi như Enterobacter và Bacillus (Lindberg và
Granhall, 1984).
Ở Nhật, nhiều nhà nghiên cứu đã xác định được các vi khuẩn Herbaspirillum có
khả năng cố định đạm ở các loài lúa hoang (Elbeltagy et al., 2001).
Ở Mỹ, mất hơn 6 năm nghiên cứu ở 4 loài cây nông nghiệp (bắp, lúa miếng, đậu

tương, lúa mì) và 27 loài cỏ tự nhiên khác đã xác định được giống vi khuẩn
Corynebacterium, Agrobacterium, Clavibacter, Bacillus, Pseudomonas, Erwinia,
Escherichia, Klebsella, Microbacterium, Microbacterium, Micrococus, Rothia,
Xanthomonas… (Zinniel et al., 2002). Trong đó số vi khuẩn Gram dương xấp xỉ
bằng số vi khuẩn Gram âm.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36 - 2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học 16

Ở Ấn Độ, khi nghiên cứu 4 loài lúa trồng khác nhau đã xác định được vi khuẩn
nội sinh Glucoacenobacter diazotrophicus cũng có khả năng cố định đạm nhờ gen nif
(Muthukumarasamy et al., 2004).
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu các vi khuẩn nội sinh có khả năng cố định đạm, hoà
tan lân, tổng hợp kích thích tố IAA trên cây nông nghiệp đã được tiến hành khá nhiều
trong những năm gần đây. Tại Viện nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học-Đại
học Cần Thơ Cao Ngọc Điệp (2005) đã phân lập và nhận diện các dòng
Azospirillum bằng kỹ thuật PCR từ rễ, thân, lúa hoang, lúa trồng và một số loại cỏ ở
ruộng lúa, ảnh hưởng của vi khuẩn nốt rễ (Sinorhizobium fredii) và vi khuẩn
Pseudomonas sp trên cây đậu nành đã làm gia tăng số trái và giảm trái lép trên cây.