LỜI CẢM ƠN
Sau 4 năm học tập tại Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, trong quá trình thực
tập tốt nghiệp tại Bộ môn Công nghệ sinh học thực vật, nhờ sự giúp đỡ và dìu dắt tận
tình của các thầy cô giáo, các cán bộ tại phòng thí nghiệm của bộ môn, cùng với sự nỗ
lực, học tập của bản thân, em đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ, và những người thân của em đã nuôi nấng,
động viên và tạo động lực cho em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Công
nghệ sinh học và các thầy cô giáo đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong
suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
Em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới ThS. Đặng Thị Thanh Tâm,
giảng viên bộ môn Công nghệ sinh học thực vật đã tận tình hướng dẫn và dạy dỗ em
trong suốt quá trình học tập cũng như nghiên cứu.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tới ThS. Nguyễn Thị Thủy, ThS.
Phạm Thị Thu Hằng cán bộ tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ sinh học Thực vật
đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài, em xin gửi lời cảm ơn đến
sinh viên Nguyễn Thị Hiền đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện các thí nghiệm lây
nhiễm, em xin cảm ơn đến nhóm sinh viên nghiên cứu khoa học do giảng viên Đặng Thị
Thanh Tâm hướng dẫn đã giúp đỡ em các thí nghiệm ảnh hưởng của các yếu tố môi
trường, và em xin cảm ơn toàn thể bạn bè và các anh, chị đang thực tập tại phòng thí
nghiệm Bộ môn Công nghệ sinh học Thực vật đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi
cho em trong suốt thời gian thực tập.
Hà Nội, ngày 01 tháng 01 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Hoàng Mạnh Hùng
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
TT Chữ viết
tắt
Chữ đầy đủ Nghĩa tiếng việt
1 AMF Arbuscular mycorrhiza fungi Nấm vùng rễ Arbuscular

so với một số chủng phân lập từ sản phẩm thương mại là: RHT1 (857,8 µg/ml); RHT2
(855,85 µg/ml); RĐ15 (621,75 µg/ml); RA22 (781,3 µg/ml).
Bốn chủng vi khuẩn sau khi đã tuyển chọn được tiếp tục nghiên cứu môi trường
thích hợp cho khả năng tổng hợp IAA được tốt nhất thông qua việc xác định các nhân tố
ảnh hưởng như pH, thời gian, các nguồn cacbon, nguồn nitơ, nồng độ của tiền chất,
Kết quả của nghiên cứu này đã tìm ra được một môi trường tối ưu nhất cho khả năng tổng
hợp IAA đối với từng chủng vi khuẩn là khác nhau. Đối với chủng RHT1 thì môi trường
tối ưu là môi trường: King’B + 3g/l L-Tryptophan + 1% Saccarose + 1,5% KNO
3
và môi
trường có pH = 6. Môi trường thích hợp với chủng RHT2 là môi trường King’B + 3g/l L-
Tryptophan + 1% Manitol

với pH = 8. Môi trường King’B + 3g/l L-Tryptophan + 1%
Glucose + 0,5% KNO
3
với pH = 5 là môi trường tối ưu nhất cho chủng vi khuẩn RĐ15.
Còn chủng RA22 đạt được nồng độ IAA cao nhất khi được nuôi cấy trong môi trường
King’B + 3g/l L-Tryptophan + 1% Saccarose + 0,5% KNO
3
với giá trị pH = 5.
Đề tài này mở ra một giải pháp mới cho việc thay thế các chất kích thích tăng
trưởng hóa học bằng các chất kích thích tăng trưởng nội sinh được sinh ra trong các
chủng vi khuẩn có lợi PGPR giúp kích thích sự nảy mầm của hạt cũng như sự phát triển
của cây trổng. Các chủng vi khuẩn này với có những kết quả tác động khác nhau khi lây
nhiễm trên hạt giống của 8 giống lúa khác nhau. Các chủng vi khuẩn đều được lây nhiễm
với hạt lúa ở giá trị OD
600
= 0,1 ở hai trường hợp là độc lập và kết hợp. Trong 8 giống lúa
được lây nhiễm với các công thức vi khuẩn khác nhau thì có 6 giống lúa cho kết quả về

Hiện nay một hướng nghiên cứu đang rất được các nhà khoa học quan tâm đó là
sử dụng các vi khuẩn vùng rễ có khả năng kích thích sinh trưởng của thực vật (plant
growth-promoting rhizobacteria - PGPR). Vi khuẩn thúc đẩy sinh trưởng thực vật là các
loài vi khuẩn có thể được tìm thấy trong các vùng rễ, bề mặt rễ và có thể cải thiện mức độ
hay chất lượng sự phát triển của thực vật một cách trực tiếp và hoặc gián tiếp. Một trong
những cơ chế trực tiếp mà nhóm vi khuẩn PGPR giúp tăng trưởng thực vật đáng quan
tâm là các chủng PGPR có khả năng sản xuất và điều chỉnh sự tổng hợp chất điều hòa
sinh trưởng hay phytohormone trong cá thể thực vật (Glick năm 1995). Đặc biệt các
chủng có khả năng sản sinh chất điều hòa sinh trưởng thuộc nhóm auxin Indole-3-acetic
acid (IAA) như Rhizobium, Microbacterium, Sphingomonas, Mycobacterium, Bacillus,
Pseudomonas và Azotobacter (Choi và cs, 2008) được đánh giá là có ý nghĩa to lớn đối
với nền sản xuất nông nghiệp khi các báo cáo ở các tài liệu trên thế giới đã chỉ ra rằng
PGPR có thể kiểm soát các tác nhân từ nguồn bệnh và sâu bệnh, kích thích tăng trưởng
thực vật, tăng năng suất cây trồng và cải thiện chất lượng các sản phẩm nông nghiệp,
chúng có thể có những tác động diễn ra đồng thời ở thực vật hay theo một tuần tự
(Lugtenberg và cs, 2013).
Từ những cơ sở thực tiễn nói trên chúng tôi xây dựng đề tài nghiên cứu: “Đánh
giá tác động của một số chủng vi khuẩn có khả năng sinh IAA đến sự nảy mầm, và
sinh trưởng của cây con nảy mầm từ hạt trên cây lúa”. Hướng nghiên cứu tập trung
chủ yếu phân lập, đánh giá, tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp IAA
cao và tác động tích cực đến sự sinh trưởng và phát triển của cây con nảy mầm từ các loại
hạt giống khác nhau
2. Mục đích và yêu cầu
2.1. Mục đích
Đánh giá sự tương tác của một số chủng vi khuẩn có khả năng sinh IAA đến sự
nảy mầm và sự sinh trưởng của cây con nảy mầm từ hạt lúa.
2.2. Yêu cầu
- Phân lập được các chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp IAA từ rễ cây lúa.
- Đánh giá được các đặc điểm sinh học và các điều kiện tối ưu tổng hợp IAA của
các chủng vi khuẩn phân lập được.

nghiên cứu rộng rãi cho đến khi các công bố mang tính đột phá về sự tương tác của vi
khuẩn đến thực vật từ những nghiên cứu của Bashan và Holguin (1998), sự phát hiện vi
khuẩn Pseudomonads có khả năng kiểm soát các mầm bệnh và gián tiếp điều khiển sự
phát triển thực vật của Kloepper và cs(1980), hay việc tìm thấy Azosprillum sp., a
diazotrophic, loài vi khuẩn sống tự do tăng nhanh xung quanh vùng rễ của cây trồng
nhiệt đới (Maria và cs, 2002).
Các nhà nghiên cứu hiện nay đã ứng dụng đặc tính có lợi của các chủng vi khuẩn
vùng rễ và mang lại thành công trong các thí nghiệm như nâng cao chất lượng và sản
lượng của khoai tây, củ cải đường, củ cải và khoai lang (Barriuso và cs, 2008). Ứng dụng
thương mại của PGPR đang được thử nghiệm và đã có rất nhiều thành công. Tuy nhiên,
sự hiểu biết tường tận hơn về khả năng tương tác của vi sinh vật dẫn đến tăng trưởng của
thực vật sẽ làm tăng tỷ lệ thành công của các ứng dụng trên nhiều lĩnh vực phục vụ cho
mục đích phát triển nông nghiệp bền vững (Kloepper và cs, 1980).
PGPR có ảnh hưởng đến tăng trưởng nhiều loại thực vật khác nhau bằng các cơ
chế trực tiếp hoặc gián tiếp và chúng chịu ảnh hưởng của một số thay đổi hóa học trong
đất. Vi khuẩn thúc đẩy tăng trưởng thực vật (PGPB) cũng đã được báo cáo gây ảnh
hưởng đến sự tăng trưởng, năng suất và hấp thu dinh dưỡng bởi một loạt các cơ chế. Một
số chủng vi khuẩn trực tiếp điều tiết sinh lý học thực vật bằng cách bắt chước tổng hợp
các hormone thực vật, trong khi những chủng khác tăng khoáng chất và nitơ sẵn có trong
đất như là một cách để làm tăng thêm tốc độ tăng trưởng. Các chủng có thể biểu hiện
nhiều hơn hai hoặc ba đặc điểm thúc đẩy tăng trưởng thực vật (PGP), có thể thúc đẩy
tăng trưởng thực vật trực tiếp hoặc gián tiếp hoặc kết hợp (Okon và Labandera-Gonzalez,
1994). Sự tăng trưởng thực vật cũng như hiệu quả sự tương tác của vi khuẩn bị ảnh
hưởng bởi tình trạng dinh dưỡng của đất. Việc cấy vi khuẩn có tác dụng kích thích thì
thực vật tăng trưởng tốt trong đất thiếu dinh dưỡng hơn trong đất giàu chất dinh dưỡng
(Glick, 1995). Việc kiểm tra đồng thời vi khuẩn vùng rễ tổng hợp auxin cho thúc đẩy
tăng trưởng trong điều kiện môi trường tự nhiên và trong điều kiện in vitro là một
phương pháp hữu ích để lựa chọn hiệu quả các chủng PGPR có khả năng tổng hợp auxin
chính xác nhất (Asghar và cs, 2004). Ví dụ như, một số PGPR giải phóng một hỗn hợp
các thành phần bay hơi như 2, 3 - butanediol và acetoin thúc đẩy sự tăng trưởng của cây

1997). Vi khuẩn vùng rễ thuộc nhóm kiểm soát sinh học PGPB thì có khả năng ngăn
chặn các bệnh thực vật bằng cách sản sinh hàng loạt các chất ức chế hay gia tăng sức đề
kháng bẩm sinh của thực vật (Jetiyanum and Klopper, 2002; Gardner và cs, 2001;
Bashan, 2002). Những chủng PGPB kiểm soát sinh học có thể tăng nhanh sinh khối ở
vùng rễ và cạnh tranh cùng với những chủng vi sinh vật có hại như những vi sinh vật gây
bệnh trên bề mặt rễ của cây (Rangarajan và cs, 2003). Một số các phương thức hoạt động
sử dụng các vi khuẩn có khả năng kiểm soát sinh học vùng rễ được thảo luận ở các mục
dưới đây.
1.2.1.1. Khả năng kháng nấm của PGPR
PGPR ngăn chặn sự gia tăng của các bệnh từ nấm và do đó hỗ trợ tăng trưởng thực
vật. Một số PGPR tổng hợp kháng sinh chống nấm, ví dụ P. fluorescens sản xuất
phloroglucinol 2,4 - diacetyl ức chế sự tăng trưởng của nấm đạo ôn (Nowak-Thompson
và cs, 1994). Một số PGPR làm suy giảm khả năng sản sinh axit fusaric do nấm
Fusarium sp. do đó ngăn chặn được bệnh héo xanh trên một số loài thực vật (Toyoda và
Utsumi, 1991). Một số PGPR cũng có thể sản xuất các enzyme làm tan tế bào nấm. Ví
dụ: Pseudomonas stutzeri sản xuất chitinase ngoại bào và laminarinasecó khả năng làm
tan các sợi nấm Fusarium solani (Mauch và cs, 1988). Trong những năm gần đây,
fluorescent Pseudomonas đã được đề xuất như nhân tố tiềm năng kiểm soát sinh học do
khả năng xâm chiếm vùng rễ và bảo vệ thực vật chống lại một loạt các bệnh nấm nguy
hiểm như đen mục rễ của thuốc lá (Voisard và cs, 1989), rễ thối hạt đậu (Papavizas và
cs, 1974), mục rễ của lúa mì (Garagulia và cs, 1974), sự thối úng của củ cải đường
(Kumar và cs, 2002). Và như triển vọng của kĩ thuật di truyền sinh vật thì chúng được
phân lập và tuyển chọn từ đó thương mại hóa thành các sản phẩm kiểm soát bệnh sinh
học để nâng cao chất lượng sản phẩm (Dowling và O'Gara, 1994).
1.2.1.2. PGPR hoạt động dưới điều kiện bất lợi của môi trường
Cây trồng nông nghiệp sinh trưởng trong nhiều điều kiện bất lợi gây ra bởi cả hai
yếu tố sinh học và phi sinh học. Những bất lợi này đã làm giảm sản lượng các loại cây
trồng và là rào cản đối với sự phát triển của cây trồng ở các khu vực không phù hợp cho
trồng trọt. Các thiệt hại năng suất gắn liền với điều kiện bất lợi phi sinh học có thể đạt
50% đến 82%, tùy thuộc vào mùa vụ (Saharan và cs, 2011). Trong nhiều khu vực bán

tăng trưởng của thực vật. Cộng sinh các loại cây trồng với PGPR chứa ACC deaminase
có thể hỗ trợ tăng trưởng cho thực vật bằng cách giảm tác hại của ethylene trong điều
kiện độ mặn bất lợi (Belimov và cs, 2001).
1.2.1.3. PGPR sản sinh HCN
Một nhóm vi sinh vật hoạt động như các tác nhân kiểm soát sinh học của các loài
cỏ dại bao gồm các vi khuẩn hại vùng rễ (DRB – deleterious rhizobacteria) mà có thể cư
trú trên bề mặt rễ cây và có thể ngăn chặn tăng trưởng thực vật (Suslow và Schroth,
1982). Nhiều DRB đặc hiệu trên những loài cây trồng cụ thể (Schippers và cs, 1987).
Cyanide là chất hóa học nguy hiểm bởi chúng có tính độc hại. Xyanua hoạt động như một
chất ức chế chuyển hóa chung, nó được tổng hợp, bài tiết và chuyển hóa bởi hàng trăm
sinh vật, bao gồm vi khuẩn, tảo, nấm, thực vật và côn trùng, nó được sử dụng như một
chất tự bảo vệ để tránh ăn thịt hoặc cạnh tranh cùng loài. Các loài thực vật nói chung là
không bị ảnh hưởng tiêu cực bởi cộng sinh với chủng vi khuẩn sản sinh cyanide và những
vi khuẩn vùng rễ đặc hiệu ở từng loại thực vật có thể làm tác nhân sinh học kiểm soát cỏ
dại (Zeller và cs, 2007). Một chất chuyển hóa trung gian được sản xuất thường bởi
Pseudomonads vùng rễ là Hydrogen cyanide (HCN), một loại khí gây ảnh hưởng tiêu cực
đến sự trao đổi chất và tăng trưởng của rễ (Schippers và cs, 1990), một cơ chế tiềm năng
và tương thích với môi trường để kiểm soát sinh học của cỏ dại (Heydari và cs, 2008).
Các HCN đã được tìm thấy ở cả Pseudomonas (88,89 %) và Bacillus (50 %) trong đất
vùng rễ và nốt rễ cây (Ahmad và cs, 2008). HCN là một chất gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng và là chất chuyển hóa kiểm soát sinh học trong loài Pseudomonas. HCN
chỉ được biết đến khi Castric (1977) lấy bằng chứng rằng glycine là một tiền thân của
HCN cho P. Aeruginosa. Các cây lúa miến có các kiểu gen khác nhau thì có các liên kết
khác nhau với vi sinh vật đất và kiểu ảnh hưởng khác nhau đến số FLPs (Fluorescent
pseudomonads) trong hệ thống canh tác (Funnell-Harris và cs, 2008). Một số nghiên cứu
gần đây đã chỉ ra rằng một số các Pseudomonas spp. chuyển hóa chất HCN có thể nâng
cao khả năng phát triển của cây. Wani và cs (2007) đã thử nghiệm rễ phân lập cho khả
năng sản xuất HCN trong ống nghiệm cho thấy rằng hầu hết các chủng sản xuất HCN hỗ
trợ cho sự phát triển của thực vật. Các chủng từ đất vùng rễ của đậu xanh cũng thể hiện
nhiều hơn hai hoặc ba đặc điểm của PGPR bao gồm cả sản xuất HCN cũng thúc đẩy tăng

Pseudomonas, Rhizobium, Serratia liên quan đến rễ cây và có thể gây ra tác dụng có lợi
đối với sự tăng trưởng của thực vật (Egamberdiyeva, 2005). Thành phần dịch tiết ở rễ của
từng loài thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn và làm phong phú thêm các
loại vi khuẩn. Vì vậy, cộng đồng vi khuẩn trong vùng rễ phát triển tuỳ theo tính chất và
nồng độ các hợp chất hữu cơ của dịch tiết cũng như khả năng tương ứng của vi khuẩn để
sử dụng như các nguồn năng lượng đó (Curl và Truelove, 1986). Theo Hallmann và cộng
sự (1997) liên tục thấy sự tồn tại của vi khuẩn trong đất vùng rễ, bề mặt rễ và nội bào của
các mô thực vật. Sự tương tác kết hợp của thực vật và vi sinh vật như một kết quả của
đồng tiến hóa, việc sử dụng các nhóm vi khuẩn sau để sản xuất những chế phẩm sinh học
phải được điều chỉnh trước, để nó phù hợp với một hệ thống nông nghiệp bền vững lâu
dài. PGPR thường được sử dụng như những chế phẩm sinh học để cải thiện tốc độ tăng
trưởng và năng suất của cây trồng nông nghiệp, chúng như một biện pháp khả thi để thay
thế phân hóa học, thuốc trừ sâu, và các chất kích thích (Ashrafuzzaman và cs, 2009).
Việc sử dụng phân bón sinh học và chất tăng trưởng sinh học từ vi khuẩn cố định cũng
như lợi ích vi sinh vật mang lại có thể làm giảm lượng sử dụng phân bón hóa học do đó
chi phí sản xuất thấp hơn. Không chỉ có vậy, việc sử dụng PGPR để tăng năng suất thay
thế phân bón hóa học còn giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường, hướng đến một
nền nông nghiệp sinh thái (Ştefan và cs, 2008). Do đó vi khuẩn vùng rễ là một tác nhân
tiềm năng cho sự thúc đẩy tăng trưởng thực vật trong nông nghiệp (Chaiharn và cs,
2008), được sử dụng như những chế phẩm sinh học để cải thiện tốc độ tăng trưởng và
năng suất của cây trồng nông nghiệp. PGPR hoặc sự kết hợp của PGPR và AMF
(Arbuscular mycorrhiza fungi – nấm vùng rễ Arbuscular) có thể nâng cao hiệu quả sử
dụng chất dinh dưỡng của phân bón và cho phép áp dụng tỉ lệ giảm phân bón hóa học
(Adesemoye và cs, 2009). Việc sử dụng PGPR phân lập được như những chế phẩm phân
bón sinh học có lợi cho canh tác lúa giúp tăng cường sự phát triển của lúa bằng cách thúc
đẩy tăng trưởng những chỉ tiêu sinh lý khác. Ứng dụng sự tương tác kết hợp của PGPR
như phân sinh học ảnh hưởng đến năng suất và có lợi cho tăng trưởng của đậu chickpea
trong điều kiện thực nghiệm (Rokhzadi và cs, 2008). Cố định đạm sinh học đóng góp 180
X 10
6

chúng phát triển bởi các cơ chế khác. PSM bao gồm chủ yếu là vi khuẩn và nấm. PSM
hiệu quả nhất thuộc về chi Bacillus, Rhizobium và Pseudomonas, trong nấm Aspergillus
và Penicillium. Trong vi khuẩn vùng rễ, hai loài nốt sần đậu xanh là Mesorhizobium
ciceri và Mesorhizobium Mediterraneum được gọi là những đối tượng hoà tan phosphate
tốt (Rivas và cs, 2006).
1.2.2.3. PGPR tổng hợp phytohormone
Hormon thực vật là những tác nhân hóa học có ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng
với môi trường của mỗi loại cây. Các nội tiết tố hay hormone nội sinh là các hợp chất
hữu cơ có hiệu quả rất tốt ở nồng độ rất thấp, chúng thường được tổng hợp trong một
phần của thực vật và vận chuyển đến các vị trí khác. Chúng tương tác với mô đích cụ thể
gây ra phản ứng sinh lý, chẳng hạn như sự tăng trưởng hay chín trái cây, Mỗi hiện
tượng sinh lý đấy thường là kết quả của hai hoặc nhiều hormone tác động cùng nhau. Vì
hormon có tác dụng kích thích hoặc ức chế tăng trưởng thực vật nên nhiều nhà thực vật
học cho rằng chúng như các chất điều hòa sinh trưởng thực vật. Các nhà thực vật học
phân loại hormon thực vật thành năm nhóm chính là: auxin, giberelin, ethylene,
cytokinin, và axit abscisic (Lugtenberg và cs, 2013).
Thực vật sản xuất phytohormones hay các chất điều hòa sinh trưởng, ví dụ như các
hợp chất ở nồng độ thấp hơn 1 mM có thể điều chỉnh tốc độ tăng trưởng và phát triển của
cây. Có bảy loại hormon thực vật, cụ thể là gồm 5 nhóm chính auxin, cytokinin,
giberelin, axit abscisic, ethylene và 2 nhóm mới phát hiện gần đây là strigolactones và
brassinosteroid. Phytohormones điều hòa các quá trình như phân chia tế bào, tăng kích
thước kéo dãn tế bào, sự phân hóa, nảy chồi và làm già hóa các tế bào. Con đường tổng
hợp phytohormone và sự tương tác của chúng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình
phối hợp và phản ứng của tế bào (Moller và cs, 1999; Santner và cs, 2009). Nhiều vi
khuẩn vùng rễ có thể sản xuất các chất điều hòa sinh trưởng thực vật trong ống nghiệm,
chẳng hạn như auxin, cytokinin, giberelin, axit abscisic, và ethylene (Zahir và cs, 2003).
Vi khuẩn sản xuất ra axit abscisic và ethylene được biết đến như các tác nhân kiểm soát
trong điều kiện bất lợi. Hiện nay, chưa biết tới loài vi khuẩn hay nấm nào có thể sản xuất
được brassinosteroid và strigolactones.
Sản xuất phytohormone bởi các vi khuẩn có thể điều chỉnh mức độ hoóc môn thực

thaliana đã được tăng lên bởi Azospirillum brasilense SP25 (Cohen và cs, 2008).
Hiệu quả của lây nhiễm vi khuẩn sản xuất ABA trên tăng trưởng thực vật được thử
nghiệm bởi Miernyk (1979) để củng cố thêm. Kết quả nghiên cứu cho thấy ABA ức chế
sự tổng hợp của cytokinin từ đó đã suy đoán rằng sự tăng trưởng ABA dẫn đến sự tăng
trưởng của thực vật bằng cách can thiệp với cytokinin (Spaepen và cs, 2009). Bên cạnh
đó ABA do vi khuẩn tiết ra cũng có thể làm giảm bớt stress thực vật bằng cách tăng tỷ lệ
rễ/chồi (Boiero và cs, 2007).
• PGPR tổng hợp Auxin
IAA (axit indole-3-acetic acid) thuộc nhóm phytohormones và thường được coi là
nguồn gốc quan trọng nhất trong nhóm auxin. Nó hoạt động như một phân tử tín hiệu
quan trọng trong việc điều tiết sự phát triển thực vật bao gồm cả sinh cơ quan, đáp ứng
với môi trường, phản ứng của tế bào chẳng hạn như tăng kích thước tế bào, phân chia,
phân biệt và điều hòa gen (Ryu và Patten, 2008). Có rất nhiều loài vi khuẩn có khả năng
tạo ra IAA - hoóc môn thực vật nhóm auxin. Con đường sinh tổng hợp tạo ra IAA đã
được xác định, lượng IAA dư thừa từ sinh tổng hợp đã tạo nên sự tương tác giữa thực vật
và vi khuẩn. Tương tác giữa vi khuẩn có khả năng tổng hợp IAA và thực vật dẫn đến sự
thay đổi về bệnh lý trong miễn dịch thực vật. Xem xét vai trò của vi khuẩn có khả năng
sinh IAA trong tương tác của chúng với thực vật cho thấy vi khuẩn sử dụng hoóc - môn
thực vật này để tương tác với thực vật như một phần chiến lược để xâm nhập vào bên
trong tế bào thực vật của chúng như là sự khắc phục của cơ chế miễn dịch thực vật cơ
bản. Hơn nữa, vài báo cáo gần đây cho thấy IAA cũng có thể là phân tử báo hiệu trong vi
khuẩn và do đó có thể có ảnh hưởng trực tiếp đối với sinh lý học vi khuẩn (Spaepen và
cs, 2007). Có nhiều hệ vi thực vật đất có khả năng tổng hợp auxin hoàn toàn cả khi ở
trong đất hay trong nuôi cấy. Tiềm năng tổng hợp auxin bởi vi khuẩn vùng rễ có thể được
sử dụng như một công cụ sàng lọc có hiệu quả chủng PGPR (Khalid và cs, 2004).
2. Quá trình xâm nhập của các vi khuẩn vào rễ thực vật
PGPR có liên kết đến rễ cây, bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp kích thích tăng
trưởng thực vật. Người ta phân loại quần thể vi khuẩn vùng rễ như sau:
(i ) vi khuẩn sống trong đất gần rễ, sử dụng các chất chuyển hóa bị rò rỉ từ rễ như
nguồn C và N

endophytes. Chúng bao gồm một loạt các vi khuẩn trong đất tập hợp lại và không hẳn là
đặc hiệu như sự cộng sinh rhizobia - cây họ đậu. Endophytes có thể kích thích tăng
trưởng thực vật trực tiếp hoặc gián tiếp (Kobayashi và cs, 1995) và bao gồm các rhizobia.
Định nghĩa sau đây cho endophytic vi khuẩn đã được đề xuất : " những vi khuẩn có thể
được phân lập từ bề mặt khử trùng mô thực vật hoặc chiết xuất từ trong thực vật và rõ
ràng không gây hại cho cây trồng” (Hallmann và cs, 1997). Nói chung, một tỷ lệ lớn hơn
của endophytes là PGPR là trường hợp cho vi khuẩn sinh sống tại các rễ nổi trên mặt đất
hoặc rễ (Nowak, 1998). Vi khuẩn trong nốt sần (rhizobia) và các vi khuẩn vùng rễ cố
định đạm cũng là endophytes (Lodewyckx và cs. 2002 ), chúng sống trong các cơ quan rễ
phát triển đặc biệt, chúng có khả năng thúc đẩy tăng trưởng thực vật thông qua các vi
khuẩn cố định đạm chủ yếu cây họ đậu rhizobia và cây thân gỗ liên quan đến loài
Frankia (Gardner và cs, 1984; Reddell và cs, 1991; Rosbrook và Reddell, 1995; Nickel
và cs, năm 2001; Rojas và cs, 2001) mặc dù cyanobacteria cố định đạm cộng sinh của
cây mè (Rai và cs, 2000) cũng là các PGPR. Để hỗ trợ cho khái niệm này, hai thuật ngữ
đơn giản được áp dụng: vi khuẩn PGPR nội bào (iPGPR) cư trú bên trong tế bào thực vật,
sản xuất các nốt và được cư trú sâu trong những cấu trúc đặc biệt và PGPR ngoại bào
(ePGPR ) - những vi khuẩn sống bên ngoài tế bào thực vật và không sản xuất nốt, nhưng
tăng cường tăng trưởng thực vật thông qua sản xuất các hợp chất tín hiệu trực tiếp kích
thích tăng trưởng thực vật, cải thiện khả năng kháng bệnh thực vật hoặc cải thiện vận
động các chất dinh dưỡng của đất. ePGPR có thể được chia thành ba loại, dựa trên mức
độ kết hợp với rễ cây: những chủng sống gần, những chủng không tiếp xúc với cội rễ,
những vi khuẩn cư trú trên bề mặt rễ và những chủng sống trong không gian giữa các tế
bào của vỏ rễ (Hình 2).
Hình 2: Mức độ của các tập đoàn vi khuẩn trong rễ cây: iPGPR sản xuất nốt và sinh
sống trên rễ cây và ePGPR.
3. Vi khuẩn có khả năng sản sinh hormone tăng trưởng IAA
Ảnh hưởng của auxin lên sự phát triển của mỗi giống thực vật phụ thuộc vào nồng
độ auxin, ở nồng độ thấp có thể kích thích tăng trưởng nhưng lại có thể gây ức chế ở
nồng độ cao. Chính sự tập trung của các chủng vi khuẩn đặc hiệu xung quanh chúng sẽ
quyết định nồng độ auxin đó (Arshad và cs, 1991). Thực vật khác nhau đáp ứng khác