Thành phần loài và đặc điểm phân bố nấm nội cộng sinh với loài sao đen (hopea odorata roxb) tại tỉnh đồng nai
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (959.32 KB, 77 trang )
Bộ giáo dục và đào tạo
bộ nông nghiệp và PTNT
Tr-ờng Đại học lâm nghiệp
NGUYễN THị HOàNG YếN
THàNH PHầN LOàI Và ĐặC ĐIểM PHÂN Bố NấM NộI
CộNG SINH VớI LOàI SAO ĐeN (Hopea Odorata Roxb)
tại tỉnh đồng nai
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.60
Tóm tắt luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp
Hà Tây- 2007
Luận văn được hoàn thành tại Trường Đại học Lâm Nghiệp, Xuân
Mai, Chương Mỹ, Hà Tây.
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Quang Thu.
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Luận văn đã đuợc bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn cấp Nhà
nước họp tại trường Đại học Lâm Nghiệp.
Vào hồi:
giờ, ngày
tháng
năm 2007.
Có thể tìm hiểu luận văn tại thư viện Trường Đại học Lâm Nghiệp.
Bộ giáo dục và đào tạo
bộ nông nghiệp và PTNT
Tr-ờng Đại học lâm nghiệp
NGUYễN THị HOàNG YếN
THàNH PHầN LOàI Và ĐặC ĐIểM PHÂN Bố NấM NộI
CộNG SINH VớI LOàI SAO ĐeN (Hopea Odorata Roxb)
tại tỉnh đồng nai
Luận văn Thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.60
Ng-ời h-ớng dẫn khoa học
PGS. TS. phạm quang thu
Hà Tây- 2007
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC ......................................................................................................... i
MỘT SỐ KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
.......................................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. iv
DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. vi
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ......................................................................viii
LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................viii
ĐẶT VẤN ĐỀ. ................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................ 3
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NGOÀI NƢỚC ................................... 3
1.1.1. Lịch sử hình thành tên gọi ................................................ …………3
1.1.2. Phân loại bào tử. ............................................................................... 4
1.1.3. Kỹ thuật tách bào tử, quan sát bào tử, đếm số lƣợng bào tử ........... ,6
1.1.4. Sự phát tán bào tử............................................................................. 8
1.1.5. Sinh thái học nấm nội cộng sinh. ..................................................... 8
1.1.6. Ảnh hƣởng của nấm nội cộng sinh đối với thực vật chủ. ................ 9
1.1.7. Những nghiên cứu về cây họ Dầu. ................................................. 11
1.1.8. Phƣơng thức sử dụng nấm nội cộng sinh ....................................... 12
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở TRONG NƢỚC ................................ 13
CHƢƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHẠM VI VẬT LIỆU VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. ............................................................... 17
2.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ................................................................. 17
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. ................................................................ 17
2.2.1. Điều tra thành phần loài nấm nội cộng sinh. ................................. 17
ii
2.2.2. Một số đặc điểm phân bố nấm nội cộng sinh ................................. 17
2.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU.................................................................... 18
2.4. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .................................................................. 18
2.5. PHƢƠNG PHÁP .................................................................................. 18
2.5.1. Điều tra thành phần nấm nội cộng sinh.......................................... 18
2.5.1.1. Thu thập mẫu ........................................................................... 18
2.5.1.2. Phƣơng pháp tách bào tử từ đất ............................................... 19
2.5.1.3. Phân loại nấm nội cộng sinh. ................................................... 19
2.5.1.4. Xây dựng danh mục thành phần loài. ...................................... 19
2.5.2. Nghiên cứu một số đặc điểm phân bố của nấm nội cộng sinh ....... 20
- Phân tích một số tính chất đất ................................................................
- Nghiên cứu đặc điểm phân bố của nấm nội cộng sinh ...........................
CHƢƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU .... 21
3.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA VÙNG NGHIÊN CỨU. ..................... 21
3.2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC THU THẬP MẪU .................... 22
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 23
4.1. THÀNH PHẦN NẤM NỘI CỘNG SINH VỚI CÂY SAO ĐEN. ...... 23
4.1.1. Xây dựng bảng tra các loài nấm nội cộng sinh .............................. 23
4.1.2. Danh mục các loài .......................................................................... 26
4.1.3. Mô tả đặc điểm sinh học của bào tử nấm nội cộng . ..................... 28
4.2. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ NẤM NỘI CỘNG SINH. .............. 41
4.2.1. Phân bố nấm nội cộng sinh theo loại rừng hỗn giao.................41
4.2.1.1. Phân bố số lƣợng bào tử nấm nội cộng sinh theo loại rừng hỗn
giao...........................................................................................................41
4.2.1.1.Phân bố thành phần nấm nội cộng sinh theo loại rừng hỗn
giao...................................………………………………………………43
4.2.2. Phân bố nấm nội cộng sinh theo tuổi cây……………………...45
iii
4.2.2.1. Phân bố số lƣợng bào tử nấm nội cộng sinh theo tuổi cây……45
4.2.2.2. Phân bố thành phần nấm nội cộng sinh theo tuổi cây…………47
4.2.3. Phân bố nấm nội cộng sinh theo độ sâu tầng đất…………….48
4.2.3.1.Phân bố số lƣợng bào tử nấm nội cộng sinh theo độ sâu tầng
đất………………………………………………………………………48
4.2.3.2. Phân bố thành phần nấm nội cộng sinh theo độ sâu tầng………
đất……………………………………………………………………… 53
4.2.4. Ứng dụng đặc điểm phân bố nấm nội cộng trong phát triển bền
vững rừng sao đen .................................................................................. 55
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ............................. 58
5.1. KẾT LUẬN........................................................................................... 58
5.2. TỒN TẠI............................................................................................... 59
5.3. KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 60
iv
MỘT SỐ KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG
TRONG LUẬN VĂN
STT KÍ HIỆU
NỘI DUNG
TRANG, MỤC
1
Acau.
Acaulospora
Bảng 4.3
2
Entr.
Entrophospora
Bảng 4.5
3
Giga.
Gigaspora
4
Glomus.
Glomus
5
Scler.
Sclerocytis
6
Glo.
Glomites
7
VAM
Nấm nội cộng sinh
Tổng quan nghiên cứu
8
SĐ-KL
Sao đen - Keo lai
Biểu đồ 4.3
9
SĐ-Đ
Sao đen - Điều
10
SĐ-X
Sao đen - Xoài
Bảng 4.7
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
TT
Bảng
1
4.1
2
4.2
Nội dung
Bảng tra các loài nấm nội cộng sinh
Danh mục thành phần loài nấm nội cộng sinh và
tần suất xuất hiện
Trang
23
26
3
4.3
Số lƣợng bào tử theo loại rừng hỗn giao
41
4
4.4
Số lƣợng bào tử nấm nội cộng sinh theo tuổi cây
46
4.5
Phân bố thành phần chi theo tuổi cây nấm nội cộng
sinh theo tuổi cây
48
6
4.6
Số lƣợng bào tử theo độ sâu tầng đất
49
7
4.7
Ph©n bè thµnh phÇn loµi theo ®é s©u tÇng ®Êt
54
5
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 4.1: Bào tử nấm Acaulospora appendicula........................................... 28
Hình 4.2: Bào tử nấm Acaulospora edicate ................................................... 28
Hình 4.3: Bào tử nấm Acaulospora dilatata………………………………..29
Hình 4.4: Bào tử nấm Acaulospora lacunose ................................................ 29
Hình 4.5: Bào tử nấm Acaulospora myriocarpa ............................................ 30
Hình 4.6: Bào tử nấm Acaulospora scrobiculata ......................................... 30
Hình 4.7: Bào tử nấm Acaulospora bireticulata ............................................ 31
Hình 4.8: Bào tử nấm Acaulospora eligans .................................................. 31
Hình 4.9: Bào tử nấm Acaulospora rehmii .................................................... 32
Hình 4.10: Bào tử nấm Acaulospora mellea..................................................32
Hình 4.11: Bào tử nấm Acaulospora excavata................................................33
Hình 4.12 Bào tử nấm Entrophospora colombiana ....................................... 33
Hình 4.13: Bào tử nấm Entrophospora schenckii .......................................... 34
Hình 4.14: Bào tử nấm Entrophospora infrequens ........................................ 34
Hình 4.15: Bào tử nấm Gigaspora candida ................................................... 35
Hình 4.16: Bào tử nấm Gigaspora albida...................................................... 35
Hình 4.17: Bào tử nấm Gigaspora decipiens ................................................. 36
Hình 4.18: Bào tử nấm Glomus aggregatum ................................................. 36
Hình 4.19: Bào tử nấm Glomus ambisporum ................................................ 37
Hình 4.20: Bào tử nấm Glomus macrocarpus .............................................. 37
Hình 4.21: Bào tử nấm Glomus australe ....................................................... 38
Hình 4.22: Bào tử nấm Glomus boreale ........................................................ 38
Hình 4.23: Bào tử nấm Glomus mosseae ....................................................... 39
Hình 4.24: Bào tử nấm Sclerocystis coccogena ............................................. 39
vii
Hình 4.25: Bào tử nấm Sclerocystis coremioides .......................................... 40
Hình 4.26: Bào tử nấm Glomites rhyniensis………………………………..40
Hình 4.27: Số lƣợng bào tử nầm nội cộng sinh theo loại rừng hỗn giao.........42
Hình 4.28: Phân bố số lƣợng bào tử theo tuổi cây..........................................46
Hình 4.29: Phân bố số lƣợng bào tử theo độ sâu tầng đất loại rừng Sao đen –
Keo lai.............................................................................................................49
Hình 4.30: Phân bố số lƣợng bào tử theo độ sâu tầng đất loại rừng Sao đen –
Điều.................................................................................................................50
Hình 4.31: Phân bố số lƣợng bào tử theo độ sâu tầng đấtloại rừng Sao đen –
Xoài.................................................................................................................51
viii
LI CM N
Tr-ớc tiên tôi xin trân trọng cảm ơn Khoa Sau đại học, Phòng
Nghiên cứu Bảo vệ Thực vật rừng Viện Nghiên cứu khoa học Lâm
nghiệp Việt Nam, đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi đ-ợc học tập và làm
đề tài tốt nghiệp.
Lời cảm ơn sâu sắc nhất xin dành cho thầy h-ớng dẫn khoa học
PGS. TS. Phạm Quang Thu ng-ời đã trực tiếp giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình thực hiện đề tài. Xin cảm ơn đến các thầy cô đã giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình học tập.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các bạn đồng nghịêp bộ môn Vi
sinh vật Viện Nông hoá Thổ nh-ỡng; các cán bộ Trung tâm Nghiên
cứu Lâm Nghiệp Nam Bộ; phòng Kỹ Thuật khu bảo tồn Thiên nhiên
và di tích Vĩnh Cửu; phòng Kỹ thuật các lâm tr-ờng; chi cục Kiểm
lâm huyện Vĩnh Cửu đã giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này.
1
ĐẶT VẤN ĐỀ.
Cộng sinh là mối quan hệ phổ biến giữa nấm rễ và thực vật, 90% thực
vật có quan hệ cộng sinh với nấm rễ [21]. Có bảy hình thức cộng sinh:
Vesicular-Arbuscular Mcorrhizas (VAM); Ectomycorrhizas (ECM); Orchid
mycorrhizas;
Ericoid
mycorrhizas;
Ectendo
mycorrhizas;
Arbutoid
mycorrhizas mycorrhizas; Monotropoid mycorrhizas [17] Trong đó, có hai
hình thức cộng sinh đƣợc nghiên cứu chủ yếu là Vesicular-arbuscular
mycorrhizas (nội cộng sinh) và Ectomycorrhizas (ngoại cộng sinh).
Khoảng 60 -80% các loài thực vật trên thế giới có quan hệ cộng sinh
với nấm nội cộng sinh [20]. Nấm nội cộng sinh gây ra rất ít thay đổi về hình
thái rễ nhƣng gây ra sự biến đổi lớn về sinh lý của cây chủ [32]. Nhiều công
trình khoa học đã chứng minh vai trò và hiệu quả to lớn mà nấm nội cộng sinh
mang lại. Chúng có thể làm tăng khả năng hấp thu khoáng trong đất nhƣ lân,
đồng, kẽm…Chúng cũng đƣợc công nhận làm giảm mức độ ”sốc“ của cây có
nguyên nhân do đất nhiễm mặn, đất quá ẩm, nhiệt độ đất cao và nhiều nguyên
nhân khác [16]. Vì vậy hình thức cộng sinh này đã và đang đƣợc nghiên cứu
và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất nông lâm nghiệp ở nhiều nƣớc trên thế
giới.
Cây họ Dầu (Dipterocarps) trong đó có cây Sao đen đã đƣợc xác nhận
rằng sự sinh trƣởng và phát triển của chúng gắn liền với sự có mặt của nấm
nội cộng sinh. Cây họ Dầu (Dipterocarps) đã tạo nên một họ thực vật độc đáo
và đặc trƣng của vùng nhiệt đới. Hiện nay các loài cây họ Dầu đang chiếm thị
phần lớn nhất trên thị trƣờng gỗ trên thế giới nên rõ ràng chúng đóng vai trò
quan trọng đối với nhiều nƣớc đặc biệt là các nƣớc Đông Nam Á. Tại Việt
Nam khu vực Đông Nam Bộ là vùng phân bố chủ yếu của cây họ Dầu trong
2
đó gồm cả loài Sao đen. Tỉnh Đồng Nai là một trong những tỉnh có diện tích
cây Sao đen lớn nhất khu vực Đông Nam Bộ. Tuy nhiên diện tích rừng Sao
đen nói riêng và rừng cây họ Dầu nói chung đang suy giảm cả về số lƣợng và
chất lƣợng. Vì vậy, Sao đen đƣợc xếp vào danh sách cây trồng chính trong
chƣơng trình 5 triệu hecta rừng của Chính phủ. Chƣơng trình 5 triệu hecta
rừng không chỉ tập trung vào trồng rừng sản xuất, rừng kinh tế mà mục tiêu
đồng thời là môi trƣờng sinh thái.
Trên thế giới, nấm nội cộng sinh đƣợc nghiên cứu từ rất lâu và về rất
nhiều lĩnh vực: phân loại; sinh học, ảnh hƣởng của chúng đối với thực vật...
Tuy nhiên nghiên cứu cụ thể nấm nội cộng sinh với loài Sao đen còn rất ít.
Đối với Việt Nam, những nghiên cứu về nấm nội cộng sinh mới đƣợc chú ý
thời gian gần đây và tập trung chủ yếu trong lĩnh vực nông nghiệp. Những
nghiên cứu về vấn đề này trong lâm nghiệp còn rất ít và chƣa có một nghiên
cứu nào về nấm nội cộng sinh với loài Sao đen đƣợc công bố.
Từ những lí do trên những lí do nêu trên, tác giả tiến hành nghiên cứu
đề tài: “Thành phần loài và đặc điểm phân bố nấm nội cộng sinh với loài
Sao đen Hoperata Odorata Roxb tại tỉnh Đồng Nai”. Ngoài ra, trên cơ sở
nghiên cứu này có thể tiến hành các nghiên cứu ứng dụng góp phần phát triển
loài Sao đen và xây dựng một nền sản xuất lâm nghiệp bền vững.
3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NGOÀI NƢỚC
1.1.1. Lịch sử hình thành tên gọi
Năm 1885, Frank đƣa ra khái niệm “mycorhiza” để chỉ sự cộng sinh
đặc biệt giữa rễ cây và nấm ngoại cộng sinh. Trong một bài viết năm 1887,
Frank đã chỉ ra sự khác biệt giữa nấm ngoại cộng sinh và nội cộng sinh, sự
khác biệt này dùng để chỉ nấm cộng sinh với Ericaceous và Orchid. Sự cộng
sinh này đã từng đƣợc gọi là “phycomycetous endomycorrihiza” để phân biệt
với dạng cộng sinh của các nấm bậc cao với các loài trong họ Ericaceae và
Orchidaceae. Tuy nhiên tên gọi này không tồn tại đƣợc lâu vì không có ý
nghĩa hệ thống. Những nghiên cứu tiếp theo về cấu trúc đã dẫn đến sự thay
đổi tên gọi loại hình cộng sinh này. Năm 1897, Janse đã gọi cấu trúc
intramatrical của bào tử là “vesicules” (gọi là thể V). Năm 1905 Gallaud
(1905) gọi những cấu trúc khác trong tế bào thƣờng đƣợc quan sát thấy là
“arbuscular” (gọi là thể A). Vì vậy tên gọi “vesicular-arbuscular mycorrhiza”
đƣợc hình thành và tồn tại cho đến thời gian gần đây [26]. Vesiculararbuscular mycorrhiza thƣờng đƣợc viết tắt là VAM. Ngoài ra, trong một số
bài báo, công trình khoa học còn sử dụng tên gọi “vesicular-arbuscular
mycorrhiza fungi” để chỉ loại hình cộng sinh này[18].
Sau này, các nhà khoa học nhận ra không phải tất cả các nấm đều hình
thành vesicules (thể V) và thể A là đặc điểm chung nhất của các chi [35]. Vấn
đề này đặt ra yêu cầu loại hình cộng sinh này phải đƣợc đổi lại tên là
4
“arbuscular mycorrhiza” [26]. Những tranh luận xung quanh tên gọi của loại
hình cộng sinh này vẫn tiếp diễn thời gian sau đó. Trong một khoá học năm
2005 về nấm nội cộng sinh tổ chức tại Lisboa tại Portugal [20] tên gọi
“arbuscular mycorrhiza fungi” (AMF) đƣợc sử dụng để chỉ loại hình cộng
sinh này. Hiện nay, trong các tài liệu mới đƣợc công bố, thuật ngữ “arbuscular
mycorrhiza fungi” đều đƣợc các nhà khoa học thống nhất sử dụng thay thế
cho thuật ngữ “vesicular-arbuscular mycorrhiza”.
1.1.2. Phân loại bào tử.
Hiện nay, việc phân loại nấm nội cộng sinh có rất nhiều hạn chế. Nguyên
nhân là do tất cả các loài đều là vô tính, khó tồn tại trong môi trƣờng nhân tạo,
nhiều đặc điểm loài chồng chéo lên nhau, việc xác định đặc điểm thuộc sợi
nấm và bào tử, thiếu khoá phân loại đầy đủ về loài và chi.
Đầu tiên, việc phân loại dựa vào hình thái và đặc điểm cấu trúc của nấm.
Màu sắc của bào tử biến đổi và đƣợc sử dụng làm cơ sở cho việc phân loại
[17]. Khoảng đầu những năm 80, phƣơng pháp kháng thể huỳnh quang cũng
đƣợc đƣa ra để phân loại nấm đất. Sử dụng phƣơng pháp này đối với nội cộng
sinh chỉ đạt đƣợc hiệu quả khi theo dõi chặt chẽ các giai đoạn của nấm và bào
tử. Sau đó, phƣơng pháp phân loại dựa trên cơ sở huyết thanh học (Aldwell
và Hall 1987), điện di gen (Hepper 1987) và mức độ thay đổi axit béo
(Bentivenga và Morton 1994) [26]. Ngày nay phƣơng pháp DNA đƣợc các
nhà khoa học đánh giá rất cao. Năm 1993, Simon đƣa ra phƣơng pháp huỳnh
quang, phƣơng pháp này có thể dùng để xác định sự xâm nhiễm của VAM
trong rễ, nghiên cứu số lƣợng VAM và xác định VAM với cây chủ đặc trƣng.
Năm 2001 SchuBler sử dụng dữ liệu phân tử chứng minh mối liên hệ giữa
nấm nội cộng sinh và giữa nấm nội cộng sinh và nấm khác. Thông thƣờng
việc phân loại nấm nội cộng sinh sẽ vẫn dựa chủ yếu vào các đặc điểm cấu
5
trúc. Phƣơng pháp ADN và giải phẫu sẽ đƣợc dùng để đánh giá quan hệ ở
mức cao hơn [26]. Một trong những cơ sở quan trọng để phân loại theo hình
thái là bảng màu (Morton, 1992). Hiện nay, các tiêu chí dùng để phân loại bào
tử gồm: Sự sắp xếp bào tử, hình dạng bào tử, kích thƣớc bào tử, mầu sắc của
bào tử (phát hiện qua bảng màu chuẩn), sự phát triển của bào tử, cầu trúc bề
mặt bào tử (thông qua phản ứng nhuộm Melzer), cấu trúc thành bào tử, kiểu
nảy mầm của bào tử.
Các hệ thống phân loại ngày nay đƣợc sử dụng đều dựa trên cơ sở hệ
thống phân loại của Morton và Benny xây dựng năm 1990. Để có đƣợc hệ
thống phân loại này phải trải qua một thời gian dài với sự đóng góp của nhiều
công trình nghiên cứu. Bắt đầu bằng việc hình thành chi Endogone năm 1908,
tiếp đó chi Glomus mô tả lần đầu tiên do anh em Tulasne (1844). Năm 1849,
Fries xây dựng nên họ Endogonaceae [26]. Tuy nhiên họ này tiếp tục bị thay
đổi. Sau rất nhiều nghiên cứu, đây chính là thời điểm để hoàn thiện sự phân
loại hoặc phƣơng pháp nhận biết tất cả các loại bào tử của nấm nội cộng sinh.
Gerdermann và Nicolson, hai nhà bệnh học thực vật bằng quá trình thử
nghiệm đi đến quyết định sử dụng tên Latinh trong hệ thống phân loại. Moss,
nhà giải phẫu thực vật và Bowen, nhà sinh thái học nỗ lực để đƣa hệ thống mô
tả chủ yếu dựa trên cấu trúc vách tế bào, màu sắc và đặc điểm tế bào chất
(Moss và Bowen 1968). Vào đầu những năm 70, Gerdermann và Trappe
(Gerdermann và Trappe) thấy Endogone có số lƣợng loài rất lớn cần phải xem
xét lại. Họ chia Endogone senulato thành 7 chi gồm Endogone, Modicella,
Glaziella (không phải cộng sinh) và 4 chi cộng sinh Glomus, Sclerocystics và
hai chi mới là Gigaspora, Acaulospora. Sử dụng hệ thống phân loại của này,
Viện nghiên cứu của Ấn Độ đã phân lập từ đất vƣờn ƣơm 4 chi nấm nội cộng
sinh : Glomus, Sclerocystics, Gigaspora, Acaulospora và một chi không phải
cộng sinh chi Endogone. Năm 1982, Trappe và Schenck . Năm 1987, Walker
6
cũng cộng nhận đƣa 5 chi nấm nội cộng sinh ra khỏi Sclerocystics và gộp
thành Scutellospora. Năm 1990 Morton và Benny đặt 5 chi của Walker vào 3
họ (Glomaceae, Gigasporaneae, Acaulosporaceae) và 2 bộ phụ (Glomineae,
Gigasporineae), cả hai bộ phụ này đƣợc đặt trong một bộ mới là Glomales.
Năm 1990, Schenck và Pezer đƣa ra con số 148 loài nấm nội cộng sinh [34].
Sau đó, năm 2001 Morton và Benny công bố 2 họ nữa: Archacosporaceae và
Paraglomaceae với 2 chi mới là Archacospora và Paraglomus [26]. Năm 1998,
Trung tâm nghiên cứu nấm nội cộng sinh của Đài Loan (Arbuscular
mycorrhizal fungal Collection center in Taiwan – ACT) đề nghị công nhận 2
chi mới là Glomites và Jimtrappea [35]. Hiện nay hệ thống phân loại của
ACT thƣờng đƣợc áp dụng đối với các nƣớc châu Á.
1.1.3. Kỹ thuật tách bào tử, quan sát thể xâm nhiễm, đếm số lƣợng bào
tử
Một phần công việc cần thiết cho phân loại là tách bào tử từ đất. Thông
thƣờng có thể tách bào tử bằng sàng ƣớt và lọc, đây là phƣơng pháp thƣờng
đƣợc sử dụng để lọc tuyến trùng từ đất và đƣợc Gerdermann cải biên cho phù
hợp với nấm nội cộng sinh [21]. Phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng để tách
bào tử từ đất là phƣơng pháp sàng ƣớt (wet sieving) qua rây kết hợp với ly
tâm trong thang nồng độ của sucrose (dịch 50%) [17]. Tách bào tử từ đất còn
là khâu quan trọng để xác định số lƣợng bào tử có trong đất.
Thông thƣờng, số lƣợng bào tử nấm nội cộng sinh có trong đất thể hiên
mức độ chặt chẽ của mối quan hệ giữa thực vật và nấm nội cộng sinh. Việc
xác định số lƣợng bào tử cũng đƣợc thực hiện bằng nhiều cách khác nhau..
Phƣơng pháp thông dụng nhất ngày nay có lẽ đƣợc dựa trên cơ sở phƣơng
pháp đƣờng chéo của Newman (1966). Phƣơng pháp này đầu tiên để áp dụng
với mycorrhizas năm 1975 (Sparling và Tinker 1975), sau đó đƣợc dùng để so
7
sánh với các phƣơng pháp xác định khác [26]. Ngày nay, máy đếm bào tử
cũng đƣợc sử dụng dựa trên việc phân loại bào tử qua hình dạng và kích thƣớc
thay cho phƣơng pháp đếm thủ công, tuy nhiên sai số lớn.
Việc quan sát thể xâm nhiễm dựa trên cơ sở sử dụng Triphan Blue
(0,05%) làm biến màu thể xâm nhiễm trong rễ của cây chủ. Trong phƣơng
pháp này, đầu tiên nấm rễ cộng sinh đƣợc đun nóng bằng KOH 10%, sau đó
rửa bằng axít HCl, và biến màu bởi Tryphan blue. Thuốc màu sẽ ngấm sâu
vào sợi nấm nhƣng không ngấm sâu vào mô thực vật. Phƣơng pháp này nhìn
chung thích hợp với cây nông nghiệp một số loài khác. Năm 1980, Kormanik
đã mô tả kỹ thuật sử dụng axít fuschin để làm sạch và biến đổi màu những
mẫu rễ thực vật để có thể quan sát thể xâm nhiễm. Phƣơng pháp này có hiệu
quả hơn đối với thực vật có nhiều sắc tố trong rễ. Năm 1984, Brundrett và
cộng sự phát triển một phƣơng pháp khác với chlorazol black E, với kỹ thuật
mới này có thể quan sát đƣợc những giai đoạn của VAM trong rễ cây chủ rõ
ràng hơn những phƣơng pháp trên.
Vấn đề chung gặp phải khi áp dụng các phƣơng pháp trên để quan sát
mẫu là mẫu bị phá huỷ và tốn thời gian. Sự bắt màu và mức độ thay đổi màu
khác nhau đối với các mẫu rễ khác nhau. Nhiều loài thuộc chi Gigaspora và
Scutellospora biến đổi màu rất mạnh với Tryphan blue. Những loài này có
khả năng biến màu rất mạnh cho dù chúng cộng sinh với bất kì loài thực vật
nào Nhƣng có loài nhƣ Acaulospora trapei có sự biến màu trung gian với
Tryphan blue Thậm chí có một số loài của chi Glomus nhƣ G. leptoticum, G.
maculosum,...hoặc Acaulospora myriocarpa không biến màu với tryphan blue
Ames và cộng sự (1982) đã đƣa ra kỹ thuật không phá vỡ cấu trúc và tiến
đến đánh giá sự chuyển hoá hoạt động trong cấu trúc ở trong và bên ngoài rễ.
Cơ sở của phƣơng pháp này dựa trên sử dụng fluorescein diacetate (FDA) [1].
8
1.1.4. Sự phát tán bào tử.
Tất cả VAM đều phán tán một cách thụ động . Gió và động vật là những
nhân tố tích cực để phán tán bào tử. Taị những vùng khí hậu khô, gió là nhân
tố quan trọng nhất để phát tán bào tử nấm nội cộng sinh. Ngƣợc lại, với môi
trƣờng ẩm, động vật lại là vecto đóng vai trò chủ yếu trong việc phán tán bào
tử VAM. Trong đất, VAM đƣợc bảo vệ bởi chồi hoặc thân rễ.
Số lƣợng bào tử nấm nội cộng sinh trong đất đƣợc coi là yếu tố chỉ thị
quan trọng đánh giá ƣu thế của loài. Số lƣợng bào tử cũng nhƣ sự đa dạng loài
trong đất đƣợc canh tác nhiều hơn so với đất tự nhiên. Vì nấm nội cộng sinh
không dễ phán tán nên tầng đất canh tác là vị trí tốt nhất cho biết số lƣợng bào
tử [1]
1.1.5. Sinh thái học nấm nội cộng sinh.
Những nghiên cứu của McGonigle và Fitter năm 1990 đã bác bỏ những
nghiên cứu trƣớc đây. Hai nhà khoa học này đã chứng minh rằng sự cộng sinh
của VAM tại một vùng có thể chỉ ra mức độ đặc trƣng riêng của hệ sinh thái
vùng. Sự phát triển mạnh của nấm nội cộng sinh phụ thuộc vào nhiệt độ.
Một trong những vấn đề liên quan đƣợc các nhà khoa học quan tâm là
những yếu tố ảnh hƣởng đến nấm nội cộng sinh. Các nhà khoa học đã khẳng
định số lƣợng bào tử thay đổi theo tính chất mùa của thời tiết. Số lƣợng bào
tử nhiều vào cuối mùa hè hoặc mùa thu và sẽ giảm vào mùa động, mùa xuân
và mùa hè [33]. Khi nghiên cứu về nấm nội cộng sinh trong các khu rừng
nhiệt đới, Jha.D.K, G.D Sharma và R.R Mishra nhận thấy nấm nội cộng sinh
ở đây có ƣu thế hơn so với vùng rừng cận nhiệt đới. Số lƣợng bào tử và sự
phát triển của nấm nội cộng sinh tƣơng quan nghịch với độ ẩm đất [28].
9
Loài cây chủ cũng đƣợc xác định có liên quan đến số lƣợng bào tử nấm
nội cộng sinh trong đất. Thí nghiệm nhân nuôi bào tử nấm nội cộng sinh trong
chậu vại cho thấy cỏ và cây ngô có khả năng tạo ra số lƣợng bào tử nhiều hơn
so với cây đỗ tƣơng.
Một yếu tố khác ảnh hƣởng tới số lƣợng bào tử là độ sâu tầng đất. Năm
1972, Sutton & Barron đã thấy rằng số lƣợng nấm nội cộng sinh trong đất
canh tác nông nghiệp giảm theo độ sâu tầng đất mặt [33]. Đối với dạng lập địa
là cồn cát, sự xâm chiếm của nấm nội cộng sinh giảm tầng đất sâu [1].
Mohankumar. V và A. Mahadevan cũng có những kết luận tƣơng tự về rừng
nhiệt đới ở Ấn Độ. Khi tiến hành nghiên cứu tỷ lệ nhiễm trong mùa hè cao
hơn mùa mƣa, số lƣợng bào tử nấm nội cộng sinh giảm đi rõ rệt theo mức độ
tăng của độ sâu tầng đất [27].
Về vai trò của lân đối với nấm cộng sinh đã đƣợc Harley và Smith (1983)
tuyên bố, cung cấp lân rất cần thiết cho mọi loại nấm cộng sinh. Sau này, một
số nhà nghiên cứu Malaysia kết luận, lân có ảnh hƣởng thực sự tới sự hình
thành nấm cộng sinh, lân làm tăng việc hình thành nấm cộng sinh.
1.1.6. Ảnh hƣởng của nấm nội cộng sinh đối với thực vật chủ.
Đồng thời với những nghiên cứu về phân loại, tách bào tử, cấu trúc thì
những nghiên cứu về ảnh hƣởng của nấm nội cộng sinh đối với sinh trƣởng
của cây cũng đƣợc quan tâm từ rất sớm. Năm 1943, Asai đã sử dụng đất
không qua khử trùng nhƣ là một cách lây nhiễm nấm cộng sinh và đã chúng
minh đƣợc rằng cây trồng phát triển nhanh hơn so với không có nấm cộng
sinh. Năm 1957, Mosse trong một báo cáo khoa học đã chỉ ra việc nhiễm nấm
nội cộng sinh làm tăng sinh trƣởng của cây táo con từ chồi. Thí nghiệm với
10
cây ngô và yến mạch cũng cho kết quả tƣơng tự, cây đƣợc nhiễm nấm sinh
trƣởng tốt hơn so với cây không đƣợc nhiễm nấm [26].
Trong nhiều năm những nghiên cứu về nấm nội cộng sinh chỉ tập trung
vào vấn đề ảnh hƣởng của chúng đối với sinh trƣởng cây trồng mà không để ý
rằng giá trị của nấm nội cộng sinh mang lại cho thực vật chủ còn lớn hơn
nhiều (Roger.T.Koide và B. Mosse, 2004) [26]. Sau khi Barbara Mosse
(1953) và J.W. Gerdemann (1955) phát hiện ra bào tử của nấm nội cộng sinh
có thể sống cùng với thực vật trong chậu và đƣa ra phƣơng pháp nhân nuôi
thì những nghiên cứu về nấm nội cộng sinh và ảnh hƣởng của chúng đối với
thực vật mới đƣợc tiến hành sâu rộng trên nhiều lĩnh vực [21]. Các nhà khoa
đã chứng minh vai trò của nấm nội cộng sinh không chỉ làm tăng sinh trƣởng
và quá trình phát triển của cây trồng mà chúng có thể làm tăng khả năng hấp
thu khoáng trong đất nhƣ lân, đồng, kẽm… làm giảm mức độ ”sốc“ của cây
có nguyên nhân do đất nhiễm mặn, đất quá ẩm, nhiệt độ đất cao và nhiều
nguyên nhân khác [17]. Đối với đất bị nhiễm mặn, Dixon đã tiến hành nghiên
cứu trồng cây bạch đàn trên đất mặn với hỗ trợ của nấm nội cộng sinh và cũng
thu đƣợc những kết quả khả quan [19]. Ngoài ra ảnh hƣởng tích cực của nấm
nội cộng sinh thể hiện khả năng kháng bệnh của cây. Năm 1988 Bali bằng kết
quả thực nghiệm của mình đã chứng minh hiệu quả của nấm nội cộng sinh đối
với bệnh héo cây bông có nguyên nhân do nấm Fusarium [16]. Đặc biệt ảnh
hƣởng của nấm nội cộng sinh thể hiện rất rõ đối với bệnh ở rễ. VAM có thể
làm giảm nguồn bệnh hoặc giảm ảnh hƣởng của bệnh ở rễ có nguyên nhân do
nấm và tuyến trùng gây ra [32]. Đối với bệnh rễ gây ra bởi tuyến trùng, VAM
có thể cải thiện sức sống của cây chủ, từ đó làm giảm thiệt hại sản lƣợng gây
ra do tuyến trùng xâm nhiễm. Đặc biệt, với những đất có hàm lƣợng lân thấp
và nếu cây đƣợc nhiễm VAM sớm trong quá trình sinh trƣởng trƣớc khi bị
nhiễm tuyến trùng. Tuy nhiên những tác dụng này đối với bệnh ở lá và virus
11
không thể hiện rõ [32]. Ngoài ra, các nhà khoa học còn khám phá cơ chế gây
ra ảnh hƣởng của VAM đối với sinh trƣởng của thực vật.
1.1.7. Những nghiên cứu về cây họ Dầu.
Cây họ Dầu là loài cây đặc trƣng của vùng Đông Nam Á.. Tuy nhiên
không chỉ có các nhà nghiên cứu Đông Nam Á mà các nhà khoa học trên thế
giới cũng rất quan tâm đến loài cây này.
Nấm cộng sinh với cây họ Dầu đƣợc nghiên cứu từ rất sớm. Báo cáo
đầu tiên của các nhà khoa học Malaysia về nấm cộng sinh cây họ Dầu đƣợc
Singh công bố năm 1966. Tại Malaysia, cây họ Dầu là một trong những loài
cây rừng chủ yếu đƣợc nghiên cứu về nấm cộng sinh. Những nhà khoa học
Malaysia sử dụng những hai chủng nấm Pisolithus tinctorius để nhiễm cho
cây con của 3 loài. Nghiên cứu đã đi đến kết luận, mỗi chủng nấm thích hợp
với loài cây khác nhau. Pisolithus tinctorius còn đƣợc một số công trình
nghiên dùng để nhiễm cho một số loài khác cũng thuộc cây họ Dầu. Tại hội
thảo về nấm cộng sinh lần đầu tiên của châu Á, Hadi, S. và Erdy Satoso đã
công bố kết quả nhiễm nấm cộng sinh cho 5 loài họ Dầu (Hopea odorata,
Vatica sumartana, Shorea stenoptera, S. pinanga, S. compessa). Ba loài nấm
khác nhau đã đƣợc sử dụng để nhiễm cho những cây này. Tƣơng tự kết luận
của các nhà nghiên cứu Malaysia, họ cũng đƣa ra kết luận mỗi loài nấm cộng
sinh chỉ có tác dụng với một loài cây nhất định [21].
Khi nghiên cứu vùng đất Đông Kalimanta của Indonesia, các nhà khoa
học đã nhận thấy nguyên nhân gây nên trở ngại trong việc tái tạo rừng và
trồng rừng là do có độ phì thấp và chỉ có số lƣợng nhỏ nấm nội cộng sinh.
Trong một vài lập địa, có thể đạt sản lƣọng cao nhờ vào việc sử dụng kết hợp
nhiễm nấm và phân lân (Howeler & Sieverding 1983).
12
Ngƣời ta đã chứng minh đƣợc rằng sử dụng các sản phẩm than có thể cải
thiện tình trạng của nấm VAM và tăng khả năng chống chịu bệnh tật cho cây
con họ Dầu. Những nghiên cứu về sử dụng phối hợp than và lân có nguồn gốc
tự nhiên đƣợc tập trung thực hiện nhằm cải thiện khả năng tái tạo và hình
thành rừng cây họ Dầu [33].
Cải thiện sinh trƣởng cây con họ Dầu cũng đã đƣợc nghiên cứu. Lee và
Alexander nghiên cứu việc hình thành nấm cộng sinh đối với cây con họ Dầu
trong rừng tự nhiên. Một số loài cây họ Dầu trong đó có Sao đen đƣợc nhiễm
nấm cộng sinh để cải thiện tình hình sinh trƣởng, hấp thu lân của cây con
trong vuờn ƣơm. Liên quan đến vấn đề nhiễm nấm cho cây con họ Dầu giai
đoạn vƣờn ƣơm cũng còn có rất nhiều nghiên cứu khác. Tuy nhiên phần lớn
những nghiên cứu này sử dụng cây con trong vƣờn ƣơm và chƣa nghiên cứu
chi tiết nấm cộng sinh với cây trong tại rừng trồng [33]. Về phân loại nấm
cộng sinh, Makoto Ogawa đã phân lập và định danh đƣợc 33 loài nấm nhƣng
đều là nấm ngoại cộng sinh.
Nhƣ vậy, nấm cộng sinh với cây họ Dầu đƣợc nghiên cứu khá nhiều
nhƣng phần lớn những nghiên cứu tập trung vào nấm ngoại cộng sinh. Nấm
nội cộng sinh cũng đƣợc đề cập tới nhƣng không đƣợc nghiên cứu sâu.
1.1.8. Phƣơng thức sử dụng nấm nội cộng sinh
Mặc dù vai trò của VAM đã đƣợc khẳng đinh nhƣng có một thời gian
việc sử dụng nấm nội cộng sinh bị hạn chế do mức độ lây nhiễm thấp của
VAM trong đất có hàm lƣợng P2O5 ở mức cao. Vấn đề này hiện nay đã đƣợc
giải quyết bằng cách nuôi cây trong môi trƣờng đệm và nhiễm nấm từ giai
đoạn cây con. Nhiễm nấm nội cộng sinh làm tăng tỷ lệ sống của thực vật trong
nhân giống vi mô. Việc nhiễm nấm phải đƣợc thực hiện khi đƣa cây ra khỏi
