khảo sát ảnh hưởng của hai dòng vi khuẩn bacillus megateriumtv2b7 và stenotrophomonas maltophiliaam3 phân lập từ đất vùng rễ lúa đối với giống lúa om 9921 trồng ở điều kiện ngoài đồng

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

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HAI DÒNG VI KHUẨN
Bacillus megaterium-TV2B7 VÀ Stenotrophomonas maltophilia-AM3
PHÂN LẬP TỪ ĐẤT VÙNG RỄ LÚA ĐỐI VỚI GIỐNG LÚA
OM 9921 TRỒNG Ở ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
ThS. NGUYỄN THỊ PHA

SINH VIÊN THỰC HIỆN
NGUYỄN TẤN LẬP
MSSV: 3113722
LỚP: VSV K37 (DA11Y3A1)

Cần Thơ, tháng 12/2014


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

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HAI DÒNG VI KHUẨN

Bacillus megaterium-TV2B7 VÀ Stenotrophomonas maltophilia-AM3
PHÂN LẬP TỪ ĐẤT VÙNG RỄ LÚA ĐỐI VỚI GIỐNG LÚA
OM 9921 TRỒNG Ở ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
ThS. NGUYỄN THỊ PHA

SINH VIÊN THỰC HIỆN
NGUYỄN TẤN LẬP
MSSV: 3113722
LỚP: VSV K37 (DA11Y3A1)

Cần Thơ, tháng 12/2014


PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(ký tên)

SINH VIÊN THỰC HIỆN
(ký tên)

ThS. Nguyễn Thị Pha

Nguyễn Tấn Lập

XÉT DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………….......................
...........................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2014

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(ký tên)


LỜI CẢM TẠ
Trên thực tế, không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ,
giúp đỡ dù nhiều hay ít, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian
từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường Đại học đến nay, tôi đã nhận được rất nhiều sự
quan tâm và giúp đỡ từ gia đình, thầy cô và bạn bè.
Tôi xin gởi lời cảm ơn đến:
Thạc sĩ Nguyễn Thị Pha đã tận tình hướng dẫn và dành nhiều thời gian quý báu
truyền đạt kiến thức chuyên môn cũng như thực nghiệm để giúp tôi hoàn thành luận
văn này.
Ban lãnh đạo Viện nghiên cứu và phát triển Công nghệ Sinh học, trường Đại học
Cần Thơ.
Cô Nguyễn Thị Liên, Thạc sĩ Trần Thị Xuân Mai cán bộ phòng thí nghiệm Công
nghệ Gen thực vật đã hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian tôi
làm thí nghiệm thực hiện luận văn.

Các bạn sinh viên lớp Vi sinh vật khóa 37 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian qua.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến cha mẹ đã luôn tạo mọi
điều kiện thuận lợi về vật chất và tinh thần để tôi hoàn thành tốt công việc học tập của
mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn!


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

TÓM LƯỢC
Hai dòng vi khuẩn cố định đạm được tuyển chọn sau khi được phân lập từ đất
vùng rễ lúa nhiễm mặn thuộc Tiểu Cần, Trà Vinh (Bacillus megaterium-TV2B7) và An
Minh, Kiên Giang (Stenotrophomonas maltophilia-AM3) được sử dụng để đánh giá
khả năng cung cấp đạm cho giống lúa OM 9921 trong điều kiện ngoài đồng ruộng.
Thí nghiệm được bố trí theo khối đầy đủ hoàn toàn ngẫu nhiên, 4 lần lặp lại với 2
nhân tố là 5 mức phân đạm (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) kết hợp với chủng 2 dòng vi
khuẩn trên và đối chứng không chủng vi khuẩn.Về các chỉ tiêu sinh trưởng, khả năng
cố định đạm của 2 dòng vi khuẩn đều không làm tăng chiều cao cây và chiều dài bông
nhưng có tác dụng làm tăng khối lượng rơm khô khi thu hoạch. Khối lượng rơm khô
trung bình qua các mức phân đạm có chủng dòng vi khuẩn TV2B7 (21,6 g/bụi) và
AM3 (21,2 g/bụi) cao hơn và khác biệt có ý nghĩa với không chủng vi khuẩn (17,5
g/bụi). Về các chỉ tiêu năng suất, ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn qua các mức đạm
không đủ tạo sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về tỷ lệ lép và khối lượng 1.000 hạt. Bón
75% N cho số bông trên mét vuông cao nhất (338,3 bông) và cho năng suất cao nhất
(5,6 T/ha) trong khi bón 100% N cho số hạt chắc trên bông cao nhất (55,5 hạt). Chủng
dòng TV2B7 cho số bông trên mét vuông cao nhất (324,6 bông), cho số hạt chắc trên
bông cao nhất (80,6 hạt) và cho năng suất cao nhất (5,31 tấn/ha). Khả năng cố định

đạm của dòng TV2B7 thúc đẩy sự sinh trưởng và tăng năng suất trên giống lúa
OM 9921 tốt hơn hẳn dòng AM3. Từ mức đạm 50% kết hợp với chủng dòng TV2B7 trở
lên có thể thay thế mức phân đạm 100% không chủng vi khuẩn nhưng vẫn đảm bảo
năng suất.
Từ khóa: Giống lúa OM 9921, khối lượng rơm khô, vi khuẩn cố định đạm.

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

i

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

MỤC LỤC
PHẦN KÝ DUYỆT
LỜI CẢM TẠ
TÓM LƯỢC.....................................................................................................................i
MỤC LỤC...................................................................................................................... ii
DANH SÁCH BẢNG .....................................................................................................iv
DANH SÁCH HÌNH.......................................................................................................v
CÁC TỪ VIẾT TẮT.......................................................................................................v
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 lúa........................................................................................3

2.1.1. Phân loại khoa học ....................................................................................3
2.1.2. Đặc điểm sinh học......................................................................................3
2.1.3. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa ...............................5
2.2. Giống lúa OM 9921 ..........................................................................................8
2.3. Đất mặn.............................................................................................................9
2.4.1. Tổng quan..................................................................................................9
2.4.2. Ảnh hưởng của đất mặn đến sự sinh trưởng, phát triển của cây lúa......9
2.4. Tổng quan về vi khuẩn vùng rễ .....................................................................10
2.4.1. Vi khẩn Bacillus.......................................................................................11
2.4.2. Vi khuẩn Stenotrophomonas ...................................................................12
2.5. Vi khuẩn nội sinh cây trồng ...........................................................................12
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................................14
3.1. Địa điểm và thời gian thí nghiệm...................................................................14
3.2. Phương tiện nghiên cứu .................................................................................14
3.2.1. Vât liệu thí nghiệm ..................................................................................14
3.2.2. Dụng cụ và thiết bị ..................................................................................15
3.2.3. Hóa chất ...................................................................................................16
3.3. Phương pháp...................................................................................................16
3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng cung cấp đạm cho cây lúa của hai
dòng vi khuẩn B. Megaterium - TV2B7 và S. Maltophilia - AM3 ở điều kiện
đồng ruộng.............................................................................................................16
3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng nội sinh trong cây lúa và tồn tại
xung quanh vùng rễ lúa sau khi chủng vào hạt lúa của hai dòng vi khuẩn B.
megaterium – TV2B7 và S. maltophilia – AM3 ....................................................22
3.3.3. Xử lý kết quả ...........................................................................................23
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................24
4.1. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn Bacillus
megaterium - TV2B7 và Stenotrophomonas maltophilia - AM3 đến sự sinh
trưởng và năng suất của giống lúa OM 9921 ở điều kiện ngoài đồng ....................24
4.1.1. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn B.

megaterium - TV2B7 và S. maltophilia - AM3 đến sự sinh trưởng của giống
lúa OM 9921 ở điều kiện ngoài đồng....................................................................24
a. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn đến chiều
cao cây ...................................................................................................................24

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

ii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

b. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn đến chiều
dài bông .................................................................................................................25
c. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn đến khối
lượng rơm khô.......................................................................................................26
4.1.2. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn ............27
B. megaterium - TV2B7 và S. maltophilia - AM3 đến các thành phần năng
suất của giống lúa OM 9921 ở điều kiện ngoài đồng ...........................................27
a. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn đến số
bông/m2 ..................................................................................................................27
b. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn đến số
hạt chắc trên bông.................................................................................................30
c. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn đến tỷ lệ
hạt lép ....................................................................................................................31
d. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn đến

khối lượng 1.000 hạt..............................................................................................32
e. Kết quả khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn đến
NSTT .....................................................................................................................33
4.1.3. Xác định hàm lượng đạm sau khi thu hoạch .................................................34
4.2. Kết quả khảo sát khả năng nội sinh trong cây lúa và tồn tại xung quanh
vùng rễ lúa sau khi chủng vào hạt lúa của hai dòng vi khuẩn B. megaterium –
TV2B7 và S. maltophilia – AM3 ...............................................................................36
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................38
5.1. Kết luận ..............................................................................................................38
5.2. Đề nghị................................................................................................................38
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................39
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Một số hình ảnh thí nghiệm
Phụ lục 2: Thống kê các kết quả thí nghiệm

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

iii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1: Hàm lượng NH4+ (mg/l) và IAA (g/l) trung bình cao nhất tổng hợp bởi hai
dòng vi khuẩn. ................................................................................................................14
Bảng 2: Đặc tính đất thí nghiệm đồng ruộng tại Trà Cú, Trà Vinh...................................15

Bảng 3: Công thức môi trường Burk’s không đạm..........................................................16
Bảng 4: Sơ đồ ruộng thí nghiệm .....................................................................................17
Bảng 5: Lượng phân urea bón cho từng nghiệm thức ở 3 đợt bón ...................................19
Bảng 6: Thành phần của dãy đường chuẩn NH4+ ............................................................21
Bảng 7: Mô tả giá trị đường chuẩn NH4+.........................................................................22
Bảng 8: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến chiều cao cây lúa.25
Bảng 9: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến chiều dài bông
lúa...................................................................................................................................26
Bảng 10: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến khối lượng rơm
khô .................................................................................................................................27
Bảng 11: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến số bông/m2 ........28
Bảng 12: Phân hạng các nghiệm thức theo số bông/m2 ...................................................29
Bảng 13: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến số hạt chắc trên
bông................................................................................................................................30
Bảng 14: Phân hạng các nghiệm thức theo số hạt chắc/bông...........................................31
Bảng 15: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến tỷ lệ hạt lép .......32
Bảng 16: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến khối lượng
1.000 hạt.........................................................................................................................33
Bảng 17: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến NSTT................34
Bảng 18: Ảnh hưởng của các mức phân đạm và hai dòng vi khuẩn đến hàm lượng đạm
trong đất sau khi thu hoạch .............................................................................................35
Bảng 19: Khả năng nội sinh trong cây lúa của hai dòng vi khuẩn....................................36
B. megaterium – TV2B7 và S. maltophilia – AM3 sau 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày. ..............36
Bảng 20: Khả năng tồn tại xung quanh vùng rễ lúa của hai dòng vi khuẩn B.
megaterium – TV2B7 và S. maltophilia – AM3 sau 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày....................36

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

iv

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1: Giống lúa OM 9921 .............................................................................................9
Hình 2: Đắp bờ phân lô theo bố trí thí nghiệm ................................................................18
Hình 3: Đo chiều cao cây lúa ..........................................................................................19
Hình 4: Gặt 5 m2 lúa theo khung 2 x 2,5 m .....................................................................20
Hình 5: Bón 75% N kết hợp với chủng dòng TV2B7 cho số bông/m2 cao nhất ...............29

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

v

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

CÁC TỪ VIẾT TẮT
IRRI: International Rice Research Institute
K: Kali
N: đạm

NSTT: Năng suất thực tế
P: Lân
PGPR: Plant Growth Promoting Rhizobacteria
PTN: Phòng thí nghiệm
STT: Số thứ tự
VK: Vi khuẩn

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

vi

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1.

Đặt vấn đề
Lúa là cây trồng thân thiết, lâu đời nhất của nhân dân ta và nhiều dân tộc khác

trên thế giới, đặc biệt là các dân tộc ở Châu Á. Lúa gạo là loại lương thực chính của
người dân Châu Á, cũng như bắp của người dân Nam Mỹ, hạt kê của người dân Châu
Phi hoặc lúa mì của người dân Châu Âu và Bắc Mỹ. Có thể nói, trên khắp thế giới, ở
đâu cũng có dùng đến lúa gạo hoặc các sản phẩm từ lúa gạo. Khoảng 40% dân số trên
thế giới lấy lúa gạo làm nguồn lương thực chính (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Việt Nam
cũng là một trong những quốc gia xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới với sản lượng 6,74

triệu tấn (năm 2013), đứng hạng thứ ba trên thế giới, sau Ấn Độ và Thái Lan (Theo
báo cáo của Hiệp hội Lương thực Việt Nam).
Ngày nay, để gia tăng năng suất lúa, người ta thường sử dụng một cách quá mức
các loại phân bón hóa học, đặc biệt là phân đạm. Đạm là nguồn cung cấp dinh dưỡng
hàng đầu đối với cây lúa. Tuy nhiên, việc bón thừa quá nhiều phân đạm sẽ dẫn đến
nhiều tác hại: chi phí cao, làm ô nhiễm môi trường, gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ
sinh thái…Vì vậy, các biện pháp sinh học ngày càng được khuyến khích sử dụng trong
nông nghiệp. Việc nghiên cứu ứng dụng của các dòng vi khuẩn vùng rễ có khả năng cố
định đạm hữu hiệu cho cây lúa là góp phần cung cấp nguồn đạm sinh học, thay thế
một phần đạm hóa học đang được quan tâm và rất cần thiết để duy trì sự phát triển
nông nghiệp bền vững. Có rất nhiều dòng vi khuẩn vùng rễ được phân lập và đưa vào
ứng dụng, tuy nhiên tính ổn định và hiệu quả của chúng vẫn đang là một dấu hỏi lớn.
Từ những nguyên nhân trên, nghiên cứu “Khảo sát ảnh hưởng của hai dòng vi
khuẩn Bacillus megaterium - TV2B7 và Stenotrophomonas maltophilia - AM3 phân
lập từ đất vùng rễ lúa đối với giống lúa OM 9921 trồng ở điều kiện ngoài đồng” nhằm
mục đích đánh giá khả năng cung cấp đạm của vi khuẩn vùng rễ ở điều kiện thực tế
đồng ruộng, có những kết luận chính xác về lợi ích của hai dòng khảo sát để ứng dụng
chúng vào canh tác lúa ở quy mô lớn.

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

1

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

1.2.

Trường Đại Học Cần Thơ

Mục tiêu đề tài
 Xác định mức độ thay thế phân đạm của hai dòng vi khuẩn Bacillus

megaterium - TV2B7 và Stenotrophomonas maltophilia - AM3 ảnh hưởng đến giống
lúa OM 9921.
 So sánh hiệu quả tương tác của của hai dòng vi khuẩn này đối với giống lúa
OM 9921 ở điều kiện thực tế đồng ruộng.
 Khảo sát khả năng nội sinh bên trong cây lúa và tồn tại xung quanh vùng rễ lúa
sau khi chủng vào hạt lúa của hai dòng vi khuẩn này.

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

2

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1.

Tổng quan về cây lúa

2.1.1. Phân loại khoa học
Giới (kingdom/regnum): Thực vật (Plantae).

Ngành (phyla): Thực vật có hoa (Angiospermae).
Lớp (class): Thực vật một lá mầm (Monocots).
Bộ (ordo): Hòa thảo (Poales).
Họ (familia): Hòa thảo (Poaceae).
Chi (genus): Lúa (Oryza).
Loài (species): Lúa Châu Á: Oryza sativa
Lúa Châu Phi: Oryza glaberima
Phân loài/thứ(sub species): Lúa nhiệt đới: Oryza sativa var indica.
Lúa ôn đới: Oryza sativa var japonica.
Lúa rẫy: Oryza sativa var javanica.
= Oryza sativa var japonica nhiệt đới.
(Nguồn: ngày 16/6/2014)

2.1.2. Đặc điểm sinh học
a. Rễ
Cây lúa có hai loại rễ: rễ mầm và rễ phụ.
 Rễ mầm là rễ mọc ra đầu tiên khi hạt lúa nẩy mầm. Thường mỗi hạt lúa chỉ có
một rễ mầm. Rễ mầm không ăn sâu, ít phân nhánh, chỉ có lông ngắn, thường dài
khoảng 10-15cm. Rễ mầm giữ nhiệm vụ chủ yếu là hút nước cung cấp cho phôi phát
triển và sẽ chết sau 10-15 ngày, lúc cây mạ được 3-4 lá. Các rễ thứ cấp có thể mọc ra
khi rễ mầm bị thiệt hại. Rễ mầm còn có nhiệm vụ giúp hạt lúa bám vào đất khi gieo sạ
trên đồng.
 Rễ phụ mọc ra từ các mắt (đốt) trên thân lúa. Mỗi mắt có từ 5-25 rễ phụ, rễ phụ
mọc dài, có nhiều nhánh và lông hút. Tại mỗi mắt có 2 vòng rễ: vòng rễ trên to và
khỏe, vòng rễ dưới nhỏ và kém quan trọng hơn. Trong giai đoạn tăng trưởng, các mắt
này thường rất khít nhau và nằm ở dưới mặt đất, nên rễ lúa tạo thành một chùm, do đó,
rễ lúa còn gọi là rễ chùm. Rễ có nhiệm vụ hút nước và chất dinh dưỡng nuôi cây, giúp

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

3

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

cây bám chặt vào đất, cho nên bộ rễ có khỏe mạnh thì cây lúa mới tốt được (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2008).
b. Thân lúa
Thân lúa gồm những mắt và lóng nối tiếp nhau. Lóng là phần thân rỗng ở giữa 2
mắt và thường được bẹ lá ôm chặt. Thông thường các lóng bên dưới ít phát triển nên
các mắt rất khít nhau, chỉ có khoảng 3-8 lóng trên cùng bắt đầu vươn dài khi lúa có
đòng đòng (2-35 cm). Thiết diện của lóng có hình tròn hay bầu dục với thành lóng dày
hay mỏng và lóng dài hay ngắn tùy từng loại giống và điều kiện môi trường, đặc biệt
là nước (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Chức năng: giúp vận chuyển và tích trữ các chất trong cây.
c. Lá lúa
Lúa là cây đơn tử diệp (1 lá mầm). Lá lúa mọc đối ở 2 bên thân lúa, lá ra sau nằm
về phía đối diện với lá trước đó. Lá trên cùng (lá cuối cùng trước khi trổ bông) gọi là
lá cờ hay lá đòng. Lá lúa gồm phiến lá, cổ lá và bẹ lá.
 Bẹ lá: là phần đáy lá kéo dài cuộn thành hình trụ và bao phần non của thân.
 Phiến lá: hẹp, phẳng và dài hơn bẹ lá (trừ lá thứ hai).
 Cổ lá: là phần nối tiếp giữa phiến lá và bẹ lá. Tại cổ lá còn có 2 bộ phận đặc
biệt gọi là tai lá và thìa lá.
 Tai lá là phần kéo dài của mép phiến lá có hình lông chim uốn cong hình chữ C
ở hai bên cổ lá.
 Thìa lá là phần kéo dài của bẹ lá, ôm lấy thân, ở cuối chẻ đôi.

Chức năng của lá: Lá làm nhiệm vụ quang hợp, chăm sóc hợp lý, đảm bảo cho bộ
lá khoẻ, tuổi thọ lá (nhất là lá đòng), lúa sẽ chắc hạt, năng suất cao.
(Nguồn: ngày 16/6/2014)

d. Hoa lúa
Hạt lúa khi chưa thụ phấn, thụ tinh thì gọi là hoa lúa. Hoa lúa thuộc loại dĩnh hoa,
gồm trấu lớn (dưới), trấu nhỏ (trên) tương ứng với dĩnh dưới và dĩnh trên, một bộ nhụy
cái, một bộ nhị đực (hoa lưỡng tính tự thụ).

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

4

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

e. Bông và hạt lúa
Thời gian hình thành bông kể từ khi cây lúa bắt đầu phân hoá đòng cho đến khi
lúa trổ. Thời kỳ này nếu được chăm bón tốt, cây lúa đủ dinh dưỡng bông lúa sẽ phát
triển đầy đủ giữ nguyên được đặc tính của giống. Thời gian phát triển bông ở giống
ngắn ngày ngắn hơn ở giống dài ngày.
Hạt lúa gồm: Gạo lức và vỏ trấu.
 Gạo lức gồm: phôi và phôi nhũ.
 Vỏ trấu gồm: Trấu trên và trấu dưới. Trấu dưới lớn hơn trấu trên và bao
khoảng hai phần ba bề mặt gạo lúc trưởng thành.
 Ở ẩm độ 0%, một hạt lúa nặng khoảng 12 - 44 mg. Chiều dài, rộng, độ dày của

hạt thay đổi nhiều giữa các giống.
 Quá trình chín của hạt gồm :chín sữa, chín sáp và chín hoàn toàn. Thời gian
chín từ 30 - 35 ngày tuỳ theo giống, môi trường và biện pháp canh tác.
(Nguồn: ngày 16/6/2014)

2.1.3. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa
Đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nẩy mầm cho đến khi lúa chín. Có thể chia
làm 3 giai đoạn chính: giai đoạn tăng trưởng (sinh trưởng dinh dưỡng), giai đoạn sinh
sản (sinh dục) và giai đoạn chín.
a. Giai đoạn tăng trưởng
Giai đoạn tăng trưởng bắt đầu từ khi hạt nẩy mầm đến khi cây lúa bắt đầu phân
hóa đòng. Giai đoạn này, cây phát triển về thân lá, chiều cao tăng dần và ra nhiều chồi
mới (nở bụi). Cây ra lá ngày càng nhiều và kích thước lá ngày càng lớn giúp cây lúa
nhận nhiều ánh sáng mặt trời để quang hợp, hấp thụ dinh dưỡng, gia tăng chiều cao, nở
bụi và chuẩn bị cho các giai đoạn sau. Trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng, ánh sáng và
thời tiết thuận lợi, cây lúa có thể bắt đầu nở bụi khi có lá thứ 5-6. Chồi ra sớm trong
nương mạ gọi là chồi ngạnh trê. Sau khi cấy, cây mạ mất một thời gian để hồi phục,
bén rễ rồi nở bụi rất nhanh, cùng với sự gia tăng chiều cao, kích thước lá đến khi đạt số
chồi tối đa thì không tăng nữa mà các chồi yếu bắt đầu rụi dần (chồi vô hiệu hay còn
gọi là chồi vô ích), số chồi giảm xuống. Thời điểm có chồi tối đa có thể đạt được
trước, cùng lúc hay sau thời kỳ bắt đầu phân hóa đòng tùy theo giống lúa.

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

5

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

Thời gian sinh trưởng của các giống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau chủ yếu là
do giai đoạn tăng trưởng này dài hay ngắn. Thường các giống lúa rất ngắn ngày và
ngắn ngày có giai đoạn tăng trưởng ngắn và thời điểm phân hóa đòng có thể xảy ra
trước hoặc ngay khi cây lúa đạt được chồi tối đa. Ngược lại, các giống lúa dài ngày
(trên 4 tháng) thường đạt được chồi tối đa trước khi phân hóa đòng. Đặc biệt, các
giống lúa mùa quang cảm mạnh, nếu gieo cấy sớm, thì sau khi đạt chồi tối đa, cây lúa
tăng trưởng chậm lại và chờ đến khi có quang kỳ thích hợp mới bắt đầu phân hóa đòng
để trổ bông.
Thời gian này cây lúa sống chậm, không sản sinh gì thêm gọi là thời kỳ ngưng
tăng trưởng, có khi rất dài. Do đó, đối với các giống lúa quang cảm mạnh, cần bố trí
thời vụ gieo cấy căn cứ vào ngày trổ hàng năm của giống, làm thế nào để thời kỳ
ngưng tăng trưởng này càng ngắn càng tốt, nhưng phải bảo đảm thời gian từ cấy đến
phân hóa đòng ít nhất là 2 tháng, để cây lúa có đủ thời gian nở bụi, bảo đảm đủ số
bông trên đơn vị diện tích sau này.
Thông thường, số chồi hình thành bông (chồi hữu hiệu hay còn gọi là chồi có ích)
thấp hơn so với số chồi tối đa và ổn định khoảng 10 ngày trước khi đạt được chồi tối
đa. Các chồi ra sau đó, thường sẽ tự rụi đi không cho bông được do chồi nhỏ, yếu
không đủ khả năng cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng với các chồi khác, gọi là chồi vô
hiệu. Trong canh tác, người ta hạn chế đến mức thấp nhất việc sản sinh ra số chồi vô
hiệu này bằng cách tạo điều kiện cho lúa nở bụi càng sớm càng tốt và khống chế sự
mọc thêm chồi từ khoảng 7 ngày trước khi phân hóa đòng trở đi, để tập trung dinh
dưỡng cho những chồi hữu hiệu (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
b. Giai đoạn sinh sản
Giai đoạn sinh sản bắt đầu từ lúc phân hóa đòng đến khi lúa trổ bông. Giai đoạn
này kéo dài khoảng 27 – 35 ngày, trung bình 30 ngày và giống lúa dài ngày hay ngắn
ngày thường không khác nhau nhiều. Lúc này, số chồi vô hiệu giảm nhanh, chiều cao
tăng lên rõ rệt do sự vươn dài của 5 lóng trên cùng. Đòng lúa hình thành và phát triển

qua nhiều giai đoạn, cuối cùng thoát ra khỏi bẹ của lá cờ: lúa trổ bông. Trong suốt thời
gian này, nếu đầy đủ dinh dưỡng, mực nước thích hợp, ánh sáng nhiều, không sâu
bệnh và thời tiết thuận lợi thì bông lúa sẽ hình thành nhiều hơn và vỏ trấu sẽ đạt được
kích thước lớn nhất của giống, tạo điều kiện gia tăng trọng lượng hạt sau này (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2008).

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

6

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

c. Giai đoạn chín
Giai đoạn chín bắt đầu từ lúc trổ bông đến lúc thu hoạch. Giai đoạn này trung
bình khoảng 30 ngày đối với hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới. Tuy nhiên, nếu
đất ruộng có nhiều nước, thiếu lân, thừa đạm, trời mưa ẩm, ít nắng trong thời gian này
thì giai đoạn chín sẽ kéo dài hơn và ngược lại. Giai đoạn này cây lúa trải qua các thời
kỳ sau:
 Thời kỳ chín sữa (ngậm sữa): các chất dự trữ trong thân lá và sản phẩm quang
hợp được chuyển vào trong hạt. Hơn 80% chất khô tích lũy trong hạt là do quang hợp
ở giai đoạn sau khi trổ. Do đó, các điều kiện dinh dưỡng, tình trạng sinh trưởng, phát
triển của cây lúa và thời tiết từ giai đoạn lúa trổ trở đi hết sức quan trọng đối với quá
trình hình thành năng suất lúa. Kích thước và trọng lượng hạt gạo tăng dần làm đầy vỏ
trấu. Bông lúa nặng cong xuống nên gọi là lúa “cong trái me”. Hạt gạo chứa một dịch
lỏng màu trắng đục như sữa, nên gọi là thời kỳ lúa ngậm sữa.

 Thời kỳ chín sáp: hạt mất nước, từ từ cô đặc lại, lúc bấy giờ vỏ trấu vẫn còn
xanh.
 Thời kỳ chín vàng: hạt tiếp tục mất nước, gạo cứng dần, trấu chuyển sang màu
vàng đặc thù của giống lúa, bắt đầu từ những hạt cuối cùng ở chót bông lan dần xuống
các hạt ở phần cổ bông nên gọi là “lúa đỏ đuôi”, lá già rụi dần.
 Thời kỳ chín hoàn toàn: Hạt gạo khô cứng lại, ẩm độ hạt khoảng 20% hoặc
thấp hơn, tùy ẩm độ môi trường, lá xanh chuyển vàng và rụi dần. Thời điểm thu hoạch
tốt nhất là khi 80% hạt lúa ngả sang màu trấu đặc trưng của giống.

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

7

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

2.2.

Trường Đại Học Cần Thơ

Giống lúa OM 9921
Giống lúa OM 9921 (Hình 1) có một số đặc tính:
 Thời gian sinh trưởng: 95-100 ngày
 Chiều cao cây: 95-100 cm
 Độ cứng cây: Cứng cây
 Tính chống chịu:
+ Rầy nâu: hơi kháng
+ Đạo ôn: hơi kháng

 Tiềm năng năng suất:
+ Vụ Đông Xuân: 7 – 9 tấn/ha
+ Vụ Hè Thu: 6 – 7 tấn/ha
 Một số đặc tính khác: Thích nghi rộng, dạng hình đẹp, đẻ nhánh khá, bông

chùm.
 Cũng giống như các giống lúa OM 9915, OM 9916, OM 10636, OM 95771, OM 9584-4, MTL 580 và MTL 689. Giống lúa OM 9921 có khả năng chịu mặn cao,
độ mặn tối đa khoảng 6‰. Tuy nhiên, độ mặn lý tưởng để cho các giống lúa này đạt
năng suất là khoảng 4‰. Từ vụ Đông - Xuân năm 2011-2012, sau khi triển khai sản
xuất thử và đánh giá khả năng chống chịu và thích nghi tại các địa phương ở tỉnh Bến
Tre, một số giống đã được nông dân đánh giá cao và chọn đưa vào sản xuất đại trà.
Điều này đang mở ra một xu hướng phát triển mới, mở rộng diện tích sản xuất các
giống lúa chịu mặn cao trong thời gian tới. Số liệu ghi nhận tại các huyện Bình Đại, Ba
Tri và Thạnh Phú cho thấy, diện tích sản xuất thực tế các giống lúa: OM 9921, OM
9915, OM 9916 và OM 10636 là 13 ha, tổng sản lượng lúa thu hoạch khoảng 95 tấn.
Trong đó, giống lúa đạt năng suất cao nhất là OM 9921, với sản lượng đạt từ 6 đến 7
tấn/ha.
(Nguồn: ngày 25/6/2014)

 Phẩm chất gạo:
+ Chiều dài hạt gạo: 7,0 mm
+ Trọng lượng 1.000 hạt: 27-28 gram
+ Độ bạc bụng: cấp 1

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

8

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

+ Hạt gạo dài, trong, thơm, cơm dẻo (Trung tâm giống nông lâm ngư nghiệp
Kiên Giang).

Hình 1: Giống lúa OM 9921
(Nguồn: ngày 17/6/2014)

2.3.

Đất mặn

2.4.1. Tổng quan
Nhóm đất mặn: chiếm khoảng 800.000 ha (21%) phân bố dọc theo bờ biển. Thiếu
nước ngọt và bị nhiễm mặn vào mùa khô là hạn chế chính trong sản xuất lúa ở vùng
này. Thêm vào đó, rừng đước bị chôn vùi lâu năm dưới lớp đất phù sa tạo nên loại đất
phèn tiềm tàng và hiện tại kết hợp với mặn càng làm cho việc sản xuất lúa gặp nhiều
khó khăn hơn. Ở các vùng đất phù sa bị nhiễm mặn, lúa bị độc chủ yếu do sự tích lũy
các ion Cl- và Na+. Ở đây chỉ trồng lúa được trong mùa mưa khi các muối độc đã được
rửa trôi (nồng độ muối dưới 2‰) và phải thu hoạch khi dứt mưa (Nguyễn Ngọc Đệ,
2008).
2.4.2. Ảnh hưởng của đất mặn đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa
Lúa có khả năng chịu mặn cao lúc nảy mầm nhưng lại rất mẫn cảm ở thời kỳ cây
con, lúc cấy và lúc trổ. Trong những trường hợp mặn ít, thì một lượng Na+ thấp có thể
thúc đẩy sự sinh trưởng của cây lúa. Mỗi giống lúa có sức chống chịu mặn khác nhau,
khả năng chịu mặn là một yếu tố quan trọng giúp cây lúa có thể thích nghi được với
nhiều điều kiện môi trường khác nhau (Bùi Huy Đáp, 1989). Khả năng chịu mặn của

lúa tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: pH đất, chế độ nước, phương pháp canh tác,
tuổi mạ, giai đoạn phát triển của cây, thời gian bị nhiễm mặn và nhiệt độ bên ngoài
(IRRI, 1979). Khả năng chịu mặn của lúa tùy theo giai đoạn sinh trưởng của lúa như
sau:

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

9

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

 Giai đoạn nảy mầm và mạ non: các giống lúa đều có khả năng chịu mặn trong
suốt giai đoạn nảy mầm. Mặn không làm thiệt hại khả năng nảy mầm mà chỉ kéo dài
thời gian nảy mầm. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy cây lúa mẫn cảm với mặn ở
giai đoạn mạ non (2 - 3 lá) nhiều hơn trong giai đoạn nảy mầm, và ảnh hưởng của mặn
trong giai đoạn mạ thay đổi tùy theo giống lúa. Mặn ảnh hưởng đến sự gia tăng chiều
dài của lá và việc hình thành lá mới, đồng thời nó cũng ảnh hưởng đến sự phát triển
của rễ. Với nồng độ muối 6‰ ở giai đoạn nảy mầm và ở giai đoạn mạ cây lúa chết lúc
28 ngày sau khi gieo và 30 ngày sau khi xử lý mặn.
 Giai đoạn tăng trưởng: Lúa có khả năng chịu mặn trong suốt giai đoạn sinh
trưởng tăng trưởng, và sức chống chịu này tăng dần theo tuổi cây, khi cây già thì tính
chống chịu càng gia tăng. Trong suốt giai đoạn tăng trưởng, chiều cao cây, trọng lượng
rơm rạ, số chồi/bụi, trọng lượng khô của rễ, chiều dài rễ, thời gian từ khi cấy đến trổ,
đều bị ảnh hưởng bởi mặn với mức độ khác nhau, trong đó chiều cao cây, số chồi/bụi
và thời gian sinh trưởng bị ảnh hưởng mạnh nhất. Sự thiệt hại do mặn nghiêm trọng

hơn khi thời tiết có nhiệt độ cao (30,70C) và ẩm độ thấp (63,5%) vì nó làm gia tăng sự
thoát hơi nước và sự hấp thu mặn của cây lúa.
 Giai đoạn sinh dục: Mặn ảnh hưởng ở giai đoạn này sẽ làm giảm năng suất hạt
nhiều hơn ở giai đoạn sinh trưởng tăng trưởng. Trong thời kỳ sinh sản, mặn ảnh hưởng
đến sự tượng gié, sự hình thành hoa, sự thụ phấn và sự nảy mầm của hạt phấn, làm cho
tỉ lệ lép gia tăng. Mặn làm giảm chiều dài bông, số hạt/bông và trọng lượng 1000 hạt
đưa đến năng suất giảm (Dương Kim Liên, 2011).
2.4.

Tổng quan về vi khuẩn vùng rễ
Vi khuẩn vùng rễ của các loài thực vật có thể xem là nguồn tốt để phân lập các

loài vi khuẩn có khả năng kích thích sinh trưởng cây trồng (Plant Growth Promoting
Rhizobacteria - PGPR). Các loài vi khuẩn được xem là vi khuẩn kích thích sinh trưởng
thực vật khi tạo nên tác động tích cực lên sinh trưởng của cây chủ sau khi được chủng
vào vùng rễ cây bởi ít nhất một trong các cơ chế: cải thiện nguồn dinh dưỡng, cố định
đạm, hòa tan lân khó tan,… kích thích sự phát triển cây trồng thường là thông qua hoạt
động tổng hợp và tiết hormone sinh trưởng thực vật hoặc các hợp chất có hoạt tính
tương tự, phân giải các chất ô nhiễm có nguồn gốc hữu cơ, sản xuất các chất kháng
sinh hoặc kháng nấm góp phần hạn chế, kiểm soát bệnh cây gây bởi vi sinh vật có hại
(Antoun và Prévots, 2005). Cũng chính nhờ vào các cơ chế này mà các loài vi khuẩn

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

10

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

kích thích sinh trưởng thực vật có khả năng định cư, phát triển vượt trội hơn so với các
loài khác mặc dù chỉ chiếm khoảng 2-5% tổng số các loài vi khuẩn sống trong vùng rễ.
Những năm gần đây, số lượng loài vi khuẩn kích thích sinh trưởng thực vật được phát
hiện và định danh tăng nhanh, chủ yếu bởi vì vai trò của vùng rễ như một hệ sinh thái
quan trọng trong hệ thống sinh quyển và cơ chế hoạt động của các loài vi khuẩn có ích
này đang được nghiên cứu ngày càng sâu hơn (Barriuso et al., 2008).
2.4.1. Vi khẩn Bacillus
Bacillus là nhóm vi khuẩn Gram dương, các tế bào vi khuẩn thường sắp xếp
thành dạng chuỗi (streptobacillus) có khả năng tạo bào tử nên có khả năng tồn tại một
thời gian dài trong điều kiện môi trường bất lợi. Về mặt số lượng, chi Bacillus chiếm
đại đa số trong nhóm vi khuẩn Gram dương, có khả năng kích thích tăng trưởng sống
tại vùng rễ thực vật (chiếm khoảng 90%), chủ yếu là các loài Bacillus mycoides, B.
subtilis, B. pumilus, B. megaterium, B. thuringiensis, B. firmus và B. licheniformis
(Antoun and Prévots, 2005). Các cơ chế ảnh hưởng lên cây trồng của chi Bacillus cũng
được nghiên cứu nhiều trong nhiều năm, cung cấp nguồn kiến thức khá đầy đủ về các
cơ chế này. Tại vùng rễ, một số chủng Bacillus tiết ra một số chất chuyển hóa giúp
tăng cường lượng chất dinh dưỡng sẵn có cho cây trồng, ngoài ra, chúng còn có thể
sản xuất phytohormone IAA. Một khi hiện diện trong vùng rễ, B. subtilis có khả năng
tương tác bền vững và kích thích sự sinh trưởng cây trồng một cách rõ rệt. García
et al., (2004) đã tiến hành chủng B. licheniformis trên cà chua và hồ tiêu, kết quả cho
thấy, B. licheniformis có thể được dùng như phân bón sinh học mà không làm biến đổi
các điều kiện cần cho cây phát triển trong nhà lưới. Bên cạnh khả năng tiết chất
chuyển hóa, phytohormone, vi khuẩn Bacillus còn được chú ý nghiên cứu và sử dụng
trong kiểm soát sinh học các tác nhân vi sinh gây bệnh cây trồng như Sclerotium
rolfsii, Rhizoctonia solani trên cà chua, Colletotrichum gloeosporioides trên tiêu
Cayene, CMV (Cucumber mosaic virus) trên dưa leo,... (Antoun and Prévots, 2005;
Saharan and Nehra, 2011). Một số nghiên cứu về chi vi khuẩn này đã được công bố:

Xie et al. (2006) đã phân lập được vi khuẩn Bacillus megaterium có khả năng cố định
đạm từ đất của các ruộng lúa ở vùng đồng bằng dọc theo sông Yangtze, Trung Quốc.
Barua et al. (2011) cũng đã phân lập được vi khuẩn Bacillus megaterium cố định đạm
sống tự do trong đất canh tác lúa nhiễm mặn tại vùng duyên hải tại Ấn Độ. Năm 2005,
lần đầu tiên Ding et al. phát hiện được vùng gen nifH chịu trách nhiệm mã hóa cho

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

11

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

enzyme cần thiết của quá trình cố định đạm trên các chủng Bacillus megaterium phân
lập từ vùng rễ lúa mì, bắp, cỏ hoang và cây liễu tại Bắc Kinh.
2.4.2. Vi khuẩn Stenotrophomonas
Chi Stenotrophomonas thuộc nhóm Gram âm, hình que kích thước tế bào chiều
rộng từ 0,2-0,4 µm chiều dài từ 1-2 µm.. Chi Stenotrophomonas được nhiều tác giả
công bố về khả năng cố định đạm. Kết quả nghiên cứu của Mohammad et al. (2013)
trên 10 dòng vi khuẩn có khả năng cố định đạm phân lập từ đất vùng Aznova
Behnamir, Iran cho thấy dòng S. maltophilia có sự hiện diện của gen nifH và chịu
được môi trường có sự hiện diện của kim loại nặng là kẽm.
Vi khuẩn Stenotrophomonas cũng đã được nhiều tác giả công bố là có khả năng
cố định đạm, sản xuất chất điều hòa sinh trưởng kích thích sự phát triển của các loài
cây trồng trong đó có lúa, đồng thời giúp chúng chống lại các độc tố do ô nhiễm môi
trường (Taghavi et al, 2009; Liba et al., 2006; Myoungsu et al., 2005; Othman et al.,)

2.5.

Vi khuẩn nội sinh cây trồng
Vi khuẩn nội sinh là vi khuẩn trải qua phần lớn vòng đời trong cây trồng

(Quispel, 1992). Từ vùng rễ chúng xâm nhập vào mô thực vật xuyên qua vùng rễ qua 3
cách là: bám vào bề mặt rễ và tìm cách chui vào rễ chính hay rễ bên thông qua lông
hút, giữa các tế bào nhu mô rễ hay biểu bì rễ để sống nội sinh như Azotobacter,
Bacillus, Beijerinckia, Enterobacteriaecae (Klebsiella, Enterobacter, Pantonea),
Pseudomonas, Alcaligenes, Azoascur, Burkholderia, Campylobacter, Herbaspilillum,
Gluconacetobacter và Peanibacillus (Elmerich, 2007).
Tuy nhiên nó cũng có thể xâm nhập vào các mô xuyên qua khí khổng hay các
vị trí bị tổn thương của lá (Roos và Hattingh, 1983). Sau khi xâm nhập vào cây chủ,
các vi khuẩn nội sinh có thể tập trung tại vị trí xâm nhập hay phát tán khắp nơi trong
cây đến các tế bào bên trong, đi vào các khoảng trống gian bào hay vào trong hệ mạch
cây (Zinniel et al., 2002). Mật số của quần thể vi khuẩn nội sinh rất biến thiên, phụ
thuộc chủ yếu vào loài vi khuẩn và kiểu di truyền của cây chủ; nhưng cũng phụ thuộc
vào giai đoạn phát triển của cây chủ và các điều kiện môi trường (Pillay và
Nowak,1997; Tan et al., 2003).
Một số vi khuẩn nội sinh có thể thúc đẩy sự phát triển của cây trồng bằng cách
sản xuất các chất kích thích tố sinh trưởng thực vật và cố định đạm từ không khí (Sturz

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

12

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

et al., 2000). Hơn nữa, một số dòng vi khuẩn nội sinh có thể cải thiện sự phát triển của
bệnh trên cây (Benhamou et al., 1996) và kích thích sự chống chịu của cây trồng đối
với sự tác động của các nhân tố vô sinh và hữu sinh (Hallmann et al., 1997).
Vùng rễ là nơi tiếp giáp giữa rễ thực vật và đất, là nơi lắng động các chất hữu
cơ, và là nơi xuất phát của các môi trường sống và các nguồn sống khác nhau cho các
vi sinh vật đất. Thực vật có thể thay đổi đặc tính vùng rễ của chúng nhờ sự hấp thu các
chất dinh dưỡng, độ ẩm và oxy từ vùng rễ; và các chất do rễ tiết ra. Đặc tính quan
trọng của các dịch rễ là có tỉ lệ C/N cao nên có thể đẩy mạnh sự phong phú của các vi
khuẩn cố định đạm trong vùng rễ. Ngược lại, vi sinh vật có thể ảnh hưởng đến khả
năng sinh trưởng của cây do sự tác động của chúng đến các giá trị của các chất dinh
dưỡng, sự phát triển và hình thái của rễ. Nhờ sự đa dạng của cây trồng và sự đa dạng
của vùng rễ nên các nhà khoa học có thể khám phá được nhiều nhóm vi khuẩn nội sinh
khác nhau từ các cây khác nhau.
Các vi khuẩn vùng rễ làm tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng và sự chuyển hóa
các chất trong cây còn non. Azospirillum brasilense đã thúc đẩy sự phát triển lông rễ
một cách mạnh mẽ và giảm sự kéo dài rễ ở Panicum miliaceum. Vi khuẩn nốt rễ sống
trong rễ lúa giúp cây hấp thụ nhiều nitơ, lân, kali và sắt tăng từ 10 – 64%. Chaintreuil
et al., 2000, đã phát hiện vi khuẩn nốt rễ còn sống trong rễ lúa hoang (Oryza
breviligulata) ở vùng Châu Phi và chúng có nguồn gốc từ những cây điên điển
(Sesbania sp.) mọc chen lẫn với cây lúa hoang.

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

13

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1.

Địa điểm và thời gian thí nghiệm
Khảo sát khả năng cung cấp đạm của hai dòng vi khuẩn Bacillus megaterium -

TV2B7 và Stenotrophomonas maltophilia - AM3 cho giống lúa OM 9921 được thực
hiện tại vùng đất nhiễm mặn thuộc huyện Trà Cú, tỉnh Trà Vinh.
Khảo sát khả năng nội sinh trong cây lúa và tồn tại xung quanh vùng rễ lúa sau
khi chủng vào hạt lúa của hai dòng vi khuẩn này được thực hiện tại phòng Thí nghiệm
(PTN) Công nghệ Gen thực vật thuộc Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh
học, trường Đại Học Cần Thơ.
Thời gian thực hiện: từ tháng 11 năm 2013 đến tháng 11 năm 2014.
3.2.

Phương tiện nghiên cứu

3.2.1. Vât liệu thí nghiệm
- Giống lúa OM 9921.
- Hai dòng vi khuẩn B. megaterium và S. maltophilia do PTN Công nghệ gen
Thực vật, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, trường Đại học Cần
Thơ cung cấp. Một số đặc tính của hai dòng vi khuẩn này được trình bày trong Bảng 1.
Bảng 1: Hàm lượng NH4+ (mg/l) và IAA (g/l) trung bình cao nhất tổng
hợp bởi hai dòng vi khuẩn.
Dòng vi khuẩn

Hàm lượng NH4+ trung Hàm lượng IAA Nguồn phân lập
bình (mg/l)

trung bình (g/l)

B. megaterium

3,129

42,135

Tiểu Cần, Trà Vinh

S. maltophilia

3,121

73,897

An Minh, Kiên Giang

- Đất thí nghiệm: Đất trồng tại ấp Đôn Chụm, xã Tân Sơn, huyện Trà Cú, tỉnh Trà
Vinh. Đất thí nghiệm có thành phần sét pha thịt, giàu đạm đặc biệt là đạm dễ tiêu
NH4+, nghèo K dễ tiêu và P tổng số và có hàm lượng P dễ tiêu ở mức trung bình (Bảng
2).

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

14

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

Bảng 2: Đặc tính đất thí nghiệm đồng ruộng tại Trà Cú, Trà Vinh
Chỉ tiêu phân tích

Kết quả

EC bão hòa (mS/cm)

3,98

Nts

0,220

Pts (%P2O5)

0,052

NH4+-N(mg/kg)

93,8

NO3-N(mgP/kg)

0,083

Pdt (mg/kg)

6,64

K+ (meq/100g)

0,88

pH

6-6,5

Sa cấu

Cát (%)

3,37

Thịt (%)

43,64

Sét (%)

52,57

Ghi chú: ts: tổng số; tđ: trao đổi; dt: dễ tiêu

(phân tích tại bộ môn Khoa học đất- Khoa NN và SHƯD - Đại Học Cần Thơ)

3.2.2. Dụng cụ và thiết bị
Bình tam giác 250 ml; ống nghiệm 12 ml, 15 ml; đĩa Petri đường kính 6 cm, 10
cm; kim cấy; cốc thủy tinh; bộ micropipet Gibson P10, P20, P200, P1000; đèn cồn;
đầu côn; tủ cấy vi sinh vật; tủ ủ vi sinh vật Incucell 111; máy lắc mẫu GFL 3005
(Đức); nồi khử trùng nhiệt ướt Pbi-international; pH kế Orion 420 A; cân Điện tử
Sartorius; lò vi sóng Panasonic…

Chuyên ngành Vi Sinh Vật Học

15

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học