- Cấy từ tế bào đang ở phase log Cấy sang môi trường cùng loạ
Cơ chế quá trình cố định nitrogen phân tử
Quá trình cốđịnh nitrogen
Nitơ phân tử được cấu tạo từ 2 nguyên tử nitơ nối với nhau bằng 3 dây nối N≡N.
Nếu muốn liên kết nitơ với hydro amoniac thì phản ứng phải được tiến hành ở nhiệt độ 6000C và áp suất 1000 atm.
Trong khi đó nhóm vi khuẩn cố định nitơ có thể biến khí nitơ thành hợp chất đạm ở các điều kiện bình thường về nhiệt độ và áp suất. Vậy cơ chế cố định của nó là như thế nào?
Quá trình cố định nitơsinh học là một quá trình khửN2 thành NH3dưới tác dụng của men nitrogenase sinh ra bởi vi sinh vật.
Quá trình cốđịnh nitrogen
NH3được hình thành đến một mức độ nào đó sẽ kìm hãm sự hoạt động của nitrogenase, nó chính là yếu tố điều hoà hoạt tính của enzyme.
Ởvi khuẩn cố định nitơsống cộng sinh với cây bộ đậu, cơ
chế cố định nitơcó phần nào phức tạp hơn vì nó có liên quanđến thực vật
Thực vật tạo ra Leghemoglobin, chất này đóng vai trò chuỗi chuyểnđiện tửtừquá trình quang hợp của cây vào nitrogenase của vi khuẩn
Quá trình cốđịnh nitrogen
Vi khuẩn cố định nitrogen
Vi khuẩn cố định nitơcộng sinh với cây bộ đậu còn gọi là vi khuẩn nốt sần. Chúng hình thành những nốt sần ở rễ
cây,đôi khiởcảthân cây phần gần vớiđất và cưtrú trong
đó.
Tại nốt sần, vi khuẩn tiến hành quá trình cố định nitơ, sản phẩm cố định được một phần sử dụng cho vi khuẩn và một phần sửdụng cho cây
Rhizobium
Quá trình cốđịnh nitrogen
Vi khuẩn nốt sần thuộc loại hiếu khí, ưa pH trung tính hoặc hơi kiềm, thích hợp với nhiệtđộ28 - 300C,độ ẩm 60 - 80%.
Chúng có khả năng đồng hoá các nguồn carbon khác nhau như các loại đường đơn, đường kép, acid hữu cơ, glycerin v.v...
Trong đất có hai họ vi khuẩn chủ yếu: Azotobacter, Clostridium
Quá trình cốđịnh nitrogen
Azotobacter trong môi trường nhân tạo có đặc tính đa
hình:
Khi còn non chúng có dạng trực khuẩn hình que, có tiên mao, có khảnăng diđộng.
Khi già Azotobactermất khảnăng di động, tếbào chuyển thành dạng hình cầu, xung quanhđược bao bọc bởi một lớp vỏnhày
Clostridium là một loại vi khuẩn kịkhí sống tự do trong
đất, có khả năng hình thành bào tử. Loài phổ biến nhất trongđất làClostridium pasteurianum
Khi còn non có khảnăng diđộng bởi tiên mao.
Khi già mất khảnăng diđộng. Khi hình thành bào tửthường có hình con thoi do bào tửhình thành lớn hơn kích thước tế bào.
Khả năng chuyển hóa các hợp chất phospho trong tự nhiên của VSV
Khả năng chuyển hóa các hợp chất lưu huỳnh trong tự nhiên của VSV
Vòng tuần hòa phospho trong tự nhiên
Các hợp chất phosphore vô cơ được hình thành do quá trình phân giải lân hữu cơ phần lớn là các muối phosphate khó tan Cây trồng không thể hấp thu
được những dạng khó tan này
Về cơchế của quá trình phân giải phosphore vô cơdo vi sinh vật chođến nay vẫn còn nhiều tranh cãi
Vàđạiđa số đều cho rằng, VSV có khảnăng phân giải phosphore do sản sinh ra acid
Vi sinh vật phân giải phosphore vô cơ đều sinh CO2 CO2sẽ phản ứng với H2O có trong môi trường tạo thành H2CO3. H2CO3 sẽ phản ứng với phosphate khó tan tạo thành phosphate dễtan
Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O Ca(H2PO4)2 + H2O + 2Ca(HCO3)2
Các vi khuẩn nitrate hoá trong đất cũng có khả năng phân giải phosphore vô cơ do nó có khả năng chuyển hoá NH3thành NO3-. NO3-sẽ phản ứng với H+tạo thành HNO3. Sau đó HNO3phản ứng với muối phosphate khó tan tạo thành dạng dễ tan.
Ca3(PO4)2 + 4HNO3 Ca(H2PO4)2 + 2 Ca(NO3)2 Các vi khuẩn sulphate hoá cũng có khả năng phân giải
phosphate khó tan do sự tạo thành H2SO4trong quá trình sống.
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4
Vi khuẩn: Bacillus megatherium, B. butyricus, B.
mycoides, Pseudomonas radiobacter, P. Gracilis
Vi nấm:Aspergillus niger
Vòng tuần hoàn lưu huỳnh trong tự nhiên Sự oxy hóa các hợp chất lưu huỳnh