Một vi sinh vật trong điều kiện mơi trường dinh dưỡng thích hợp sẽ khơng ngừng hấp thu chất dinh dưỡng và tiến hành trao đổi chất. Nếu quá trình đồng hĩa lớn hơn quá trình dị hĩa thì sinh khối của vi sinh vật tăng lên. Trong quá trình đĩ, một số sản phẩm trao đổi chất được tạo ra, đặc biệt là sản phẩm trao đổi chất thứ cấp như IAA ở các chủng vi khuẩn khảo sát.
Để xác định được hàm lượng IAA do vi khuẩn sinh ra trong các mơi trường nuơi cấy, tiến hành nuơi các chủng vi khuẩn tuyển chọn trong mơi trường Nfb,
YEM và YMA. Sau đĩ đo OD530nm tại thời điểm 5 ngày nuơi cấy. Thí nghiệm được
lặp lại 3 lần. Từ phương trình đường chuẩn, hàm lượng IAA do các chủng vi khuẩn sinh ra được xác định ở bảng 3.6 và biểu đồ 3.2.
Bảng 3.6: Khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn trên các mơi trường nuơi cấy
Chủng vi khuẩn
Nồng độ IAA (mg/l)
Mơi trường Nfb Mơi trường YEM Mơi trường YMA
N2 8,425 ± 0,086e 8,276 ± 0,043f 7,356 ± 0,066e
N4 4,396 ± 0,043a 6,535 ± 0,108c 7,306 ± 0,086de
V1 7,580 ± 0,066d 6,908 ± 0,090c 7,107 ± 0,151cde V2 5,838 ± 0,090b 5,017 ± 0,090a 6,560 ± 0,114b T2 10,241 ± 0,066g 6,560 ± 0,155c 5,241 ± 0,108a T4 6,908 ± 0,132c 6,137 ± 0,108b 7,231 ± 0,114cde T5 34,794 ± 0,090j 5,789 ± 0,090b 8,276 ± 0,114f T6 10,639 ± 0,108h 8,674 ± 0,174g 6,883 ± 0,132bc P3 16,908 ± 0,108i 7,729 ± 0,174e 7,331 ± 0,132ef P5 9,370 ± 0,139f 7,331 ± 0,090d 5,216 ± 0,086a AM13 7,007 ± 0,129j 4,993 ± 0,129a 5,515 ± 0,114a 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 Hàm lượng IAA (mg/l) N2 N4 N6 V1 V2 T2 T4 T5 T6 P3 P5 AM13 Chủng vi khuẩn
Ảnh hưởng của mơi trường nuơi cấy đến khả năng sinh IAA MT NfbMT YEM MT YMA
Biểu đồ 3.2: Ảnh hưởng của mơi trường nuơi cấy đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn.
Kết quả cho thấy các chủng vi khuẩn được nuơi cấy trong mơi trường Nfb cĩ khả năng sinh IAA dao động từ 4,396mg/l đến 34,794mg/l; trong đĩ chủng N4, V2, T4 sinh IAA thấp hơn chủng đối chứng AM13, 8 chủng sinh IAA cao hơn chủng đối chứng AM13, đặc biệt chủng T5 sinh IAA cao nhất (34,794mg/l) gấp gần 5 lần so với chủng AM13.
Các chủng vi khuẩn nuơi cấy trong mơi trường YEM cĩ khả năng sinh IAA dao động từ 4,933mg/l đến 8,674mg/l, cĩ 5 chủng sinh IAA thấp hơn 7mg/l. Ở
chủng đối chứng AM13, khả năng sinh IAA thấp nhất ( 4,933mg/l). Cĩ 6 chủng sinh IAA cao hơn chủng đối chứng, trong đĩ chủng V1 cĩ hàm lượng cao nhất ( 8,674mg/l).
Trong mơi trường YMA, khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn khảo sát biến động từ 5,296mg/l đến 8,276mg/l. Chủng T2 sinh IAA thấp nhất, cao nhất là chủng T5. Trong các chủng nuơi cấy, cĩ 6 chủng sinh IAA thấp hơn 7mg/l, cĩ 6 chủng sinh IAA lớn hơn 7mg/l nhưng khơng cĩ chủng nào lớn hơn 9mg/l.
Qua kết quả nghiên cứu, các chủng vi khuẩn sinh IAA khi được nuơi trên mơi trường YEM, cĩ khả năng tạo ra IAA cao khi được nuơi trên mơi trường YMA. Hai mơi trường này cĩ thành phần các nguyên tố khống tương tự nhau, chỉ khác biệt rõ về tỉ lệ nguồn nước chiết nấm men. Đây là nguồn dinh dưỡng bao gồm cả nguồn cacbon và nguồn nito trong mơi trường. Ở mơi trường YEM cĩ 1% cao nấm men, mơi trường YMA chỉ cĩ 0,5%. Như vậy sự chênh lệch về kết quả sinh IAA của các chủng trên 2 mơi trường là do nhu cầu dinh dưỡng của các chủng vi khuẩn.
Các chủng vi khuẩn tuyển chọn nuơi trong mơi trường Nfb cĩ khả năng sinh IAA cao hơn nhiều so với mơi trường YEM và mơi trường YMA. Mơi trường Nfb cĩ các thành phần cơ bản cho sự phát triển của nhĩm vi khuẩn cố định đạm và bổ sung thành phần các chất sinh trưởng như Biotin, acid malic, thành phần vi lượng, FeEDTA đã thúc đẩy sự phát triển của nhĩm vi khuẩn này, dẫn đến sinh IAA mạnh hơn.
Trên cơ sở đĩ chúng tơi sử dụng mơi trường Nfb để nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ tryptophan đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn tuyển chọn.
3.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ tryptophan
Tryptophan là một acide amin đồng thời là tiền chất của IAA. Sự tương đồng về cấu trúc của acid indol-3-acetic và acid amin Tryptophan là cơ sở cho giả định auxin cĩ phải được tổng hợp từ acid amin đĩ. Giả thuyết này đã được chứng minh nhờ phương pháp nguyên tử đánh dấu [7].
IAA được tổng hợp ở tất cả các thực vật bậc cao, tảo, nấm và ở cả vi khuẩn. Các chủng vi khuẩn tuyển chọn đều được phân lập trên mơi trường cĩ Tryptophan. Tuy nhiên khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn cịn tùy thuộc vào nồng độ của tiền chất Tryptophan.
Trên mơi trường Nfb, nồng độ tryptophan được khảo sát là 0,5 : 1,0 : 1,5 : 2,0 mg/l để làm cơ sở tuyển chọn các chủng ưu thế. Sau 5 ngày nuơi cấy thu dịch để so màu theo phương pháp Salkowski. Kết quả được ghi nhận theo bảng 3.7 và biểu đồ 3.3.
Bảng 3.7: Khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn ở các nồng độ tryptophan bổ sung trong mơi trường nuơi cấy.
Chủng vi khuẩn Nồng độ IAA (mg/l) Tryptophan 0.5mg/l Tryptophan 1.0mg/l Tryptophan 1.5mg/l Tryptophan 2.0mg/l T2 2,58 ± 0,066b 10,192 ± 0,213f 17,281 ± 0,066m 46,236 ± 0,050t T5 58,376 ± 0,066y 52,654 ± 0,066w 40,316 ± 0,066s 26,709 ± 0,043n T6 14,446 ± 0,066j 28,699 ± 0,066o 95,689 ± 0,066ad 80,043 ± 0,066ac P3 15,366 ± 0,075l 48,898 ± 0,066u 49,719 ± 0,066v 60,764 ± 0,066ab P5 1,087 ± 0,066a 56,31 ± 0,174x 58,749 ± 0,066z 77,306 ± 0,086aa V1 14,371 ± 0,066j 14,719 ± 0,025k 31,684 ± 0,066p 6,510 ± 0,066d N2 9,296 ± 0,050e 12,306 ± 0,043g 13,749 ± 0,090i 35,291 ± 0,075r N6 4,221 ± 0,066c 13,276 ± 0,043h 34,047 ± 0,066q 28,848 ± 0,066o
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hàm lượng IAA (mg/l) T2 T5 T6 P3 P5 V1 N2 N6 Chủng vi khuẩn
Ảnh hưởng của nồng độ tryptophan đến khả năng sinh IAA
tryptophan 0.5mg/l Tryptophan 1.0mg/l Tryptophan 1.5mg/l Tryptophan 2.0mg/l
Biểu đồ 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ tryptophan đến khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn.
Kết quả từ bảng 3.7 và biểu đồ 3.3 cho thấy chủng T2 sinh IAA tăng tương ứng theo dãy nồng độ tryptophan từ 0.5 đến 2.0mg/l và đạt cao nhất 46,261mg/l. Chủng T5 sinh IAA cao nhất tại ngưỡng nồng độ tryptophan 0.5mg/l đạt 58,251mg/l và giảm dần theo ngưỡng nồng độ tryptophan từ 0.5 đến 2.0mg/l, giảm xuống chỉ cịn 26,709mg/l. Qua đĩ cho thấy chủng T5 khơng cĩ nhu cầu cao về hàm lượng tryptophan.
Với nồng độ tryptophan 0.5mg/l, chủng T6 sinh IAA đạt 14,446mg/l, nồng độ tryptophan 1,0mg/l đạt 28,699mg/l, nồng độ tryptophan 1,5mg/l đạt 95,689mg/l, nồng độ tryptophan 2.0mg/l đạt 80.043mg/l. Như vậy chủng T6 sinh IAA đạt cao nhất tại ngưỡng nồng độ tryptophan 1,5mg/l.
Chủng P5 với nồng độ tryptophan 0.5mg/l sinh IAA rất thấp chỉ đạt 1,087mg/l, sau đĩ sinh IAA tăng dần theo ngưỡng nồng độ tryptophan từ 0.5 đến 2.0mg/l, đạt cao nhất tại ngương nồng độ tryptophan 2.0mg/l đạt 77,306mg/l.
Các chủng T6, V1, N6 khi bổ sung nồng độ tryptophan từ 0,5 đến 1,5mg/l thì khả năng sinh IAA cũng tăng cao nhưng khi đến nồng độ 2,0mg/l khả năng sinh IAA lại giảm xuống. Chứng tỏ rằng nếu thừa tryptophan sẽ dẫn đến ức chế ngược.
Qua phân tích kết quả cho thấy mỗi chủng vi khuẩn thích hợp với 1 ngưỡng nồng độ tryptophan nhất định và dao động trong khoảng nồng độ tryptophan từ 0.5 đến 2.0mg/l.
- Chủng T5 thích hợp ngưỡng nồng độ tryptophan 0.5mg/l.
- Chủng T6, V1, N6 thích hợp ngưỡng nồng độ tryptophan 1.5mg/l. - Chủng T2, P3, P5, N2 thích hợp ngưỡng nồng độ tryptophan 2.0mg/l.