BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN
 CAO BÌNH
NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI KHUẨN
CÓ KHẢ NĂNG SINH INDOL ACETIC ACID (IAA) TẠI
XÃ CƯM’LAN, HUYỆN EASOUP, TỈNH ĐĂK LĂK

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người HDKH: TS. Võ Thị Phương Khanh
BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010 iLỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố
trong bất kỳ một công trình nào khác.
BMT, ngày 28/11/2010
Người cam ñoan

Cao Bình

Cuối cùng, cho phép tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến gia ñình, bạn bè gần xa, ñặc biệt
là các bạn học viên lớp Sinh học thực nghiệm K2 ñã ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện ñề tài.
Xin chân thành cảm ơn!

BMT, ngày 28/11/2010
Học viên

Cao Bình
MỤC LỤC

Trang
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………….1
1.1. Đặt vấn ñề………………………………………………………………… ….1
1.2. Mục tiêu của ñề tài…………………………………………………………… 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn………………………………………………….2
1.3.1 Ý nghĩa khoa học……………………………………………………… ….2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn……………………………………………………… ….2
1.4. Giới hạn của ñề tài 2
PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………………………………… 3
1.1 .Đại cương về các chủng vi khuẩn sinh …………………………………… ….3

2.3.7.
Phương pháp ñánh giá khả năng tạo IAA của các chủng vi khuẩn theo
thời gian nuôi cấy.
………… ………………………………………………18

2.3.8.
Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn
2.3.9.
sinh IAA tuyển chọn ñến quá trình nẩy mầm của hạt ñậu tương
18

PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………… 19
3.1. Mô tả ñặc ñiểm hình thái khuẩn lạc và tế bào các vi khuẩn sinh IAA phân lập
tại Easup – Đăk Lăk………………………………………………………… …19
3.2. Đánh giá khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn phân lập………… …27
3.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố ñến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn
tuyển chọn………………………………………………………………….….…30
3.3.1. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy……………………………… …31
3.3.2.Ảnh hưởng của nồng ñộ tryptophan………………………………….….34
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy ………………………………….….36
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của dung dịch nuôi cấy vi khuẩn sinh IAA ñến quá trình
nảy mầm của hạt ñậu tương……………………………………………… … 38
3.4.1. Ảnh hưởng ñến sự nảy mầm hạt ñậu tương………………… 39
3.4.2. Ảnh hưởng ñến sự sinh trưởng rễ mầm ñậu tương……………………… 40
3.4.3. Ảnh hưởng ñến sinh trưởng của thân mầm……………………………… 42
3.4.4. Ảnh hưởng ñến trọng lượng khô của rễ ñậu tương ………………… 43
PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………… …… 45
4.1 Kết luậ…………………………………………………………………… 45
4.2 Kiến nghị………………………………………………………………… 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………… 47

3 IAA Acid indol acetic

4 MT Môi trường
5 dd Dung dịch
6 Nñ

Nồng ñộ

7 CT

Công thức

8 TBC Trung bình cộng
DANH MỤC HÌNH

Trang
Hình 3.1: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân
lập ñược trên ñất trồng và nốt sần ñậu tương……………………………… ….21
Hình 3.2: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân
lập ñược trên ñất trồng và nốt sần ñậu phộng…………………… ……………23
Hình 3.3: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân
lập ñược trên ñất trồng và nốt sần ñậu cô ve……………………………………24
Hình 3.4: Hình thái khuẩn lạc và tế bào các chủng vi khuẩn sinh IAA phân
lập ñược trên ñất trồng ngô…………………………………………… ………26
DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 3.1. Đặc ñiểm khuẩn lạc và tế bào của vi khuẩn phân lập từ ñất trồng
và nốt sần cây ñậu tương…….….……………… ……………………………… 20
Bảng 3.2. Đặc ñiểm khuẩn lạc và tế bào vi khuẩn phân lập từ ñất trồng và nốt

các chủng vi khuẩn………….…………………………………………… ……….35
Biểu ñồ 3.4: Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy của các chủng vi khuẩn ñến
khả năng sinh IAA………….…………………………………………… ………37
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn ñề
Đăk Lăk là một tỉnh có tiềm năng phát triển nông nghiệp với tổng diện tích
tự nhiên 1.308.500 ha, trong ñó ñất nông nghiệp chiếm 436.000 ha (chiếm 33%
tổng diện tích ) và thích hợp cho nhiều loại cây trồng. Trong những năm qua dưới
tác ñộng của thời tiết, khí hậu, canh tác làm cho ñất bị rửa trôi và xói mòn rất lớn.
Trình ñộ dân trí, khoa học kỹ thuật và ñiều kiện kinh tế của người dân tham gia
canh tác còn thấp. Một số nơi kỹ thuật canh tác chủ yếu dựa vào ñộ phì sẵn có của
ñất hoặc lạm dụng quá mức việc sử dụng phân bón hoá học làm ñất xấu ñi, mất cân
ñối các chất dinh dưỡng, bị chai cứng và làm giảm hệ vi sinh vật có ích. Đây là các
nguyên nhân chính làm năng suất cây trồng giảm, nguy cơ dịch bệnh cao dẫn ñến
ñất mất khả năng canh tác [3].

trồng. Từ ñó góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất trong nông nghiệp, góp phần
giảm lượng phân bón hoá học, giảm lượng chất kích thích sinh trưởng trong ñất,
góp phần bảo vệ môi trường.
1.4. Giới hạn của ñề tài
Là học viên lần ñầu tham gia nghiên cứu khoa học, thời gian thực hiện ñề tài
có hạn nên chúng tôi chỉ nghiên cứu những mục tiêu ñã ñề ra. Trong quá trình
nghiên cứu không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong quý thầy cô và các bạn
ñóng góp ý kiến ñể ñề tài ñược hoàn thiện hơn.
PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đại cương về các chủng vi khuẩn sinh IAA
Từ cổ xưa, mặc dầu chư nhận thức ñược sự tồn tại của vi sinh vật, nhưng loài
người ñã biết khá nhiều về tác dụng do vi sinh vật gây nên. Trong sản xuất và trong
ñời sống, con người ñã tích lũy ñược nhiều kinh nghiệm về các biện pháp lợi dụng
các vi sinh vật có ích và phòng tránh các vi sinh vật có hại.
Vi sinh vật sống ở khắp mọi nơi trên Trái Đất, từ ñỉnh núi cao ñến tận ñáy
biển sâu, trong không khí, trong ñất , trong hầm mỏ, trong sông ngòi, ao hồ, trên da,
trong thực phẩm, vật liệu
Vi sinh vật là những sinh vật có cấu tạo ñơn giản, kích thước rất nhỏ bé mắt
thường khó có thể quan sát ñược, tuy nhiên số lượng của chúng thì vô cùng lớn. Vi
khuẩn là một nhóm sinh vật có số lượng lớn trong thế giới vi sinh vật. Phần lớn
chúng sử dụng nguồn dinh dưỡng ñạm từ môi trường ñất hay xác bã thực vật và ñặc
biệt có một số loài vi khuẩn có khả năng sử dụng nitơ từ không khí. Những sinh vật
này có vai trò vô cùng quan trọng ñối với sản xuất nông nghiệp và con người. Nhờ
có chúng, thực vật trên hành tinh có thêm nguồn dinh dưỡng ñạm cho hoạt ñộng

C và hầu như không phát triển ở cận 20
0
C và cận 40
0
C.
Chúng phát triển tối ưu ở nhiệt ñộ 30
0
C [17].
Trong ñất, Azotobacter sp tập trung ở vùng gần rễ cây có tác dụng làm tăng
cường thức ăn Nitơ cho cây trồng. Đồng thời tác dụng của Azotobacter sp ñối với
cây trồng còn ñược chứng minh ở khả năng kích thích sinh trưởng của chúng như
tác dụng kích thích sự nảy mầm và sinh trưởng của mầm hạt. Azotobacter sp có khả
năng tiết vào môi trường các vitamin, axit amin cũng như các chất kích thích sinh
trưởng thực vật (axit indol axetic, gibberelic) [20, 28].
1.1.2. Bradyrhizobium Bradyrhizobium Nốt sần trên rễ
Bradyrhizobium là vi khuẩn có khả năng cố ñịnh nitơ cộng sinh ở cây họ ñậu,
còn ñược gọi là vi khuẩn nốt sần [27].
Trên môi trường ñặc, khuẩn lạc của chúng có dạng trơn bóng, nhầy, không
màu, ñường kính khuẩn lạc không quá 1mm [4].
Bradyrhizobium là vi khuẩn hiếu khí, tuy nhiên chúng có thể phát triển ñược
ngay cả trong trường hợp chỉ có một áp lực oxy rất thấp khoảng 0.01 atm. Chúng
phát triển thích hợp ở pH = 6.5 – 7.5. Sự sinh trưởng của chúng bị cản trở khi pH hạ
thấp ñến 4.5 – 5.0 hoặc nâng lên ñến 8.0. Nhiệt ñộ phát triển thích hợp ñối với vi
khuẩn là 24- 26
0
C, ở nhiệt ñộ 37
0

C. Những khuẩn lạc Azospirillum trên môi trường khoai tây - agar có màu hồng
nhạt hoặc ñậm, thường có nếp gấp và không có chất nhầy, dinh dưỡng bằng hợp
chất hữu cơ. Một số dòng Azospirillum là những sinh vật tự dưỡng không bắt buộc.
Vi khuẩn Azospirillum phát triển tốt trên muối của những acid hữu cơ như: malate,
succinate, lactate hoặc pyruvate. Fructose và những ñường ñôi khác cũng có thể
ñược vi khuẩn sử dụng là nguồn carbon, ñặc biệt vi khuẩn không sử dụng ñường
ñơn. Một số dòng Azospirillum cần biotin cho sự phát triển của chúng [19].
Azospirillum sống thành tập ñoàn ở vùng rễ của nhiều loài thực vật trong khu
vực nhiệt ñới và cận nhiệt ñới. Ngoài khả năng cố ñịnh nitơ chúng còn có khả năng
khử nitrat, chống lại vi khuẩn gây bệnh thối lá ở cây dâu tằm [12].
Azospirillum có khả năng sinh tổng hợp các hoormon tương tự các hoormon
sinh trưởng thực vật như IAA (indol acetic acid), gibberelin, cytokinin [27].
Azospirillum có thể kích thích thực vật sinh trưởng bởi sự kích thích hình thành rễ,
tăng ñộ dài rễ [15, 17].
1.1.4. Vi khuẩn Rhizobium sp Rhizobium Nốt sần trên rễ chứa vi khuẩn
Vi khuẩn Rhizobium là vi khuẩn cố ñịnh Nitơ cộng sinh với rễ cây bộ ñậu
còn gọi là vi khuẩn nốt sần, ñược phân lập vào năm 1888. Chúng hình thành những
nốt sần ở rễ cây bộ ñậu, ñôi khi cả ở phần thân cây rất gần với ñất và cư trú trong ñó
[23].
Trong quá trình phát triển vi khuẩn nốt sần thường có sự thay ñổi hình thái.
Lúc còn non ña số các loài có hình que, có khả năng di ñộng bằng ñơn mao, chùm
mao hoặc chu mao tùy từng loài. Sau ñó trở thành dạng giả khuẩn thể, có hình que
phân nhánh, mất khả năng di ñộng. Ở dạng này, vi khuẩn nốt sần có khả năng cố
ñịnh Nitơ. Khi già dạng hình que phân nhánh phân cắt tạo thành dạng hình cầu nhỏ
[23].
Vi khuẩn nốt sần thuộc loại hiếu khí, ưa pH trung tính hoặc hơi kiềm, thích
hợp với nhiệt ñộ từ 28

1.2.1. Sơ ñồ cấu tạo IAA.
Indole-3-acetic acid (IAA)
1.2.2. Sự phân bố của IAA.
IAA phân bố rộng trong thế giới từ vi khuẩn ñến thực vật bậc cao. Trong cơ
thể thực vật bậc cao, IAA tập trung nhiều trước hết trong các chồi, lá ñang phát
triển, trong tầng phát sinh, trong hạt ñang ñược hình thành, trong phấn hoa và trong
hạt ñang nảy mầm. Trong cây nguyên vẹn thường auxin có hoạt tính cao ở ñỉnh của
cành chính [7].
1.2.3. Sinh tổng hợp IAA.
IAA ñược tổng hợp ở tất cả các thực vật bậc cao, tảo, nấm và ở cả vi khuẩn.
Ở thực vật bậc cao, IAA ñược tổng hợp chủ yếu ở ñỉnh chồi ngọn và từ ñó ñược vận
chuyển xuống dưới. Sự vận chuyển của auxin trong cây có tính chất phân cực rất
nghiêm ngặt, tức là chỉ vận chuyển theo hướng gốc. Chính vì vậy càng xa ñỉnh
ngọn, hàm lượng auxin càng giảm dần tạo nên một gradien nồng ñộ giảm dần của
auxin từ ñỉnh ngọn xuống gốc của cây. Ngoài ñỉnh ngọn ra thì các bộ phận non khác
của cây cũng có tính chất như vậy [14].
Sự tổng hợp auxin diễn ra thường xuyên và mạnh mẽ trong cây. Quá trình
này ñược xúc tác bởi hàng loạt các enzyme ñặc hiệu. Chất tiền thân là acid amine
tryptophan. Sự tổng hợp IAA diễn ra theo ñường hướng chung cho hầu hết thực vật
[14].
Tiền chất của IAA: Sự tương ñồng về cấu trúc của acid indol-3-acetic và acid
amin Tryptophan là cơ sở cho giả ñịnh rằng auxin có phải ñược tổng hợp từ acid
amin ñó. Giả thuyết này ñã ñược chứng minh nhờ phương pháp nguyên tử ñánh dấu
[7].
Các con ñường sinh tổng hợp IAA:
Phân tích sắc ký ñã cho phép phát hiện ra nhiều con ñường sinh tổng hợp
IAA [9].

R-CH
2
-CHO
Indol-axetaldehit

R-CH
2
-CH(NH
2
)-COOH
Triptophan

R-CH
2
-CO-NH
2
Indol-axetamit

R-CH
2
-CH(=NH)-COOH

Indol-axetimin

R-CH
2
-COOH
A. indol-axetic

R-CH

ñộng sinh lí như quang hợp, hô hấp, sự vận chuyển vật chất trong cây [13].
Hiệu ứng ña dạng của IAA trong cây là sự minh họa gây ấn tượng mạnh về
tác ñộng hoormone như là những kích thích ñộng của cơ quan không ñặc hiệu hay
của hình mẫu phản ứng của mô ñặc hiệu với trạng thái sẵn sàng phản ứng trả lời tại
nơi tác ñộng [9].
1.3. Tình hình nghiên cứu
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy rằng các chủng vi khuẩn có khả năng
tạo IAA như vi khuẩn thuộc chi Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum,
Bradyrhizobium, Pseudomonas, Bacillus ñã cho kết quả khả quan [1,2,11,24 ].
Lăng Ngọc Dậu ñã nghiên cứu khả năng tạo IAA của vi khuẩn Azospirillum
lipoferum. Ông tiến hành nuôi cấy chủng vi khuẩn này trong môi trường Nfb có bổ
sung Tryptophan, theo dõi tại những thời ñiểm khác nhau. Kết quả cho thấy tại thời
ñiểm ngày thứ 10 sau khi cấy ủ, khả năng tạo IAA của vi khuẩn ra môi trường cao
nhất [2].
Năm 2003, Phạm Việt Cường công bố ñề tài nghiên cứu về khả năng tạo IAA
của một số chủng vi khuẩn chi Bacillus. Kết quả cho thấy khả năng sinh tổng hợp
IAA của các chủng vi khuẩn nghiên cứu thay ñổi phụ thuộc rất nhiều vào chủng
giống, môi trường nuôi cấy và một số nhân tố khác [1].
Vũ Thuý Nga và các cộng sự cũng ñã nghiên cứu sự ảnh hưởng của mật ñộ vi
khuẩn và ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy ñến khả năng sinh tổng hợp IAA của
vi khuẩn Bradyrhizobium [24 ].
Năm 2003 Phạm Bích Hiên, Phạm Văn Toàn (Viện khoa học kỹ thuật Việt
Nam) ñã nghiên cứu và tuyển chọn ñược một số chủng Azotobacter ña hoạt tính có
khả năng sinh IAA ứng dụng vào làm phân vi sinh chức năng [15].
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới ñã có rất nhiều nghiên cứu về các chủng vi khuẩn có khả năng
sinh IAA, từ các chủng vi khuẩn sống cộng sinh ở nốt sần của rễ cây ñến các vi
khuẩn sống tự do trong ñất như: Azotobacter, Azospirillum, Rhizobium,
Bradyrhizobium, Pseudomonas….

Trích đoạn Ảnh hưởng của thời gian nuơi cấy

---