Bộ môn Vi Sinh Vật

THU THẬP THÔNG TIN CÁC VI SINH VẬT MỚI

 

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học tập trung nghiên cứu sử dụng các vi sinh vật như một nhân tố chủ yếu giúp cây trồng chống chịu các yếu tố gây stress do môi trường gây ra (Mayak et al., 2004; Dimkpa et al., 2009). Trong nhóm này vi khuẩn sinh tổng hợp ACC deaminase được nghiên cứu kỹ lưỡng và được đánh giá có nhiều triển vọng nhất. Enzym phân hủy hợp chất ACC – một tiền chất tổng hợp ethylene, một loại hoóc môn có khả năng kìm hãm quá trình phát triển thực vật bằng cách giảm thiểu sinh tổng hợp nhóm kích thích tố IAA (Glick, 2005).  Ethylene là nhóm hoóc môn chủ yếu được thực vật sản sinh trong điều kiện bị các tác nhân gây stress (Nhiệt độ cực đoan, sát thương cơ học khô hạn, mặn…) gây hiện tượng già sinh lý (Abeles et al., 1992; Roman et al., 1995; O’Donnell et al., 1996; Penninckx et al., 1998). Bằng cách giảm thiểu sinh tổng hợp ethylene các nhóm kích thích tố được tổng hợp giúp cây trồng phát triển. (Glick et al., 2007, Kang et al., 2010). Nghiên cứu của Mayak và các cộng sự, 2004 cho thấy cây cà chua được xử lý chủng vi khuẩn Achromobacter piechaudii ARV8 vẫn phát triển được ở nồng độ muối  172 mM, cây cà chua non được xử lý với các chủng vi khuẩn Pseudomonas fluorescens TN1, Pseudomonas. aeruginosa T15 và Pseudomonas. stutzeri C4 đều phát triển mạnh hơn so với cây đối chủng được trồng trong môi trường chứa 2% NaCl  (Neelam Tank and Meenu Saraf, 2010), sử dụng vi khuẩn sinh tổng hợp ACC deaminase làm tăng tỷ lệ nảy mầm, chồi, rễ và thành phần diệp lục trên cây lúa vi khuẩn Bacillus mojavensis làm tăng trọng lượng thân, rễ, diệp lục và khả năng hấp thu dinh dưỡng cây lúa mì so với đối chứng khi trồng đất nhiễm mặn. Một số nghiên cứu nhóm vi sinh vật được sử dụng giúp cây trồng hạn chế tác hại do các yếu tố môi trường được tổng hợp tại bảng 1.

Bảng 1: Một số ứng dụng vi sinh vật hạn chế các tác nhân gây stress ở cây trồng

Tác nhân gây stress	Giống Vi sinh vật	Cây trồng/Tên khoa học	Nhóm tác giả/năm công bố
Mặn	Pseudomonas pseudoalcaligenes, Bacillus pumilus	Lúa (Oryza sativa)	Jha et al. (2010)
Mặn	Bacillus megaterium	Ngô (Zea maize L.)	Marulanda et al. (2010)
Mặn	Azospirillum brasilense	Lúa mạch (Hordeum vulgare)	Omar et al. (2009)
Mặn	Pseudomonas mendocina	Xà lách (L. sativa L. cv. Tafalla)	Kohler et al. (2009)
Mặn	Pseudomonas fluorescens	Lạc (Arachis hypogaea)	Saravanakumar & Samiyappan (2007)
Mặn	Azospirillum spp.	Xà lách (Lactuca sativa)	Barassi et al. (2006)
Mặn	Achromobacter piechaudii	Cà chua (Lycopersicon esculentum)	Mayak et al. (2004)
Mặn	Aeromonas hydrophila/caviae Bacillus insolitus, Bacillus sp.	Lúa mì (Triticum aestivum)	Ashraf et al. (2004)
Mặn	Azospirillum spp.	Ngô (Z. maize)	Hamdia et al. (2004)
Mặn	Azospirillum brasilense	Đậu gà (Cicer arietinum), faba beans (Vicia faba L.)	Hamaoui et al. (2001)
Khô hạn	Pseudomonas spp.	Ngô (Zea mays L. cv. Kaveri)	Sandhya et al. (2010)
Khô hạn	Pseudomonas spp.	Măng Tây (Asparagus officinalis L.)	Liddycoat et al. (2009)
Khô hạn	Pseudomonas mendocina	Xà lách (Lactuca sativa L.)	Kohler et al. (2008)
Khô hạn	Rhizobium tropici, Paenibacillus polymyxa	Đậu cô ve (Phaseolus vulgaris L.)	Figueiredo et al. (2008)
Khô hạn	Bacillus spp.	Xà lách (Lactuca sativa L.)	Arkhipova et al. (2007)
Khô hạn	Achromobacter piechaudii	Cà chua (L. esculentum), Ớt (Capsicum annuum)	Mayak et al. (2004)
Khô hạn	Azospirillum spp.	Lúa mì (T. aestivum)	Creus et al. (2004)
Khô hạn	A. brasilense	Ngô (Z. mays)	Casanovas et al. (2002)
Khô hạn	A. brasilense	Đậu (P. vulgaris)	German et al.(2000)
Áp suất thẩm thấu	Bacillus subtilis	Arabidopsis	Zhang et al. (2010)
Áp suất thẩm thấu	A. brasilense	Lúa (Oryza sativa L.)	Cassan et al. (2009)
Ngập Úng	Enterobacter cloacae, Pseudomonas putida	Cà chua (L. esculentum)	Grichko and Glick (2001)
Nhiệt độ cực đoan	Burkholderia phytofirmans	Nho (Vitis vinifera)	Barka et al. (2006)
Nhiệt độ cực đoan	P. fluorescens, Pantoea agglomerans, Mycobacterium spp.	Lúa mì (Triticum aestivum)	Egamberdiyeva & Hoflich (2003)
Nhiệt độ cực đoan	B. phytofirmans	Khoai tây (Solanum tuberosum)	Bensalim et al. (1998)
Thiếu hụt dinh dưỡng	Bacillus spp. Burkholderia spp. Streptomyces platensis	Ngô (Z. maize L)	Oliveira et al. (2009)
Độc tố kim loại năng	Sanguibacter spp. Pseudomonas spp.	Thuốc lá (Nicotina tabacum)	Mastretta et al. (2009)
Độc tố kim loại năng	Bacillus subtilis, Pantoea agglomerans	Yến mạch (Avena sativa)	Pishchik et al. (2009)
Độc tố kim loại năng	Methylobacterium oryzae, Burkholderia spp.	Cà chua (Lycopersicon esculentum L.)	Madhaiyan et al. (2007)
Độc tố kim loại năng	Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus spp.	Lúa (O. sativa)	Asch & Padham (2005), Terré et al. (2007)
Chịu nhiệt	Stenotrophomonas maltophilia,  Burkholderia territorii,  Pseudomonas oryzihabitans, Bacillus tropicus	Dứa	DoriKusumaJaya et al., 2019
Chịu mặn	Aneurinibacillus aneurinilyticus, Paenibacillus spp.	Đậu cô ve (Phaseolus vulgari)	Shikha Gupta and Sangeeta Pandey (2020)
Chịu hạn	Bradyrhizobium spp.SUTN9-2	Lúa (O. sativa)	Sukanlaya Sarapat et al., 2020

 

Hàng loạt các kết quả nghiên cứu đều cho thấy: cây trồng có thể sinh trưởng và phát triển được trong điều kiện chịu các tác động bất lợi bên ngoài khi được liên kết với các vi khuẩn sinh tổng hợp enzim ACC deaminase.

               - Một số các vi sinh vật mới khác được sử dụng trong nông nghiệp trong và ngoài nước:

               + Chủng vi sinh vật Trichoderma asperelloides có hoạt tính kích thích sinh trưởng hệ rễ cây trồng (các chủng vi sinh vật chi Trichoderma thường có hoạt tính phân giải xenlulo, đối kháng vsv gây bệnh);

               + Chủng Pseudomonas putida Rs-198 có khả năng kích thích sinh trưởng hệ rễ cây trồng, chịu mặn...);

               + Chủng Paraburkholderia có vai trò trong việc phân hủy các chất thơm có nguồn gốc từ thực vật (tannin và phenolics).