Nghiên cứu khoa học

ẢNH HƯỞNG CỦA VI
KHUẨN
METHYLOBACTERIUM
RADIOTOLERANS 1019
LấN SỰ PHÁT SINH CƠ
QUAN Ở THỰC VẬT

ẢNH HƯỞNG CỦA VI KHUẨN METHYLOBACTERIUM RADIOTOLERANS 1019 LấN SỰ
PHÁT SINH CƠ QUAN Ở THỰC VẬT

Kiều Phương Nam, Đỗ Thị Di Thiện, Trần Minh Tuấn, Bùi Văn Lệ
Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP. HCM


Lá, lóng thân, chồi ngủ của cây Cúc (Chrysanthemum sp.), Thuốc lá (Nicotiana tabacum
L. cv Samsun), Saintpaulia ionantha, Cà chua (Lycopersicum esculentum). Mô giữa phiến lá-
cuống lá cây hông (Paulonia fortunei) trong điều kiện in vitro. Cuống bông cây Súp lơ (Brassica
oleracea var. botrytis).

Phương pháp
Lớp mỏng tế bào lóng thân (dầy 1-3mm) và phiến lá (2mm x 0,5cm) của các nhóm cây
được cấy vào đĩa petri chứa môi trường MS bổ sung BA và NAA có nồng độ khác nhau tùy theo
mục tiêu (bảng 1). Cuống hoa cây súp lơ được khử trùng bằng dung dịch javel 1,5% trong thời
gian 15 phút sau đó cắt thành lát mỏng có bề dày 1-2mm.
Sau khi cấy, bổ sung 1ml dịch vi khuẩn 1019 đã được nuôi cấy lỏng lắc trên môi trường
MS sau 4 ngày, mẫu đối chứng không bổ sung dịch vi khuẩn.
Kết quả được ghi nhận sau 21 ngày nuôi cấy với các chỉ tiêu tỉ lệ phần trăm mẫu cấy tạo
mô sẹo, chồi hay rễ, số cơ quan trung bình/ mẫu và đường kính mô sẹo.
Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần, 30 mẫu cho mỗi nghiệm thức, kết quả được xử lý
thống kê bằng chương trình Excel.

Bảng 1. Các loại môi trường sử dụng
Loài thực vật Môi trường nuôi cấy bổ sung Mục tiêu Tài liệu tham khảo
Thuốc lá
0,5 mg/l BA *
Cà chua
2,5 mg/l BA và 0,05 mg/l NAA *
Saintpaulia
0,4 M NAA và 0,1 M BA
Chồi
*

là 81,81%, số chồi trung bình trên mẫu là 4,83±0,24; đường kính trung bình khoảng 0,91±0,03,
hầu hết là mô sẹo xốp, xuất hiện ở rìa mẫu cấy. Như vậy, chủng vi khuẩn M. radiotolerans
1019 bổ sung vào môi trường nuôi cấy có ảnh hưởng mạnh tới sự phát sinh cơ quan ở lớp
mỏng phiến lá của cây cà chua.
Kết quả này cho thấy: Chính vi khuẩn bổ sung vào môi trường nuôi cấy đã làm thay đổi tỷ
lệ các chất điều hoà tăng trưởng thực vật, qua đó thúc đẩy hay làm thay đổi chiều hướng biệt
hoá cơ quan của thực vật nuôi cấy in vitro. Sự khác biệt về kết quả hình thành chồi ở cây thuốc
lá, Saintpaulia, cây cà chua và giữa phiến lá với lóng thân cho thấy tác động của vi khuẩn sẽ
khác nhau phụ thuộc vào bản chất loại mô và loại thực vật.
Bảng 2. ảnh hưởng của chủng vi khuẩn 1019 lên sự phát sinh chồi ở thuốc lá và
Saintpaulia ionathna nuôi cấy in vitro
Lóng thân Phiến lá
Tỉ lệ % mẫu
cấy tạo chồi
Số chồi trung
bình trên mẫu
Tỉ lệ % mẫu cấy
tạo chồi
Số chồi trung bình
trên mẫu
Loài thực
vật
Đối
chứng
Bổ
sung

Đối
chứng
Bổ

14,74 ±
0,25 Hình 1. Anh hưởng của chủng 1019 lên sự tạo chồi ở cây thuốc lá (A), ở cây cà chua (B)
sau 21 ngày nuôi cấy.

Sự phát sinh mô sẹo
Các kết quả khảo sát về ảnh hưởng của vi khuẩn lên sự hình thành mô sẹo ở cây thuốc
lá, cây cúc và cây súp lơ cho thấy vi khuẩn có ảnh hưởng khác nhau lên quá trình hình thành
mô sẹo ở các loại mô hay các loài cây nuôi cấy. Đối với cây cúc vi khuẩn hạn chế sự hình
thành mô sẹo nhưng kích thích sự thành lập phôi ở các mô sẹo này, trong khi đó ở cây thuốc
lá vi khuẩn lại ức chế quá trình hình thành mô sẹo (bảng 2). Còn ở cây súp lơ vi khuẩn lại có
vai trò thúc đẩy quá trình hình thành mô sẹo, cụ thể: sau 14 ngày nuôi cấy, lớp mỏng tế bào
cuống hoa trên môi trường đối chứng chưa hình thành mô sẹo, còn trên môi trường có sự hiện
điện của vi khuẩn thì 100% mẫu cấy hình thành mô sẹo, nhưng rất nhỏ và chỉ xuất hiện ở rìa
mẫu cấy (hình 2 F) . Các kết quả này cùng với ghi nhận ức chế sự hình thành phôi từ mô sẹo
ở cây lúa của vi khuẩn Methylobacterium sp. (Madhaiyan M., Selvaraj P., Jeounghyun R.,
Tongmin S., 2006b) một lần nữa là minh chứng cho sự tác động của vi khuẩn lên quá trình
hình thành mô sẹo cũng như phát sinh cơ quan từ mô sẹo này.

Bảng 3. Ảnh hưởng của chủng 1019 lên sự hình thành mô sẹo ở cúc và thuốc lá
Lóng thân Phiến lá
Tỉ lệ % mậu cấy
tạo mô sẹo
Đường kính
trung bình (cm)

0,01
0,37 ±
0,01
*

Thuốc lá
41,66 26,31
0,46 ±
0,01
0,39 ±
0,01
58,82 5,26
0,30 ±
0,01
0,24 ±
0,01
*
Có sự tạo phôi ở mẫu phiến lá nuôi cấy trên môi trường có bổ sung vi khuẩn sau 14 ngày,
31,25% mẫu cấy hình thành phôi, số phôi trung bình trên mẫu: 8,16±0,23 (hình 2, A,B,C,D)

A

B

Hình 2. ảnh hưởng của chủng 1019 lên sự hình thành mô sẹo ở cây thuốc lá (E);
cây súp lơ (F) sau 21 ngày nuôi cấy. Các giai đoạn phát triển của phôi cây cúc hình thành
từ mô sẹo trên môi trường có bổ sung vi khuẩn Methylobacterium sp., A: Cụm phôi hình

Hoa
cúc
*
30,76 9,09
1,96±0,1
2
0,87±0,13 32,50 96,66 1,96±0,21
3,19±0,1
9
Mô giữa phiến lá và cuống lá
Tỉ lệ % mẫu tạo rễ Số rễ trung bình trên mẫu
Đối chứng Bổ sung Đối chứng Bổ sung
Hông
12,50 83,33 2,11± 0,02 4,34 ± 0,01
* có sự hình thành chồi sau 30 ngày nuôi cấy (hình 3, A). Hình 3. ảnh hưởng của chủng 1019 lên sự hình thành rễ ở cây cúc (A) và cây hông sau 21
ngày đồng nuôi cấy (B).

E

F

E

F

Có bổ sung
Đối chứng vi khuẩn

giảm giá thành cây giống. Còn trong nghiên cứu chuyển gen thì việc gia tăng khả năng tái sinh
sẽ giúp cho việc chọn lọc cây chuyển gen thuận lợi và nhanh chóng hơn. Bên cạnh đó, sự tương
tác cạnh tranh giữa vi khuẩn Methylobacterium và Agrobacterium rất có thể mở ra một ứng dụng
khác là dùng vi khuẩn Methylobacterium để loại vi khuẩn Agrobacterium ra khỏi mẫu cấy sau khi
chuyển gen đồng thời tăng tính phục hồi và khả năng tái sinh của mẫu cấy.
Những kết quả đạt được cho thấy một định hướng, một khẳng định về việc ứng dụng loài
vi khuẩn này trong nuôi cấy mô-tế bào thực vật. Tuy nhiên, để áp dụng trong từng trường hợp cụ
thể thì cần phải có những nghiên cứu sâu hơn, cụ thể trên từng đối tượng.

Kết luận
Chủng vi khuẩn Methylobacterium radiotolerans 1019 có ảnh hưởng tới sự phát sinh cơ
quan ở thực vật: gia tăng sự hình thành chồi, rễ ở cây thuốc lá, cây hoa cúc và cây hông, ức chế
sự tạo mô sẹo ở thuốc lá, sự hình thành chồi ở cây cà chua và tăng cường sự hình thành phôi
vô tính từ mô sẹo của cây cúc. Hiệu quả và chiều hướng tác động của vi khuẩn phụ thuộc vào
bản chất loại mô và loại thực vật.

Tài liệu tham khảo
Holland M. A. , 1997. Are cylokinin produced by plant? Plant Physiology, Vol. 115, pp 865-868.
Hornschuh M., Grotha R., Kutschera U., 2002. Epiphytic bacteria associated with the bryophyte
Funaria hygrometrica: effects of Methylobacterium strains on protonema development. Plant biol
(Stuttg) Vol. 4, pp 682-687.
Kalyaeva M. A., Ivanova E. G., Doronina N. V., Zakharchenko N. S., Trotsenko Yu. A., Buryanov
Ya. I., 2003. Stimulation of wheat morphogenesis in vitro by Methanotrophic bacteria. Doklady
Biological Sciences, Vol. 388, pp 76–78, Translated from Doklady Akademii Nauk, Vol. 388, No. 6,
pp 847–849.
Kalyaeva M. A., Zacharchenko N. S., Doronina N. V., Rukavtsova E. B., Ivanova E. G.,
Alekseeva V. V., Trotsenko Yu. A., Bur’yanov Ya. I., 2000, “Plant growth and morphogenesis in
vitro is promoted by associative methylotrophic bacteria”, Russian Journal of Plant Physiology,
Vol. 48, No. 4, pp. 514-517. Translated from Fiziologiya Rastenii, Vol. 48, No. 4, pp. 596-599.


stimulation of somatic embryos forming in Chrysanthemum spp. and calluses forming in Brassica
oleracea var. botrytis. The bacterium had the effect of stimulating root formation on both
Chrysanthemum spp. and Paulonia fortunei.
Key words: Methylobacterium, Morphology formation, Tissue culture