Header Page 1 of 166.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA SINH HỌC
****

ĐỖ HOÀNH QUÂN

PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VÀ NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC
TÍNH TĂNG TRƯỞNG, CỐ ĐỊNH ĐẠM CỦA VI KHUẨN
AZOTOBACTER – THỬ NGHIỆM TRÊN CÂY TRỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: HÓA SINH
MÃ NGÀNH: 60.42.30

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. PHẠM THỊ ÁNH HỒNG

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2011

Footer Page 1 of 166.


Header Page 2 of 166.

Lời cảm ơn
Trong khoảng thời gian hơn một năm làm luận văn tốt nghiệp, ngoài những nỗ lực
của bản thân, tôi còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ phía các thầy cô trong Khoa Sinh
học, các thầy cô trong bộ môn Sinh hóa và quý công ty TNHH Gia Tường, giờ đây tôi đã
hoàn thành luận văn tốt nghiệp với rất nhiều cảm xúc khác nhau. Tôi xin trân trọng gửi
lời cảm ơn đến:


Indol acetic acid

ATP

Adenosin triphosphate

ADP

Adenosin diphosphate

rH2

Lưu lượng khí hydrogen

pO2

Áp suất khí oxygen

PCR

Polymerase chain reaction

OD

Optical density

CFU

Colony froming units

Bảng 3.10. Hàm lượng nitơ cố định được (mg/l) của hai chủng Az 03 và Az 07
cố định được khi nuôi cấy ở các giá trị pH khác nhau .................................... 63
Bảng 3.11. Mật độ tế bào (CFU/ml) của hai chủng Az 03 và Az 07 khi nuôi cấy
trên các loại đường với các nồng độ khác nhau .............................................. 65
Bảng 3.12. Hàm lượng nitơ cố định được (mg/l) của hai chủng Az 03 và Az 07
khi nuôi cấy trên các loại đường với các nồng độ khác nhau .......................... 68
Bảng 3.13. Mật độ tế bào (CFU/ml) của hai chủng Az 03 và Az 07 khi nuôi cấy trên môi
trường cố bổ sung ion Mn2+ và ion Cu2+ ở các nồng độ khác nhau ................. 70
Bảng 3.14. Hàm lượng nitơ cố định được (mg/l) của hai chủng Az 03 và Az 07
khi nuôi cấy trên môi trường cố bổ sung ion Mn2+ và ion Cu2+
ở các nồng độ khác nhau ................................................................................ 71
Bảng 3.15. Mật độ tế bào (CFU/ml) của hai chủng Az 03 và Az 07 khi
nuôi cấy ở tốc độ lắc khác nhau ...................................................................... 74
Bảng 3.16. Hàm lượng nitơ cố định được (mg/l) của hai chủng Az 03 và Az 07
khi nuôi cấy ở tốc độ lắc khác nhau ................................................................ 75

Footer Page 4 of 166.

iii


Header Page 5 of 166.
Bảng 3.17. Mật độ tế bào (CFU/ml) của hai chủng Az 03 và Az 07 khi nuôi
cấy trong môi trường có các nguồn đạm khác nhau ....................................... 77
Bảng 3.18. Hàm lượng nitơ cố định được (CFU/ml) của hai chủng Az 03 và Az 07
khi nuôi cấy trong môi trường có các nguồn đạm khác nhau. ......................... 79
Bảng 3.19. Mật độ tế bào (CFU/ml) của hai chủng Az 03 và Az 07 tại
các thời điểm nuôi cấy khác nhau ................................................................... 81
Bảng 3.20. Hàm lượng nitơ tổng cố định được (mg/l) của hai chủng Az 03 và Az 07
tại các thời điểm nuôi cấy khác nhau .............................................................. 82


Ảnh hưởng của loại đường và nồng độ đường lên khả
năng tăng trưởng của chủng Az 03 ............................................................ 66

Đồ thị 3.4.

Ảnh hưởng của loại đường và nồng độ đường lên khả
năng tăng trưởng của chủng Az 07 ............................................................ 66

Đồ thị 3.5.

Ảnh hưởng của loại đường và nồng độ đường lên khả năng
cố định nitơ của chủng Az 03 ................................................................... 68

Đồ thị 3.6.

Ảnh hưởng của loại đường và nồng độ đường lên khả năng
cố định nitơ của chủng Az 07 ................................................................... 69

Đồ thị 3.7.

Ảnh hưởng của ion Mn2+ và ion Cu2+ ở các nồng độ khác nhau
lên khả năng tăng trưởng của chủng Az 03 .............................................. 70

Đồ thị 3.8.

Ảnh hưởng của ion Mn2+ và ion Cu2+ ở các nồng độ khác nhau
lên khả năng tăng trưởng của chủng Az 07 .............................................. 71

Đồ thị 3.9.

Footer Page 7 of 166.

vi


Header Page 8 of 166.

Mở đầu

MỞ ĐẦU
 Đặt vấn đề
Trong khí quyển, nitơ chiếm gần 80% thể tích, tuy nhiên chúng tồn tại ở dạng khí
N2 với liên kết cộng hóa trị rất bền vững (N≡N), thực vật không thể sử dụng trực tiếp
được. Để sử dụng được nguồn đạm dồi dào này thì cần phải phá vỡ liên kết bền vững
trong phân tử N2, tạo ra các loại đạm mà cây trồng có thể hấp thu được.
Trong công nghiệp sản xuất phân bón hóa học, để phá vỡ liên kết này người ta thực
hiện các phản ứng hóa học dưới điều kiện nhiệt độ, áp suất rất cao và có sự tham gia của
nhiều chất xúc tác, do dó, việc sản xuất phân bón bằng phương pháp này sẽ gây tốn kém,
gây ô nhiễm môi trường và tác động xấu đến sức khỏe của con người.
Ngày nay với sự phát triển của công nghệ sinh học trong nông nghiệp, thì việc
nghiên cứu và tìm ra cách chuyển hóa để biến nguồn đạm dồi dào từ trong khí quyển vào
trong đất mà không tác động đến môi trường và sức khỏe con người đã được nghiên cứu.
Một trong những hướng quan trọng và hiệu quả là việc sử dụng vi sinh vật có khả năng
cố định đạm nhờ hệ enzyme nitrogenase.
Azotobacter là giống vi sinh vật cố định đạm tự do có khả năng làm giàu nguồn
đạm trong đất - nguồn đạm cây trồng sử dụng được. Chúng có khả năng này là nhờ quá
trình cố định nitơ sinh học, quá trình khử N2 trong không khí thành NH3 dưới tác dụng
của enzyme nitrogenase. Ngoài ra chúng còn kích thích hấp thu các chất dinh dưỡng
khoáng của thực vật (NO3-, PO43-, K+, Fe2+), sản sinh ra các chất có khả năng điều hòa
sinh trưởng ở thực vật (indole 3-acetic acid, indole- lactic acid…). Loài vi sinh vật trên


Footer Page 9 of 166.

-2-


Header Page 10 of 166.

PHẦN 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Footer Page 10 of 166.


Header Page 11 of 166.

Tổng quan tài liệu

1.1. Đai cương về nitơ
1.1.1. Nguồn nitơ trong tự nhiên
Nitơ là nguồn dinh dưỡng quan trọng không thể thiếu đối với động vật, thực vật và
ngay cả với các loài vi sinh vật. Dự trữ nitơ trong tự nhiên rất lớn, riêng trong không khí,
nitơ chiếm 78,16% thể tích. Người ta ước tính rằng, trong bầu khí quyển bao trùm lên
một hecta đất đai chứa tới 8 triệu tấn nitơ. Lượng nitơ này có thể cung cấp cho cây trồng
tới hàng chục triệu năm (nếu như cây trồng có khả năng đồng hóa được nó). Trong cơ
thể các loài sinh vật trên trái đất cũng có khoảng 0.4 x 109 tấn nitơ. Trong các trầm tích
chứa 4 x 1015 tỷ tấn nitơ [36].
Hợp chất đạm mà thực vật hút từ đất, một phần như gốc rễ được trả lại đất, phần còn
lại được động vật và thực vật dị dưỡng tiêu thụ, lại biến thành các chất bài tiết và xác trả

vật thân mềm và con người. Một ví dụ cụ thể ở những người sống ở nông thôn và sử
dụng giếng nước chứa nitrat cao thì thường có hiện tượng oxy kết hợp với hemoglobin
(gọi là hiện tượng Methemoglobinemia) điều này gây hại đến tế bào máu. Ngoài ra, việc
lạm dụng phân đạm tổng hợp hóa học còn gây tác hại cho đất (như đất bị bạc màu, chua,
chai…) hay ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm (như việc tồn dư các hợp chất chứa
đạm như NO3-, NH4+) [6].
 Sinh học: Nhờ các vi sinh vật có thể tiết ra enzyme nitrogenase để thực hiện
được một quá trình sinh học đặc biệt - quá trình cố định nitơ. Nhóm vi sinh vật có khả
năng thực hiện quá trình này được gọi là các vi sinh vật cố định nitơ. Việc sử dụng phân
bón vi sinh chứa các vi sinh vật trên vẫn đảm bảo cho năng suất cây trồng đồng thời hạn
chế sử dụng phân bón hóa học làm cho sản phẩm sạch và an toàn hơn, lượng nitrat giảm
đáng kể, đất không bị ô nhiễm, khả năng giữ ẩm tốt hơn, tăng cường khả năng cải tạo đất
do hệ sinh vật có ích hoạt động mạnh làm cho đất tơi xốp hơn, cây dễ hút chất dinh
dưỡng hơn. Ngoài ra, còn có các con đường tạo nitơ khác như do sấm chớp hay cháy [8].
Bảng 1.1. Các con đường cung cấp đạm cho đất trong chu trình chuyển hóa nitơ [6].
Hàm lượng nitơ cố định

Cách cố định nitơ

(1012 g/năm)

Không phải con đường sinh học

80

(Non-biologital)
Công nghiệp (Industrial)

50



Tổng quan tài liệu

1.1.2. Vai trò của nitơ đối với thực vật
Nitơ là thành phần quan trọng cấu tạo nên các phân tử hữu cơ như protein, diệp lục,
ATP… Hàm lượng nitơ trong thành phần các
chất khô của thực vật dao động từ 1-3%. Tuy
hàm lượng trong cây thấp nhưng nitơ có vai
trò sinh lý đặc biệt quan trọng trong đời sống
sinh trưởng phát triển và hình thành năng suất
của cây trồng [3].
Sự thiếu nitơ, cây sinh trưởng kém,
chlorophylle không được tổng hợp đầy đủ, lá
vàng, đẻ nhánh và phân cành kém, sút giảm

a

b

Hình 1.1. Cây lúa, không bón đạm (a);
có bổ sung đạm (b).
Thừa nitơ cũng sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng, phát triển và hình thành

hoạt động quang hợp nên năng suất giảm [3, 10].

năng suất của cây trồng. Cây sinh trưởng mạnh thân lá tăng nhanh nên cây rất yếu, dễ
đổ, giảm năng suất nghiêm trọng và có khi không có thu hoạch [3, 9].
1.1.3. Quá trình chuyển hóa nitơ trong tự nhiên
1.1.3.1. Quá trình khoáng hóa
Quá trình khoáng hóa là quá trình phân hủy xác hữu cơ dưới tác động của quần thể vi


Tổng quan tài liệu

1.1.3.2. Quá trình phản nitrat hóa
Là quá trình phân hủy chuyển hóa hợp chất nitrat trong điều kiện yếm khí dưới tác
dụng của vi sinh vật tạo thành nitơ [38].
NO3-

Vi khuẩn phản nitrat hóa
N2

1.1.3.3. Quá trình cố định nitơ phân tử
Quá trình này được thực hiện do các vi sinh vật cố định nitơ như Rhizobium sống
cộng sinh ở rễ cây họ Đậu hay Azotobacter sống tự do... sẽ biến đổi N2 trong không khí
thành NH3, từ NH3 sẽ tổng hợp ra các hợp chất chứa nitơ khác cung cấp cho cây trồng và
đồng thời làm giàu thêm nitơ cho đất. Để quá trình này xảy ra thì phải có lực khử mạnh,
ATP và thực hiện ở điều kiện kỵ khí (do chỉ trong điều kiện này enzyme nitrogenase mới
hoạt động) [38].
N2

+ H2

Không khí

Nitrogenase

NH3

Vi khuẩn cố định đạm


thân gỗ, cây hai lá mầm và cây bụi. Ban đầu, những vi khuẩn cộng sinh với cây họ đậu
được phân loại thành chi Rhizobium, do đó, những vi khuẩn này thường được nói đến
như là những vi khuẩn nốt rễ (rhizobia). Ngày nay, những vi sinh vật cộng sinh ở cây họ
Đậu được phân thành nhiều chi, trong đó, hầu hết các loài thuộc chi Rhizobium,
Sinorhizobium (Ensifer), Mesorhizobium và Bradyrhizobium [6,10].
* Vi khuẩn cố định nitơ tự do: là những vi khuẩn cố định nitơ tương tác với thực
vật mà không xâm nhập vào cơ thể của chúng theo hướng cộng sinh chuyên biệt. Trong
số này quan trọng nhất là các loài thuộc chi Azotobacter, Pseudomonas và Clostridium
[6,10].
* Vi khuẩn cố định nitơ tương tác: là những vi sinh vật tham gia vào quá trình trao
đổi chất dinh dưỡng với thực vật nhưng không làm thay đổi cấu trúc của rễ thực vật. Để
phân biệt được vi sinh cố định nitơ cộng sinh hay tương tác với thực vật ký chủ thì chủ
yếu dựa vào mức độ tương tác. Sự cố định nitơ tương tác được hiểu là quá trình cố định
nitơ bởi những vi sinh vật sống tự do nhưng lại chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi cây trồng.
Theo Klucas (1991), trong mối quan hệ tương tác, cả cây trồng và vi khuẩn cố định nitơ

Footer Page 15 of 166.

-7-


Header Page 16 of 166.

Tổng quan tài liệu

đều có lợi nhưng mối quan hệ này thường diễn ra ngẫu nhiên nhiều hơn là sự cộng tác
bắt buộc. Sự cố định nitơ tương tác là một quá trình sinh thái trung gian giữa cố định
nitơ cộng sinh và nitơ tự do. Và vi khuẩn cố định nitơ tương tác bao gồm những vi khuẩn
sống tự do trong vùng lân cận rễ cây thực vật đến những vi sinh vật sống nội sinh trong
mô tế bào thực vật. Để quá trình cố định nitơ của vi sinh vật tương tác có thể diễn ra cần


1.3. Vi khuẩn Azotobacter
1.3.1. Đặc điểm phân loại
Theo khóa phân loại Bergey (2005), Azotobacter được chia thành 7 loài:
A. chroococcum, A. beijerinckii, A. vinelandii, A. salinestris, A. paspali, A.
nigricans, A. armeniacus.
- A. chrococcum (Beijerinck, 1901): tế bào hình que thẳng đến hình elíp, kích thước
đường kính 1,6 x 2,5 m và 3-5 m chiều rộng, tạo nang xác, có khả năng di động được,
có tiên mao. Khuẩn lạc khi già có màu nâu đen, sắc tố không khuếch tán vào môi trường.
Có khả năng đồng hóa mannitol, tinh bột, glucose…. Khuẩn lạc mờ đục, lồi, hầu hết các
chủng đều nhầy, trơn và bóng [14, 23].
- A. beijerinskii (Lipman, 1904): tế bào có kích thước 2,4 x 5,0 m, có khả năng tạo
nang xác, không có lông roi, không di động được. Khi già có màu vàng hoặc màu nâu
sáng. Sắc tố không khuếch tán vào môi trường. Có khả năng đồng hóa mannitol, không
đồng hóa tinh bột nhưng đồng hóa được benzoat natri [14, 23].
- A. vinelandii (Lipman, 1903): tế bào có kích thước 1,5 x 3,4 µm, có khả năng tạo
nang xác, có tiên mao, có khả năng di động. Loài này sinh sắc tố màu vàng lục huỳnh
quang, sắc tố này khuếch tán vào môi trường, có khả năng đồng hóa mannitol và Sodium
benzoat [14, 23].
- A. salinestris (Page và Shivprasad, 1991) tế bào có hình cầu que (cocobacilli),
kích thước 2 x 3-4 m khi tế bào còn non, khi già có hình cầu với bán kính từ 3-5 m,
nhiều dạng và thường tìm thấy dạng kết đôi hoặc dạng chuỗi (6-8 tế bào), tạo nang xác.
Tế bào di động bởi chu mao (Peritrichous flagella) dài 9-10 m. Tế bào già thì không di
động, có khả năng tăng trưởng tốt ở dãy nhiệt độ 30-360C. Nhiệt độ cố định nitơ tốt nhất
là 350C, tế bào phát triển trong khoảng pH 6.2 – 8.0 và tối ưu ở pH 7.2. Khả năng sử
dụng nguồn carbon bao gồm fructose, galactose, glucose, sucrose, mannitol, melibiose,
0.25% sodium benzoate và tinh bột. Nguồn nitrate và amomonium được sử dụng như
nguồn nitơ. Sắc tố màu nâu nhạt đến nâu đen được tạo thành bởi hầu hết các chủng khi
chúng phát triển trên môi trường vô đạm và thông khí tốt [14, 23].


(c)
Hình 1.3. Tế bào sinh dưỡng các chủng Azotobacter [14]
A. chrococcum (a), A. nigricans (b), A. paspali (c)
1.3.2. Tổng quan về Azotobacter
Azotobacter thuộc chi vi khuẩn gốc rễ sống tự do, không sinh bào tử nhưng tạo bào
xác (cyst) giúp chúng chống chịu được với điều kiện khô hạn và bất lợi. Chúng được tìm

Footer Page 18 of 166.

- 10 -


Header Page 19 of 166.

Tổng quan tài liệu

thấy trong đất trung tính đến kiềm, trong môi trường nước và trên một số thực vật.
Azotobacter được quan tâm nhiều do chúng có khả năng cố định nitơ phân tử từ không
khí thành ammonia. Quá trình cố định này được thực hiện nhờ hệ nitrogenase [17].
Chủng đầu tiên thuộc chi Azotobacter được phân lập từ đất là chủng Azotobacter
chrococcum ở Holland vào năm 1901. Kể từ đó các loài vi khuẩn này đã được nghiên
cứu bởi nhiều tác giả. A. chrococcum và A. algilis được nghiên cứu bởi Beijerinck
(1901). Trong nhiều năm tiếp theo thì các loài thuộc nhóm vi khuẩn Azotobacter khác đã
được tìm thấy trong đất và xung quanh vùng rễ như A. vinelandii (Lipman, 1903), A.
beijernckii (Lipman, 1904), A. nigricans (Krassilnikov, 19490), A. paspali (Dobereiner,
1966); A. armenicus (Thompson và Skerman, 1981), A. salinestris (Page và Shivprasad,
1991). Các loài vi khuẩn cố định nitơ này rất quan trọng trong ngành nông nghiệp và
môi trường [23]

vinelandii


Bảng 1.2. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của một số loài thuộc chi Azotobacter [14]

Sắc tố tan trong nước
Vàng xanh

-

-

-

-

+

-

+

Xanh

-

-

-

-


+

-

-

-

Đỏ tím

-

+

-

d

+

-

d

+

-

+


+

-

-

nd

-

Glutarate

-

d

-

-

-

nd

+

Glycolate

-


-

-

-

-

-

-

+

Caproate

+

-

-

-

-

nd

+


+

Malonate

+

-

-

d

-

nd

+

Khử nitrate thành nitite
Nguồn carbon

Footer Page 19 of 166.

- 11 -


Header Page 20 of 166.

Tổng quan tài liệu


-

Tinh bột thủy phân

+

+

d

d

-

nd

-

Di động

+

+

-

-

+


-

-

-

6.0

-

-

+

d

d

d

+

6.5-9.5

+

+

+


+

+

+

d

+

vnf

+

nd

+

+

+

d

+

anf

-


14 C

d

-

+

d

+

-

+

180C

+

d

+

+

+

-


+

+

+

Sản xuất polysaccharide ngoại bào

+

d

d

+

-

d

d

Peroxidase

d

d

d


+

+

+

nd

+

Thiosulfate

d

-

d

d

+

nd

+

Cysteine

-


d

+

+

+

+

+

Propionate

+

d

+

-

-

nd

+

β-Phenylpropionate


Glutarate

-

d

-

-

-

nd

+

DL-β-Hydroxybutyrate

d

+

+

d

-

nd


Tạo H2S từ:

Sử dụng như nguồn carbon duy nhất
Fuctose, glucose, acetate, pyruvate,
fumarate, malate, succinate,
α-oxoglutarate, lactate, DL-gluconate,
hoặc methylcarbinol.

Trehalose

d

+

d

+

-

Melibiose

+

+

+

d



Raffinose

+

d

d

d

-

nd

d

Propan-1-ol

d

-

d

d

d

nd


-

+

Mannitol

+

+

d

d

-

nd

+

Sorbitol

+

+

d

d


d

R

nd

d

Chloramphenicol, 25 µg/ml

d

d

d

R

d

R

R

Sulfanilamid, 25 µg/ml

d

R


S

d

d

d

nd

R

Sodium benzoate, 0.5 %

d

R

d

R

d

nd

R

Sodium fluoride, 0.01 M


Iodacetate, 1 mM

S

S

S

S

S

nd

S

Erythromycin, 2 µg/ml

S

R

d

R

D

nd


nd

+

Sinh vỏ nhầy

+

+

+

+

+

+

+

65.8 –
67.5

63.5 –
65.0

66.0 –
66.2


Footer Page 21 of 166.

- 13 -


Header Page 22 of 166.

Tổng quan tài liệu

hướng chuyển thành hình trái xoan
đến hình cầu, một số có dạng chuỗi
và dạng sợi như A. paspali tạo thành
dạng sợi dài có chiều dài lên đến 60
µm [14].
Theo Tchan và New (1984), khi
chúng phát triển trên môi trường có
bổ sung chiết nấm men – peptone
agar thường tạo ra các tế bào biến

Hình 1.4. Tế bào sinh dưỡng chủng A. paspali

dạng [14].
Azotobacter tăng trưởng dưới điều kiện cố định nitơ thường có kích thước nhỏ hơn
khi phát triển trên môi trường có ammonia. Azotobacter thường tồn tại ở dạng đơn, hoặc
đôi hoặc thành từng nhóm không đều (A. paspali), hiếm khi tồn tại dạng chuỗi [14]. Khi
già, tế bào Azotobacter mất khả năng di động, kích thước thu nhỏ lại biến thành dạng
hình cầu, tế bào được bao bọc bởi một lớp vỏ nhầy khá dày, vỏ nhầy đó chứa khoảng
75% là chất hydrid của uronic acid và chỉ chứa khoảng 0,023% nitơ và sinh chất xuất
hiện nhiều hạt lổn nhổm, đó là các hạt volutin, granulose, các giọt mỡ… [19].
Khuẩn lạc của Azotobacter thường trơn, bóng, đục, lồi và nhầy. Khi còn non khuẩn

1.3.4. Đặc tính di động
Azotobacter có khả năng di động với tiêm mao (flagella) hoặc không di động. Sự sắp
xếp của tiêm mao có rất nhiều tranh cãi nhưng theo quan sát của Hofer, Krasilnikov và
cộng sự bằng kính hiển vi thì hầu hết Azotobacter có lông roi nằm ở bên; ngoại trừ A.
insique có tiêm mao nằm ở một cực. Kích thước trung bình khoảng 2,0 - 7,0 µm và 1,0 2,5µm, đôi khi có chiều dài đạt đến 10-12 µm [19]. A. beijerinckii và A. nigricans thì
không di động. Các chủng khác thì di động bằng chu mao (peritrichous flagella). A.
vinelandii OP là chủng vi khuẩn di động
nhanh, với vận tốc trung bình đo được là
74 µm/giây (Haneline et al., 1991). Nồng
độ oxy và một số chất được tìm thấy làm
tăng tốc độ di chuyển của tế bào như là
những chất có chức năng dẫn dụ. Các chất
này như là fructose, glucose, xylitol,
mannitol, hexose, hexitol, pentiol, pentose,

Hình 1.6. Hai tế bào A. chroococcum bắt cặp

disaccharide và các đường amino [14].

Footer Page 23 of 166.

(diplococcus) di động bằng chu mao [23]

- 15 -


Header Page 24 of 166.

Tổng quan tài liệu


công việc nghiên cứu và ứng dụng, đặc biệt, nguồn carbon có thể ảnh hưởng đến hiệu
quả của việc cố định nitơ phân tử [14]. Azotobacter có thể sử dụng các hợp chất alcohol
(ethanol, propanol, butanol, 2,3-butylene glycol, glycerol, sorbitol, mannitol, inositol);

Footer Page 24 of 166.

- 16 -


Header Page 25 of 166.

Tổng quan tài liệu

acid hữu cơ (acetic, propionic, butyric, valeric, malic, lactic, malonic, …) và các loại
mono-, di-, tri- và polysaccharide (glucose, fructose, sucrose, maltose, lactose, trihalose,
raffinose, dextrin, tinh bột, glycogen) là nguồn carbon [14, 25, 16]. Một số nguồn carbon
được sử dụng ở tất cả các loài, trong khi các nguồn carbon khác chỉ được sử dụng ở một
số loài. Kể từ khi Thompson và Skerman (1979) công bố, đã có thêm vài nghiên cứu
khác về việc sử dụng nguồn carbon của các loài, trong đó, ấn phẩm của Manulal. Theo
De La Vega và cộng sự (1991), sucrose bị suy thoái (degrade) bởi enzyme invertase
ngoại bào ở A. chrococcum ATCC 4412, trong khi ở A. vinelandii UW (ATCC 13705),
sự suy thoái ấy lại do enzyme invertase nội bào. Chen và cộng sự (1993) thấy rằng, A.
chrococcum (ATCC 9043) và A. vinelandii UW sử dụng không chỉ được các hợp chất
thơm (aromatic compounds) benzoate và 4-OH-benzoate mà còn catechol, naphthalene,
procatechuate và 4-toluate. A. chrococcum biểu hiện dioxygenase chỉ phân cắt ở vị trí
ortho khi tăng trưởng trên naphthalene và 4-toluate và chỉ cắt ở vị trí meta của các hợp
chất thơm khác (Thompson và Skerman, 1979). A. vinelandii biểu hiện enzyme phân cắt
cả vị trí ortho và meta (Chen và cộng sự, 1993). Điều thú vị là tỉ lệ tăng trưởng và hoạt
tính nitrogenase gần như cao hoặc cao hơn khi nguồn carbon là các hợp chất thơm –
benzoate và naphthalene, đặc biệt đối với A. chrococcum và A. vinelandii. Trong số các