Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
NGUYỄN THỊ GIANG
NGHIÊN CỨU
ẢNH HƢỞNG CỦA MÔI TRƢỜNG VÀ GIÁ THỂ MÔ RỄ ĐẾN
KHẢ NĂNG NHÂN SINH KHỐI CỘNG SINH NẤM RỄ AM
(ARBUSCULAR MYCORRHIZA)IN VITRO
Chuyên ngành: VI SINH VẬT HỌC
Mã số: 60 42 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS.LÊ QUỐC HUY
Hà Nội– Năm 2012
tôi yên tâm học tập hoàn thành khóa học này./.
Hà Nội, ngày 15 tháng 11 năm 2012
Tác giả luận văn Nguyễn Thị Giang
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của tôi.
Các số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác./.
Tác giả luận văn Nguyễn Thị Giang
2
1.3.1. Ý nghĩa thực tiễn………………………………………………….
2
1.4. Phạm vi nghiên cứu……………………………………………………
2
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU………………………
3
1.1. Tổng quan về nấm rễ nội cộng sinh AM ………………………………
3
1.1.1. Khái niệm………………………………………………………….
3
1.1.2. Đặc điểm của Nấm rễ nội cộng sinh AM(Arbuscular mycorrhiza)…….
4
1.1.3. Vai trò của nấm rễ nội cộng sinh với cây chủ……………………
9
1.2. Tổng quan về vi khuẩn Agrobacterium rhizogense……………………
12
1.3. Nghiên cứu nẫm rễ nội cộng sinh trên Thế giới và Việt Nam…………
13
1.3.1. Trên thế giới ……………………………………………………
13
1.3.2. Trong nước ………………………………………………………
19
Chƣơng 2. VẬT LIỆU - NỘI DUNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…
22
2.1. Vật liệu nghiên cứu…………… ………………………………………
22
2.2. Nội dung nghiên cứu ………………………………………………….
23
2.2.1. Nghiên cứu tạo vật liệu giá thể mô rễ in vitro…………………
29
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN………………………………………
31
3.1. Kết quả tạo vật liệu giá thể mô rễin vitro ……… ……………………
31
3.2.Đánh giá ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng
sinh AM in vitro………………………………………………………………
32
3.3. Đánh giá ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng
sinh AM in vitro…………………………………………………………
38
3.4. Đánh giá ảnh hưởng của giá thể mô rễ đến nhân sinh khối cộng sinh AM
in vitro…………………………………………………………………….
44
Chƣơng 4. KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ………………………
50
4.1. Kết luận…………………………………………………………………
50
4.2. Tồn tại và kiến nghị………………………………………………
51
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………
52
PHỤ LỤC………………………
58
Minimal medium
6
MS
Murashige and Skoog medium
7
MSR
Strullu and Romand medium
8
PCR
Polymerase chain reaction
9
Ri-tDNA
Root inducing –transfer Deoxyribonucleic acid
10
rRNA
Ribosomal Ribonucleic acid
11
TY
trypton-yeast extract medium
12
VAM
Vesicular arbuscular mycorrhiza
13
VM
Vesicular mycorrhiza
36
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng
sinh AM in vitrogiữa chủng 41833 với giá thể mô rễ Cà rốt chuyển gen Ri-
tDNA………………………………………………………………………… 38
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng
sinh AM in vitrogiữa chủng M7 với giá thể mô rễ Cà rốt chuyển gen Ri-
tDNA………………………………………………………………………… 40
Bảng 3.7:Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng
sinh AM in vitro giữa chủng 41833 với giá thể mô rễ Medicago chuyển gen Ri-
tDNA…………………………………………………………………………… 41
Bảng 3.8: Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng
sinh AM in vitrogiữa chủng M7 với giá thể mô rễ Medicago chuyển gen Ri-
tDNA…………………………………………………………………… 42
Bảng 3.9: Ảnh hưởng của các loại giá thể mô rễ khác nhau đến nhân sinh
khối cộng sinh AM in vitro trên chủng 41833………………………………
45
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của các loại giá thể mô rễ khác nhau đến nhân sinh
37
Biểu đồ 3.5: Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối
cộng sinh AM in vitro giữa chủng 41833 với giá thể mô rễ Cà rốt chuyển gen
Ri-tDNA……………………………………………………………………… 39
Biểu đồ3.6: Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng
sinh AM in vitrogiữa chủng M7 với giá thể mô rễ Cà rốt chuyển gen Ri-
tDNA……………………………………………………………………… 41
Biểu đồ3.7:Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng sinh
AM in vitro giữa chủng 41833 với giá thể mô rễ Medicago chuyển gen Ri-tDNA….
42
Biểu đồ3.8: Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến nhân sinh khối cộng
sinh AM in vitrogiữa chủng M7 với giá thể mô rễ Medicago chuyển gen Ri-
tDNA…………………………………………………………………. 43
Biểu đồ3.9: Kết quả nhân sinh khối AM in vitro của 41833-Cà rốt Ri-tDNA,
M7-Cà rốt Ri-tDNA, 41833-Medicago Ri-tDNA, M7-Medicago Ri-tDNA
trên môi trường MSR 0,5% agar, pH 5,5…………………………………… 44
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cây phân loại nấm rễ nội cộng sinh AM…………………… … ….5
Hình 1.2.a: Búi sợi nấm (Arbuscules)………………… ………………… ……6
Hình 1.2.b: Túi sợi nấm (Vesicules)………………… ………… …6
Hình 1.3.a : Sợi nấm ngoại bào(extraradical hyphae) ………………… ……… 7
Hình 1.3.b : Bào tử (spores) …………………………………… …………… 7
Hình 1.4: Sơ đồ cấu trúc AM điển hình……………………………………………8
Hình 1.5.a: Cây Medicago truncatula phát triển bình thường………… … 11
Hình 1.5.b: Cây Medicago truncatula có cộng sinh nấm rễ…………….…… 11
Hình 1.6: Cấu trúc vòng Ri-plasmids của vi khuẩn A. rhizogenes(Veena and
Taylor 2007)……… …………………………………………………… ………13
Hình 2.1.a: Gieo hạt Medicago…………………… …………… ……… … 24
Hình 2.1.b: Rễ Medicago phát triển sau 5 ngày……………… …….……… 24
vật nuôi, giảm thiểu thiên tai, ô nhiễm môi trường và thích ứng tốt nhất với biến
đổi khí hậu. Nghiên cứu phát triển ứng dụng các chế phẩm sinh học, vi sinh, dần
thay thế các loại sản phẩm hóa học cho tăng năng suất cây trồng và bảo vệ môi
trường đang ngày càng được quan tâm và đầu tư phát triển.
Nâm rễ nội cộng sinh AM (Arbuscular mycorrhiza) được nghiên cứu sử dụng
như một loại phân bón sinh học, một mặt có tác dụng làm tăng cường hấp thụ dinh
dưỡng của cây trồng, đặc biệt là hấp thụ Lân và giữ nước trên những lập địa thoái
hóa, do đó làm tăng sinh trưởng và năng suất, mặt khác nó cũng có tác dụng làm
ổn định cấu trúc, đặc tính sinh học của đất và là yếu tố chỉ thị cho mức độ suy
thoái của môi trường đất.
Tuy nhiên, các nghiên cứu ứng dụng nấm rễ nội cộng sinh AM mới chỉ tập
trung nhiều cho các cây trồng ngắn ngày, công nghệ chế phẩm AM vẫn phổ biến
áp dụng ở dạng thô sơ truyền thống là ―chất nhiễm đất‖ (soil innoculum), bẫy thực
vật (AM trap plant), chưa đáp ứng được các nhu cầu đòi hỏi của xản xuất cả về mặt
số lượng, chất lượng sản phẩm, cũng như quy mô và hiệu quả của việc áp dụng vào
sản xuất. Do vậy, hướng đi đột phá mới trong nghiên cứu AM là công nghệ nhân
sinh khối AMinvitrocó khả năng góp phần giải quyết được các vấn đề tồn tại nêu
trên của các loại chế phẩm AM truyền thống, trong đó môi trường nuôi cấy và giá
thể rễ thực vật chủ là những yếu tố rất quan trọng trong nghiên cứu về công nghệ
nhân sinh khối AM invitro.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Nhằm góp phần giải quyết các vấn đề tồn tại đã nêu trên của nghiên cứu ứng
dụng công nghệ AM, đặc biệt trong lĩnh vực Lâm nghiệp, Đề tài nghiên cứu Thạc
sĩ ―Nghiên cứu ảnh hƣởng của môi trƣờng và giá thể mô rễ đến khả năng
nhân sinh khối cộng sinh nấm rễ AM (Arbuscular mycorhiza) in vitro ‖đã được
đề xuất thực hiện. Đề tài Thạc sĩ này của tôi được thực hiện trong khuôn khổ Đề tài
cấp Nhà nước về ―Nghiên cứu sản xuất nấm rễ nội cộng sinh AM (Arbuscular
mycorrhiza) cho cây Lâm nghiệp‖thuộc Chương trình trọng điểm phát triển và
cao.Frank là người đầu tiên phát hiện ra đặc điểm kết hợp đặc biệt này ở rễ của cây
Cupulifereae vào năm 1885 và gọi đó là mycorrhiza. Từ ―mycorrhiza‖ có nghĩa là
―nấm- rễ‖, tác giả đã dùng từ này để nhấn mạnh mối quan hệ giữa nấm và rễ cây
(Roger et al. 2004a).
Nấm rễ nội cộng sinh AM được xác định là mối quan hệ không thể thiếu ở
hầu hết các loài thực vật (hơn 90% các loài thực vật có khả năng hình thành cộng
sinh AM). Sự kết hợp đó mang lại lợi ích cho cả thực vật và vi sinh vật, qua đó,
nấm có được các hợp chất đồng hóa từ thực vật để sống, đồng thời nấm lại giúp rễ
cây tăng cường khả năng hấp thụ nước, các chất hữu cơ hòa tan trong đất đặc biệt
là phospho, chống chịu các yếu tố bệnh hại cũng như các chất độc kim loại nặng.
Do đó, có tác dụng cải tạo và ổn định cấu trúc đất, cân bằng hệ sinh thái.Quan hệ
cộng sinh này đặc biệt thể hiện vai trò trên những vùng đất khô cằn, hệ sinh thái bị
xáo trộn nghiêm trọng, nghèo dinh dưỡng hay có tiềm năng độc hại cao. Vì vậy
công nghệ AM có khả năng áp dụng rộng cho nhiều loài cây lâm nghiệp, không chỉ
giúp tạo ra được nguyên liệu cây trồng rừng có chất lượng cao, khả năng thích nghi
và năng suất tốt trên những lập địa cằn cỗi mà còn đáp ứng tốt nhất cho nhu cầu sử
dụng hiệu quả nguồn tài nguyên đất đai theo mục tiêu mở rộng diện tích cây trồng
rừng nhưng không cạnh tranh với đất trồng cây nông nghiệp, tăng cường hiệu quả
sử dụng các vùng đất hoang hóa theo cách bền vững và thân thiện với môi trường.
Mycorrhiza có phân bố ở hầu khắp các nơi, thấy ở cây cỏ, rêu, dương xỉ, một
số cây lá kim, và hầu hết các cây lá rộng. Sự phổ biến cùng với những vai trò tích
cực của nấm rễ đã kích thích việc nghiên cứu về mycorrhiza ngày càng mở rộng và
sâu sắc hơn. Trong khoảng 20 năm trở lại đây, những nghiên cứu cơ bản được thực
hiện bởi hàng trăm các nhà nghiên cứu từ các nước khác nhau trên thế giới đã đem
lại nhiều kết quả hết sức ý nghĩa cho ứng dụng mycorrhiza trong hệ sinh thái nông
nghiệp,lâm nghiệp và môi trường.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Dựa trên đặc điểm xâm nhiễm của nấm vào rễ cây chủ, mycorrhiza được phân
sinh loài đã cho thấy Zygomycota là ngành đa hệ (poli-phyletic), do đó nấm AM
được tách ra khỏi ngành Zygomycota hình thành lên ngành mới là Glomeromycota.
Phân loại đến cấp họ cho AM được dựa trên 4 tiêu chí cơ bản:
- Cấu trúc mycorrhiza cộng sinh trong rễ.
- Phương thức hình thành bào tử khi được phân lập trong đất.
- Cấu trúc nội bào tử.
- Phương thức nảy mầm bào tử.
Hệ thống phân loại AM hiện nay ( dựa trên trình tự của rRNA ) được tóm tắt
trong hình sau: (Nguồn: />wvu.edu/fungi/taxonomy)
b. Cấu trúc
Nấm rễ nội cộng sinh (AM) có cấu tạo điển hình bao gồm cấu trúc nội bào
(arbuscules, vesicules, sợi nấm nội bào) và cấu trúc ngoại bào (sợi nấm ngoại bào,
bào tử).
a
b
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Nhóm cấu trúc ngoại bào:
Hnh 1.3: a: Sợ i nấ m ngoạ i bà o (extraradical hyphae)
b: Bo t (spores)
Nguồn: (Hà 2011)
- Sợi nấm ngoại bào:Sợi nấm ngoại bào không có vách ngăn, vai trò làm tăng
rõ rệt diện tích hấp thụ của rễ cây (Bieleski 1973), cầu sợi nấm hình thành con
đường vận chuyển chất dinh dưỡng giữa thực vật cộng sinh và khối đất bám quanh
rễ (Koske and Gemma 1989). Sợi nấm ngoại bào tạo ra chỗ cư ngụ quan trọng của
hệ nấm rễ (Jasper et al. 1989, 1991).
- Bào tử:Bào tử có thể dạng đơn hoặc đa bào, chủ yếu hình thành ở đầu của
sợi sinh bào tử nối tiếp với sợi nấm ngoại bào, đôi khi bào tử cũng xuất hiện bên
trong rễ (Koske et al. 1985), trên bề mặt đất (BeCard and Fortin 1988), trên bề mặt
thực vật hay các mảnh phân giải (Blaszkowski et al. 1998). Số lượng bào tử hình
thành phụ thuộc vào từng loài nấm (Blaszkowski, 1993), loài cây chủ và tính đa
dạng của nó (Blaszkowski1993; Hetrick and Bloom1986), độ màu mỡ của đất và
chế độ phân bón (Koske et al. 1989), đặc điểm vật hậu của cây chủ (Giovannetti
and Avio 2002), cường độ ánh sáng (Daft and El Giahmi 1978), và khả năng cạnh
tranh của từng loài nấm (Koske et al. 1989). Bào tử có kích thước tương đối lớn
(50 ÷ 500 µm), lớn hơn nhiều so với bào tử của những loại nấm khác. Vai trò của
bào tử là phát tán đến nơi sống mới, và khởi đầu quá trình sinh trưởng khi được
nấ m bên trong cũ ng như bên ngoà i rễ .
Sinh sả n bằ ng sợ i nấ m: Nhiề u loà i AM có thể nhân lên từ mả nh sợ i nấ m trong
đấ t hoặ c trự c tiế p từ thể cộ ng sinh trên rễ cây. Đặc điểm của nấm rễ nội cộng sinh AM
là thể cộng sinh bắt buộc với rễ cây chủ, do đó nế u không có rễ cây chủ cho cá c sợ i
nấ m nả y mầ m và cộ ng sinh thì sinh trưở ng củ a nấ m sẽ bị ngừ ng trệ lạ i sau mộ t thờ i
gian và tế bà o chấ t có thể co lạ i bên trong bà o tử.
Phương thứ c nuôi cấ y: Để nuôi cấ y nấ m rễ nộ i cộ ng sinh AM, có thể sử dụng
hai phương thứ c nuôi cấ y , đó là : nuôi cấ y in vitro và in vivo. Đối với nuôi cấy in
vivo, có thể nuôi cấy trong chậu bằng đất hiện trường có chứa bào t ử hay sợi nấm
(Bianciotto và cộ ng sự , 2000; Hijri và cộ ng sự , 2002). Còn đối với nuôi cấy in
vitro, có thể tạo ra một số lượng lớn nấm rễ thông qua nuôi cấy mô rễ trên môi
trườ ng nuôi cấ y nhân tạ o (Fortin et al. 2002). Đặc biệt là trong nuôi cấy mô rễ, sinh
khố i nấ m rễ tạ o ra thườ ng không chứ a tạ p chấ t và cá c vi sinh vậ t khá c nên phương
pháp này được sử dụng nhiều.
1.1.3. Vai trò của nấm rễ nội cộng sinh với cây chủ
Nấm rễ là thể sống cộng sinh bắt buộc. Những hoạt động của nấm cũng như
của thực vật có vai trò hỗ trợ cho nhau. Nấm sử dụng nguồn cacbon từ thực vật
dưới dạng đường hexoses và các vitamin. Sự vận chuyển cacbon từ thực vật sang
nấm được thực hiện nhờ arbuscules hoặc các sợi nấm nội bào. Tại các sợi nấm nội
bào diễn ra quá trình biến đổi dinh dưỡng thứ cấp để cung cấp glycogen, pentose,
lipit… cho hoạt động của nấm (Turmel 2004). Gần 20% cacbon do thực vật tổng
hợp được chuyển sang nấm và khoảng 25% cacbon nguồn gốc từ thực vật được
nấm biến đổi và dự trữ ở những sợi nấm ngoại bào, việc này góp phần làm tăng
thêm nguồn hữu cơ trong đất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Lợi ích của AM đối với thực vật chủ yếu là tăng cường cải thiện hấp thụ các
chất dinh dưỡng và nước, trong đó quan trọng nhất là tăng cường hấp thụ dinh
dưỡng lân (P), hấp thụ nước, chống chịu với các yếu tố bất lợi của môi trường, đặc
Cây Medicago truncatula có cộng sinh nấm rễ (b)
Nguồn:(Lan 2011)
Nấm AM không phải là một thành phần chính trong đất nhưng có vai trò
quan trọng trong sự điều chỉnh hoạt tính sinh học của đất nhờ sự phân bố rộng
khắp của hệ sợi nấm AM trong lớp đất tầng mặt. Nấm AM hấp thụ trực tiếp hợp
chất carbon do cây cố định và cấu thành đầu vào chính của carbon và năng lượng
trong đất, chúng phân phối carbon này khắp cả khu vực đất quanh rễ cây cho vi
sinh vật đất sử dụng. Lượng cacbon đáng kể được vận chuyển bằng hệ sợi nấm từ
cây này sang cây khác đã được xác định (Simard et al. 1997). Điều này giúp giảm
sự cạnh tranh giữa các loài khác nhau và góp phần vào tính ổn định và đa dạng của
hệ sinh thái.
AM tham gia vào biến đổi mối quan hệ đất- cây- nước, tăng cường sự thích
nghi của thực vật với các điều kiện bất lợi (khô hạn, nhiễm kim loại). Ở những nơi
có hàm lượng kim loại nặng cao, AM có vai trò khử độc môi trường giúp cây sinh
trưởng tốt (Songul and Sevinc 2002).Bắt đầu từ cải thiện hấp thụ nước và các chất
dinh dưỡng quan trọng cho sự sinh trưởng của cây sẽ dẫn tới tăng hiệu suất quang
hợp, sự vận chuyển chất dinh dưỡng và sự trao đổi chất của cây. Cây sinh trưởng
nhanh, giảm bớt việc sử dụng phân bón hóa học (đôi khi lên tới một nửa lượng dự
kiến) dẫn tới tăng thu nhập cho nông dân. Kết quả thử nghiệm phân bón sinh học
mycorrhiza trên cây Asparagus đã chứng minh được điều đó, khi những nông dân
sử dụng lượng phân bón hóa học cùng với phân bón sinh học mycorrhiza thì năng
a
b
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên suất cây trồng được cải thiện hơn 50% và thu nhập của nông dân tăng 61% so với
khi sử dụng chỉ mỗi phân bón hóa học.
1.2. Tổng quan về vi khuẩn Agrobacterium rhizogenses
Vi khuẩn Agrobacterium rhizogenses lần đầu tiên được phát hiện cách đây
Bệnh lông rễ từ vi khuẩn A. rhizogenses được nghiên cứu áp dụng rộng rãi
như một công cụ hữu hiệu cho các nghiên cứu trao đổi chất thứ cấp, chức năng
gen, cộng sinh vi khuẩn cố định đạm rhizobium, nấm rễ nội cộng sinh AM
(Abuscular mycorhizae), và các đặc tính sinh học rễ thực vật khác (Tsuro et al.
2005, Chabaud et al. 2006, Veena and Taylor 2007, Sidwa-Gorycka et al. 2009,
Park et al. 2011).
Hình 1.6:Cấu trúc vòng Ri-plasmids của vi khuẩn A. rhizogenes
(Veena and Taylor 2007)
1.3. Nghiên cứu nấm rễ nội cộng sinh trên Thế giới và Việt Nam
1.3.1. Trên Thế giới
Giai đoạn đầu, các nghiên cứu về AM trên thế giới tập trung ở các mặt: đa
dạng sinh học của các chủng bản địa, phân loại, chọn lọc các chủng hiệu lực với
từng đối tượng cây trồng và đất trồng khác nhau, đồng thời phát triển những
phương pháp để định lượng và nhân nhanh chúng. Phương pháp nhân sản xuất chất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên nhiễm AM truyền thống là sử dụng các thực vật chủ (trap plant) để nhân AM trong
nhà kính, vườn ươm từ hệ rễ của chúng trên các giá thể gây trồng khác nhau (in
vivo). Bằng phương pháp này, chất nhiễm AM thu được còn được gọi là ―soil
innoculum‖ ở dạng thô, thường có độ sạch AM không cao, số lượng, chất lượng
AM (IP- infective propagules) và hiệu quả áp dụng còn bị hạn chế. Vấn đề đặt ra là
cần có một công nghệ cao hơn, hiệu quả hơn để có thể nhân sinh khối lớn, sản xuất
chế phẩm chất nhiễm AM thuần khiết, chất lượng và có hiệu quả áp dụng cao cho
tăng sinh trưởng, chất lượng sản phẩm cây trồng và bảo vệ môi trường đất. Trong
công nghệ này, chúng ta cần phải chú ý tới một đặc tính quan trọng của nấm rễ nội
cộng sinh AM, đó là, trong bất kỳ điều kiện nuôi cấy nào, ở bên ngoài môi trường
đất (in vivo) hay trong điều kiện nuôi cấy vô trùng (invitro), sinh khối của chúng
chỉ có thể được nhân lên khi hình thành được cộng sinh với tế bào vỏ rễ của các
thành phần đa lượng của MSR là tương tự trong môi trường M (Minimal medium).
Sự khác nhau giữa hai loại môi trường này là ở thành phần vitamin: MSR vừa thiếu
iốt, myo-inositol và glycin còn trong thành phần vitamin của môi trường M thiếu
panthotenate, biotin và cyanocobalamine. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng,
sự vắng mặt của những thành phần này không có hiệu quả tiêu cực rõ rệt đến sự
cộng sinh AM.
Trong những năm 2000, rất nhiều nghiên cứu về công nghệ nuôi cấy AM in
vitro được tiến hành trên môi trường MSR (Strullu and Romand 1986, Declerck et
al. 1998) không bổ sung đường và vitamin (Voets et al. 2005a)(De Boulois et al.
2006)và được làm rắn bởi Phytagel hoặc Agargel. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc
bổ sung đường và vitamin là không cần thiết trong hệ thống nuôi in vitro vì thực
vật có khả năng tự quang hợp tạo đường và chuyển hóa vitamin cần thiết cho sự
phát triển của chúng. Nghiên cứu của (Declerck et al. 2009) cũng sử dụng MSR mà
không có đường và vitamin.
Năm 1996, St-Arnaud và cộng sự (St-Arnaud et al. 1996) lần đầu tiên sử
dụng phương pháp chia ngăn. Trong phương pháp này, đĩa petri được chia thành
hai ngăn riêng biệt, một ngăn có chứa giá thể rễ, ngăn còn lại chỉ có AM phát triển.
Sử dụng phương pháp phân chia đĩa, (Douds 2002a) đã chứng minh được rằng, bào
tử AM tiếp tục được hình thành sau khi có sự bổ sung môi trường có đường từ
ngăn chứa giá thể rễ.