BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
NGÔ THANH PHONG PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN
VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM PSEUDOMONAS SPP.
BÓN CHO CÂY LÚA CAO SẢN
VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành VI SINH VẬT HỌC
Mã số 62 42 40 01

NGÔ THANH PHONG PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN
VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM PSEUDOMONAS SPP.
BÓN CHO CÂY LÚA CAO SẢN
VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành VI SINH VẬT HỌC
Mã số 62 42 40 01
ii
LỜI CẢM ƠN
Xin chân thành cảm ơn Thầy - PGS.TS. Cao Ngọc Điệp, người đã tận tâm
hướng dẫn khoa học, tư vấn và giúp tôi tiếp cận các khía cạnh khoa học cho sự thành
công của đề tài nghiên cứu sinh.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Cần Thơ, Ban lãnh
đạo Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, Ban chủ nhiệm Khoa Khoa
Học Tự Nhiên, Phòng Đào Tạo, Phòng Quản Lý Khoa Học, Khoa Sau Đại Học và các
Phòng Ban chức năng khác của Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi.
Chân thành cảm ơn quí Thầy Cô và anh chị đồng nghiệp ở Bộ môn Sinh học,
Khoa Khoa Học Tự Nhiên và Viện Nghiên Cứu và Phát triển Công Nghệ Sinh Học đã
tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ và tư vấn cho tôi trong thời gian học tập cũng như thực
hiện luận án này.
Cảm ơn ThS. Trần Thị Xuân Mai đã tư vấn thiết kế cặp mồi chuyên biệt cho
Pseudomonas stutzeri A1501; cảm ơn ông Đào Văn Sơn (nông dân ở nông trường
Sông Hậu) đã hỗ trợ đất ruộng để triển khai thí nghiệm chủng vi khuẩn cho cây lúa cao
sản trồng ngoài đồng; cảm ơn các học viên cao học và các sinh viên đã có sự cộng tác
trong thời gian qua.
Chân thành cảm ơn Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp cơ sở đã có những ý
kiến nhận xét và góp ý giúp cho luận án được hoàn chỉnh hơn trước khi trình phản biện
kín và bảo vệ luận án cấp Trường; cảm ơn hai nhà khoa học đã tham gia phản biện kín
cho luận án tiến sĩ; xin cảm ơn Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường.

nifH rRNA với cặp mồi đặc hiệu PolF-115 và PolR-476 để nhận diện Pseudomonas có
đoạn gen nifH , đã phát hiện 32/55 dòng vi khuẩn có băng tương ứng 361 bp so với
thang chuẩn.
Chọn 20 trong số 32 dòng vi khuẩn có đoạn gen nifH để kiểm chứng lại khả
năng cố định nitơ và cả 20 dòng vi khuẩn đều biểu hiện hoạt tính của nitrogenase
thông qua phương pháp khử acetylene (ARA). Đánh giá hiệu quả của 20 dòng vi
khuẩn này lên chiều cao và trọng lượng khô của cây lúa cao sản trồng trong dung dịch
khoáng (không sử dụng đạm) trong 20 ngày, đã chọn được 6 dòng vi khuẩn có độ hữu
hiệu cao để tiến hành thí nghiệm trên cây lúa cao sản trồng trong chậu ở nhà lưới. Kết
quả thí nghiệm đã xác định được 6 dòng vi khuẩn có khả năng cung cấp 25 – 75% nhu
cầu đạm sinh học cho sự phát triển của cây lúa trồng trong chậu.
Chọn 11 dòng vi khuẩn hữu hiệu nhất (bao gồm 6 dòng hiệu quả với cây lúa
trồng trong chậu và 5 dòng khác cũng có triển vọng cố định đạm cao) để tiến hành
định danh. Sử dụng cặp mồi PST3422-5 và PST3422-580 (được thiết kế nhận diện gen
nifH của Pseudomonas stutzeri A1501), đã phát hiện 4/11 dòng có băng tương ứng
575 bp và tương đồng với băng của dòng vi khuẩn đối chứng là Pseudomonas stutzeri
A1501 trong phổ điện di của các sản phẩm PCR. Kết quả giải trình tự DNA và so sánh
với ngân hàng dữ liệu NCBI cho thấy cả 4 dòng này đều tương đồng di truyền 98-99% iv

so với Pseudomonas stutzeri. Trong đó, hai dòng AG9 và BT2 tương đồng 99%, hai
dòng TG1 và BT1 tương đồng 98% với dòng CP000304.1 Pseudomonas stutzeri
A1501 và dòng CP002881.1 Pseudomonas stutzeri ATCC 17588. DNA của 7/11 dòng
vi khuẩn còn lại được tiếp tục giải trình tự (theo sản phẩm PCR dựa trên cặp mồi
FGPS4-281bis và FGPS1509’-153 tương ứng với đoạn 16S rRNA của Pseudomonas)
và so sánh với các dòng có trong ngân hàng dữ liệu NCBI. Kết quả cho thấy cả 7 dòng
này đều tương đồng di truyền 97-100% so với các loài thuộc giống Burkholderia.
Trong đó, dòng CT1 tương đồng 100% với dòng AB568313.1 Burkholderia

study was isolation and selection Pseudomonas spp. strains with the high biological
nitrogen fixation (BNF) ability to apply to high-yielding rice cultivated on the soil of
the Mekong Delta. The results achieved as follows:
One hundred and fifty isolates were isolated from 130 soil samples (rice
rhizosphere soils of 13 provinces in Mekong Delta). All of them were able to
synthesize NH
4
+
, 86/150 isolates synthesized NH
4
+
higher than 5 mg/l.
The effective isolates (high NH
4
+
biosynthesis) were analysed by PCR-16S
rRNA technique with primers FGPS4-281bis and FGPS1509'-153 to identify
Pseudomonas spp. The results showed that 55/86 isolates having band at 1500 bp in
comparision to standard ladder; 32/55 isolates were determined nifH gene with PCR
technique with specific primer PolF-115 and PolR-476 which had band at 361 bp in
electrophoresis gel.
Twenty isolates in 32 isolates had high nitrogenase activity through ARA
method. Screening of 20 isolates by evaluation of 20 isolates’s effectiveness on rice
cultivated mineral solution free N in 20 days (in-vitro), the results showed that six
isolates having high BNF ability manifested on height and dry weight of high-yielding
rice. With in-pots experiment, these six isolates provided 25 to 75% nitrogen
requirement in the rice growth.
Using primer PST3422-5 and PST3422-580 in PCR technique identified 4/11
isolates having band 575 bp together with reference strain (P. stutzeri A1501) in
electrophoresis. Isolates were sequenced, DNA sequencing were compared with

high-yielding rice, nif gene, Pseudomonas stutzeri, rhizosphere soil

vii
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
TÓM LƢỢC iii
SUMMARY v
MỤC LỤC vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi
DANH SÁCH BẢNG xii
DANH SÁCH HÌNH xiii
CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU – TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
.1. Tính cấp thiết của đề tài 1
.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 3
.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 4
.5. Những đóng góp của luận án 5
.6. Cơ sở lý luận và giả thuyết khoa học 6
CHƢƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cố định đạm sinh học ……………… 7
2.1.1. Khái quát về cố định đạm sinh học 7
2.1.2. Chu trình nitơ ………… 8
2.1.3. Vi khuẩn cố định đạm sống tự do ………………… 10
2.2. Tổng quan về vi khuẩn Pseudomonas 11
2.2.1. Đặc điểm của Pseudomonas 11
2.2.2. Phân loại Pseudomonas 13
2.2.3. Những loài Pseudomonas có khả năng cố định đạm 15
2.2.4. Phân lập và xác định Pseudomonas 16

3.3.4.1. Tách chiết DNA (Neumann et al., 1992) 43
3.3.4.2. Khuếch đại DNA 45
3.3.4.3. Điện di các sản phẩm PCR 46
3.3.4.4. Chụp hình gel điện di chứa sản phẩm phản ứng PCR 46
3.3.4.5. Giải trình tự DNA và so sánh với ngân hàng dữ liệu NCBI 47

ix
3.3.5. Đánh giá hiệu quả cố định đạm sinh học của các dòng vi khuẩn
với cây lúa cao sản 47
3.3.5.1. Ảnh hưởng của vi khuẩn lên cây lúa trồng trong ống nghiệm 47
3.3.5.2. Hiệu quả cố định đạm của vi khuẩn với cây lúa trồng trong chậu 49
3.3.5.3. Hiệu quả cố định đạm của vi khuẩn với cây lúa ngoài đồng 50
3.3.6. Khảo sát mật số vi khuẩn nuôi cấy trong môi trường lỏng 51
3.3.7. Thống kê, xử lý và phân tích số liệu ……………………………… 52
CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Kết quả thu mẫu đất vùng rễ lúa 53
4.2. Kết quả phân lập vi khuẩn cố định đạm 53
4.2.1. Các dòng vi khuẩn đã được phân lập ………………………………… 53
4.2.2. Đặc điểm của khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn …………………………. 54
4.3. Kết quả đánh giá khả năng cố định đạm của vi khuẩn 56
4.3.1. Khả năng tổng hợp NH
4
+
…………………………………………… 56
4.3.2. Hoạt tính nitrogenase ………………………………………… 60
4.4. Kiểm tra vi khuẩn bằng phương pháp sinh học phân tử 63
4.4.1. Nhận diện các dòng vi khuẩn bằng kỹ thuật PCR 63
4.4.2. Giải trình tự DNA và so sánh với ngân hàng dữ liệu NCBI 65
4.5. Hiệu quả cố định đạm của các dòng vi khuẩn với cây lúa cao sản 72
4.5.1. Ảnh hưởng của vi khuẩn với cây lúa trồng trong ống nghiệm …… 72

Phụ lục 15: Bảng kết quả khử acetylen của 20 dòng vi khuẩn ……………………. oo xi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 16S-rRNA/DNA gene 16S-ribosomal RNA/DNA coding gene
ARA Acetylene reduction assay
BNF Biological nitrogen fixation
Blast Basic local alignmeht search tool
BV, BK Burkholderia vietnamiensis, Burkholderia kururiensis
DNA, rRNA Deoxyribonucleic acid, ribosomal ribonucleic acid
dNTP Deoxy nucleoside triphotphate
ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long
EDTA Ethylenediaminetetraacetic acid
EtBr Ethidium Bromide
Gen nif Nitrogen fixing gene
HG, ST, BL, CM Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau
KG, AG, ĐT, TV Kiên Giang, An Giang, Đồng Tháp, Trà Vinh
LA, TG, VL, BT, CT Long An, Tiền Giang. Vĩnh Long, Bến Tre, Cần Thơ
NCBI National centre for biotechnology information
NT Nghiệm thức
PCR Polymerase chain reaction
PS Pseudomonas stutzeri

xii

4.3
Bảng tổng hợp sự phát triển và khả năng tổng hợp NH
4
+
của các dòng
vi khuẩn trong môi trường Burk lỏng không đạm
58
4.4
Mật số vi khuẩn (sau 2 ngày nuôi cấy) và hàm lượng NH
4
+
được tổng
hợp ở 20 dòng vi khuẩn
60
4.5
Hàm lượng NH
4
+
(mg/l) và hàm lượng nitrogenase (mM) được tổng
hợp ở 10 dòng vi khuẩn sau 2 ngày nuôi cấy (đợt 1)
61
4.6
Hàm lượng NH
4
+
(mg/l) và hàm lượng nitrogenase (mM) được tổng
hợp ở 10 dòng vi khuẩn sau 2 ngày nuôi cấy (đợt 2)
62
4.7
Hiệu quả của 20 dòng vi khuẩn lên chiều cao và trọng lượng khô cây

9
2.2
Quan hệ tương tác giữa vi sinh vật và thực vật ảnh hưởng đến sự tăng
trưởng của thực vật
10
2.3
Một số nguồn nitơ cung cấp cho cây
11
2.4
Pseudomonas dưới kính hiển vi điện tử
12
2.5
Khuẩn lạc của Pseudomonas stuzeri và Pseudomonas fluorescens
15
2.6
Cây di truyền (phylogenetic tree) biểu diễn mức độ tương quan di
truyền giữa các loài Pseudomonas dựa vào kết quả phân tích di truyền
phân tử
16
2.7
Cây di truyền (phylogenetic tree) của các loài Burkholderia
17
2.8
Nitrogenase có khả năng xúc tác chuyển hóa, khử N
2
thành NH
3

18
2.9

phóng đại 8500 lần
56
4.3
Dòng VL2 được chụp dưới kính hiển vi điện tử quét JSM 5500 ở độ
phóng đại 10000 lần
56
4.4
Mức độ tổng hợp NH
4
+
của các dòng vi khuẩn
57
4.5
Phổ điện di sản phẩm PCR được nhân lên từ DNA của các dòng vi
khuẩn Pseudomonas với cặp mồi tổng (M: thang chuẩn 100bp plus)
63

xiv

Hình
Tên hình
Trang
4.6
Phổ điện di sản phẩm PCR được nhân lên từ DNA của các dòng vi
khuẩn với cặp mồi xác định gen nifH (Thang chuẩn 100bp)
64
4.7
Phổ điện di của sản phẩm PCR được nhân lên từ DNA của 5 dòng P.
stutzeri A1501 (PS5), TG1, AG9, BT2 và BT1
65

Ruộng lúa thí nghiệm tại Nông trường Sông Hậu (trái) và các bụi lúa
ở các nghiệm thức chủng P. stutzeri PS4 (phải) được 89 ngày sau khi
gieo sạ (trước khi thu hoạch 1 ngày).
79
4.17
Hiệu quả của 4 chủng vi khuẩn và phân đạm hóa học trên năng suất
lúa cao sản (tấn/ha) trồng trên đất phù sa Nông trường Sông Hậu, Cần
Thơ (vụ Hè Thu 2011).
80
4.18
Tương quan tuyến tính giữa chiều cao cây và số bông/m
2
với năng
suất lúa ở mức ý nghĩa 5%
81
4.19
Hiệu quả của 4 chủng vi khuẩn và phân đạm hóa học lên hàm lượng
protein trong gạo (%)
82
4.20
Tương quan tuyến tính giữa hàm lượng protein trong gạo (%) với
năng suất lúa (tấn/ha) ở mức ý nghĩa 5%
83
4.21
Hiệu quả của 4 chủng vi khuẩn và phân đạm hóa học lên nitơ tổng số
(%) của đất trồng lúa ở Nông trường Sông Hậu, Cần Thơ
84

xv


; Bradyrhizobium cố định
đạm với cây họ đậu
(Elkan, 1992; Dowdlé và Bohlool, 1987; Buendia-Clavaria và ctv.,
1994)
; vi khuẩn Azospirillum
có khả năng cố định đạm, tổng hợp IAA, hòa tan lân và

2

các chất dinh dưỡng khác (Bilal và ctv., 1990; Seshadri và ctv., 2000; Somers và ctv.,
2005; Lăng Ngọc Dậu và ctv., 2007), loài Azospirillum lipoferum cũng đã được phân
lập từ cây lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long (Cao Ngọc Điệp và ctv., 2007); vi khuẩn
Azotobacter có khả năng cố định đạm (Döbereiner, 1974), như loài Azotobacter
paspali là loài vi khuẩn nội sinh đặc hiệu cho cây cỏ Paspalum notatum và khoai lang
(Döbereiner, 1976); vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus có một số đặc tính
như cố định đạm, tổng hợp kích thích tố tăng trưởng ở thực vật (phytohormone) như
auxin và gibberellin, làm giảm độ pH môi trường để hòa tan lân khó tan (Bastian và
ctv., 1998; Muthukumarasamy và ctv., 2002a; Tejera và ctv., 2003; Madhaiyan và ctv.,
2004), chúng thường hiện diện ở đất quanh rễ cây cà phê, khóm, lúa, khoai lang
(Jimenaz-Salgalo và ctv., 1997; Hernandez và ctv., 2000; Muthukumarasamy và ctv.,
2002b) đồng thời cũng xác định được nhóm vi khuẩn này có khả năng cố định đạm
mạnh mẽ làm tăng sản lượng mía đường, khóm, khoai lang (Prabudoss và Stella,
2009); vi khuẩn Burkholderia có khả năng cố định đạm và tạo nốt sần với những cây
họ đậu vùng nhiệt đới (Mounlin và ctv., 2001), cộng sinh với nhiều loại cây trồng giúp
cố định đạm và kích thích sự tăng trưởng khi chúng hiện diện ở đất quanh vùng rễ và
trong rễ của một số loại cây trồng như bắp, mía, cà phê, lúa (Scarpella và ctv., 2003;
Chen và ctv., 2006), khóm, chuối (Weber và ctv., 1999) và loài Burkholderia
vietnamiensis đã được tìm thấy trong rễ lúa trồng ở miền Nam Việt Nam (Gillis và
ctv., 1995); Một số chủng Pseudomonas có ảnh hưởng quan trọng trong sự sinh trưởng
và phát triển thực vật như tổng hợp kích tố tăng trưởng thực vật như: auxin, cytokinin,

- Mục tiêu cụ thể: (1) Phân lập và tách ròng các dòng Pseudomonas bản địa
có trong đất vùng rễ lúa ở đồng bằng sông Cửu Long làm nguồn vi khuẩn cố
định đạm với cây lúa cao sản; (2) Khảo sát đặc điểm, khả năng cố định đạm
sinh học và nhận diện vi khuẩn Pseudomonas trên các mức độ hình thái, hóa
sinh và sinh học phân tử (DNA); (3) Đánh giá hiệu quả cố định đạm của các
dòng vi khuẩn với cây lúa cao sản ở mức độ in-vitro cho đến nhà lưới và
ngoài đồng ruộng.

4

1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân lập vi khuẩn Pseudomonas spp. từ đất vùng rễ lúa ở đồng bằng sông
Cửu Long dựa trên môi trường chuyên biệt, đồng thời kiểm tra và nhận diện
các dòng vi khuẩn bằng các phương pháp hóa sinh và phương pháp sinh học
phân tử.
- Xác định sự hiện diện gen nif và đánh giá khả năng cố định đạm của các
dòng vi khuẩn Pseudomonas spp. đã phân lập được.
- Chọn lọc các dòng vi khuẩn Pseudomonas spp. dựa trên cơ sở các thí
nghiệm in-vitro và trong nhà lưới để tiến hành xác định hiệu quả cố định
đạm của các dòng vi khuẩn trên cây lúa cao sản trồng ở ngoài đồng.
.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài: các dòng vi khuẩn Pseudomonas spp. có khả
năng cố định đạm với cây lúa cao sản.
Phạm vi nghiên cứu: các dòng vi khuẩn Pseudomonas spp. bản địa được phân
lập từ đất vùng rễ lúa trồng ở 13 tỉnh thành đồng bằng sông Cửu Long, có mang gen
nif và có khả năng cố định đạm hữu hiệu với cây lúa cao sản trồng ở trên đất phù sa
Nông trường Sông Hậu, huyện Cờ Đỏ, Cần Thơ.
.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
1.4.1. Thời gian nghiên cứu
- Quyết định công nhận Nghiên cứu sinh số 6919/QĐ-BGDĐT ngày 15/10/2008

trên
10 mg/l, góp phần tìm ra nguồn vi sinh vật cố định đạm sinh học cung cấp cho
cây lúa cao sản.
- Xác định được sự hiện diện của gen nifH ở 32 dòng vi khuẩn, trong đó có 11
dòng vi khuẩn triển vọng được giải trình tự DNA, gồm có 4 dòng vi khuẩn
được xác định tương đồng 98-99% với Pseudomonas stutzeri, 5 dòng vi khuẩn
được xác định tương đồng 98-100% với Burkholderia vietnamiensis và 2 dòng
được xác định tương đồng 97% với Burkholderia kururiensis, trong đó có 1
dòng còn tương đồng 97% với Burkholderia brasilense [theo Yabuuchi và ctv.

6

(1992), Burkholderia được phân loại từ việc xác định và tách ra từ một số dòng
vi khuẩn Pseudomonas ban đầu].
- Sử dụng 6 dòng vi khuẩn có triển vọng ứng dụng cố định đạm để chủng cho cây
lúa trồng trong chậu, đã xác định được 6 dòng này đều có khả năng cung cấp
25-75% nhu cầu đạm sinh học cho sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa cao
sản OM2517 trồng trong chậu. Có 4/6 dòng vi khuẩn triển vọng trong chậu
được thí nghiệm chủng cho cây lúa cao sản trồng ở Nông trường Sông Hậu –
Cần Thơ. Kết quả cho thấy từng dòng vi khuẩn P. stutzeri PS4 (TG1) và B.
vietnamiensis BV3 (KG1) đều có khả năng cung cấp đến 50%N trong khi dòng
P. stutzeri PS1 (BT1) và B. vietnamiensis BV5 (CT1) đảm bảo được 25% nhu
cầu đạm cho sự phát triển của cây lúa cao sản.
.6. Cơ sở lý luận và giả thuyết khoa học
- Đồng bằng sông Cửu Long hiện đang trồng nhiều giống lúa cao sản và những
nghiên cứu gần đây cũng cho thấy có sự hiện diện của Pseudomonas spp. ở
vùng rễ của nhiều loại cây trồng trong đó có cây lúa cao sản. Tuy nhiên, việc
xác định khả năng cố định đạm hữu hiệu của vi khuẩn Pseudomonas spp. trên
cây lúa cao sản vẫn còn hạn chế. Vì vậy, nghiên cứu về vi khuẩn Pseudomonas
spp. đang được quan tâm, đặc biệt là tìm hiểu về khả năng cố định đạm với sự

Pseudomonas… hoặc có thể sống tự do nhưng cũng có thể nội sinh như Burkholderia
(Mattos và ctv., 2008).
Quá trình cố định đạm xảy ra trong tế bào của các vi sinh vật đều giống nhau là
nhờ chúng có hệ thống gen nif (ni là chữ viết tắt của nitrogen – nitơ và f là fixing – cố
định) điều khiển quá trình tổng hợp enzyme nitrogenase. Nitrogenase là hệ enzyme
xúc tác cho phản ứng khử N
2
thành NH
3
. Như vậy, hệ thống gen nif được xem là hệ
thống gen điều khiển cho quá trình cố định đạm sinh học. Tuy nhiên, ở vi khuẩn lam,
quá trình cố định đạm không phải xảy ra ở bất kỳ tế bào nào mà chỉ có thể xảy ra ở dị
bào (heterocyst) (Heldt, 1999).
Trong tự nhiên có những nhóm vi sinh vật có khả năng cố định N
2
từ không khí
để cố định thành đạm sinh học cung cấp cho cây. Những vi sinh vật này có một hệ
thống sinh hóa chuyên biệt. Vấn đề này có ý nghĩa to lớn và vô cùng quan trọng trong
nông nghiệp, vì vi sinh vật có thể cố định nitơ từ không khí (chiếm 78,16% theo thể
tích và 75,5% theo khối lượng bầu khí quyển) mà cây trồng không trực tiếp hấp thu

8
được (Nester và ctv., 2004). Theo Hardy và ctv., (1973), lượng đạm mà các vi sinh vật
trên trái đất có thể cố định hàng năm lên đến 175x10
6
tỉ tấn.
Phản ứng cố định đạm sinh học xảy ra được ở một số vi sinh vật là nhờ sự xúc
tác của một hệ enzyme chuyên biệt là nitrogenase. Enzyme này xúc tác phản ứng biến
đổi đạm ở thể khí (N
2

+ 8e
−
+ 16ATP → 2NH
3
+ H
2
+ 16ADP + 16Pi
2.1.2. Chu trình nitơ
Chu trình nitơ là quá trình biến đổi của nitơ trong sinh quyển, trong đó nitơ xuất
hiện dưới nhiều dạng tự do hay kết hợp (nitơ phân tử trong khí quyển, các nitrit, nitrat,
amoni, protein, acid amin ). Không khí chứa 78% nitơ phân tử (N
2
). Khí nitơ này có
thể được các vi sinh vật cố định như những vi sinh vật cộng sinh với thực vật bậc cao
hoặc sống tự do trong đất, đặc biệt là đất vùng rễ của thực vật (Nester và ctv., 2004).
Nitơ là nguyên tố thiết yếu cho các tiến trình sinh học, nó có trong thành phần
của các acid amin (hợp phần bắt buộc của protein trong tế bào chất đặc trưng cho sự
sống); hiện diện trong DNA, RNA (vật chất di truyền của tế bào ở cấp độ phân tử);
trong các enzyme; trong màng tế bào; mang chức năng cấu trúc hoặc giữ chức năng cử