Vi khuẩn nội sinh xâm nhập vào bên trong cơ thể (mô) thực vật có thể sống sót và phát triển bên ngoài môi trường và có thể có nguồn gốc từ những hạt giống và cây con khi chúng ta phân phối hạt giống hạt cây con giống từ vùng này sang vùng khác. Chúng nhanh chóng phát triển trong đất vùng rễ hay bề mặt rễ (Hallmann, 2001), từ đây chúng nhân mật số và di chuyển vào trong mô thực vật bằng nhiều con đường. Trước hết, VKNS xuất phát từ nguồn nhất định.
2.3.3.1 Nguồn gốc
Qua những kết quả thu được từ thân, lá hạt, rễ, Mano và Morisaki (2008) cho rằng nguồn của VKNS là đất vùng rễ. Kết hợp nhiều kết quả phân lập VKNS từ rễ cây lúa mì, bông vải, bắp ngọt, bắp đá và cải canola đều kết luận VKNS xuất phát từ đất. Vai trò của hạt như là một nguồn của VKNS vẫn là một điều còn tranh cãi (Hallmann et al., 1997).
2.3.3.2 Di chuyển
Theo Hallmann (2001), thường VKNS được thu hút hay di chuyển từ môi trường bên ngoài đến cây chủ bằng cơ chế hóa hướng động hay ngẫu nhiên hoặc cả hai cơ chế.
Rễ cây tiết ra bên ngoài một số hợp chất như là dưỡng chất để VKNS tìm đến và quần tụ trên bề mặt rễ, ví dụ: vi khuẩn có ích Pseudomonas fluorescens và
Azospirillum brasilense hướng đến rễ lúa mì do rễ lúa mì tổng hợp và phóng thích chất
kích thích tổng hợp (Bashan, 1986). Ngoài ra, sự tiếp xúc ngẫu nhiên với rễ cây do rễ phát triển để tìm nguồn nước hay dưỡng chất cũng là cơ hội quan trọng để vi khuẩn có thể tiếp xúc với lông hút của rễ non.
2.3.3.3 Tiếp cận
Một hợp chất trung gian để gắn chặt VKNS vào bề mặt rễ là lectins. Đây là hợp chất rất đặc biệt thường gặp trong các trường hợp vi khuẩn cộng sinh và giả thiết này cũng được các nhà khoa học đề cập đến VKNS vì Duijff et al. (1997) đã chứng minh vi khuẩn Pseudomonas fluorescens dòng WCS417r đến bề mặt rễ do một hợp chất lipo - polysaccharide.
2.3.3.4 Xâm nhập hay xuyên thấu
Theo Hallmann (2001), có nhiều con đường chính để VKNS xâm nhập vào bên trong mô thực vật như:
- Các lỗ tự nhiên như thủy khổng (Hydathodes), lỗ khí khổng (stomata), lỗ rễ (bì khổng = lenticels).
- Lỗ từ sự ma sát với đất hay vết bệnh, vị trí hình thành rễ ngang (lateral roots).
- Vi lỗ (micropores).
- Vết thương do tác động vật lý (wounds).
Tuy nhiên con đường quan trọng và có khả năng nhất là VKNS xâm nhập vào bên trong mô thực vật là vết thương và vi lỗ hiện diện khi bắt đầu sự hình thành lông hút, chính đây là lớp tế bào non rất dễ xâm nhập. Thêm vào đó, vết bệnh cũng có thể là cửa ngỏ cho vi khuẩn xâm nhập vào bên trong ví dụ như trường hợp vết bệnh từ tuyến trùng (Hallmann et al., 1997) và vết nấm bệnh do Rhizotonia solani (Mahaffee và Kloepper, 1997).
Ngoài ra vi khuẩn có thể tiết ra enzyme cellulase để phá hủy lớp tế bào biểu bì của rễ non để xâm nhập vào bên trong thực vật như trường hợp vi khuẩn
Gluconacetobacter diazotrophicus. Vi khuẩn xâm nhập vào thẳng bên trong nhu mô rễ
Vi khuẩn có thể xâm nhập vào rễ lúa bằng các rãnh trong các rễ ngang của giống Sprice, chúng tập trung vào bên ngoài và bên trong vùng nhu mô rễ và các mạch gỗ rồi từ đây chúng khuếch tán vào thân lúa, chúng được tìm thấy trong các tế bào nhu mô lá.
2.3.3.5 Sinh sản
Mặc dù VKNS tập trung hay tiếp cận các địa điểm mà chúng có khả năng xâm nhập vào bên trong mô thực vật nhưng mật số tương đối thấp chỉ từ 1.000 đến 1.000.000 tế bào/g mô thực vật (Hallmann, 2001), và chúng bắt buộc phải sinh sản một số lượng tương đối lớn trước khi xâm nhập vào bên trong mô thực vật. Hurek et al. (1994) cho rằng sự phân cắt hay sinh sản vi khuẩn Azoarcus sp. được tìm thấy bên ngoài và cả bên trong nhu mô rễ lúa và cỏ Kallar.
2.3.3.6 Xâm nhập
Hallmann (2001) tóm tắt sự xâm nhập của VKNS vào bên trong mô thực vật bằng 7 con đường như sau:
- Vi khuẩn nội sinh tập trung và xâm nhập ngẫu nhiên trên bề mặt rễ non của cây.
- Chúng cũng có thể tập trung và xâm nhập bên dưới lớp biểu bì rễ. - Chúng có thể tập trung và xâm nhập ngay vết thương ở rễ do sự ma sát. - Vi khuẩn nội sinh có thể tập trung và xâm nhập ngay lỗ mọc các lông hút. - Chúng tiếp cận đầu lông hút của rễ non để di chuyển vào trong.
- Chúng len lỏi khoảng hở giữa các tế bào rễ.
- Chúng có thể đi theo trong quá trình hấp thu chất dinh dưỡng vào rễ qua con đường các mạch gỗ.
Nhìn chung, VKNS có khả năng tập trung ở những vị trí đã trình bày ở phần trên là do rễ cây tiết ra những chất dinh dưỡng cần thiết cho vi khuẩn sinh sản. Beatle và Lindow (1995) [trích từ Hallmann, 2001] cho rằng VKNS có thể xâm nhập vào bên trong mô lá nhờ các khẩu của lục lap, qua con đường này vi khuẩn có đủ khoảng không thích hợp có đủ oxi cần thiết cho sự sinh trưởng trong điều kiện vi hiếu khí như khoảng trống chứa khí ở nhu mô rễ lúa mà Rheinold et al. (1987) đã phát hiện các VKNS sống tốt.
2.3.3.7 Định cư
Sau khi xâm nhập vào trong nhu mô thực vật, VKNS di chuyển đến các bó mạch