cần thiết cho việc xâm nhập vào thực vật
Nhiều cơng trình nghiên cứu cho thấy các chủng vi khuẩn nội sinh được phân lập từ lồi thực vật này cĩ thể được chủng thành cơng vào bên trong loại thực vật khác mà vẫn phát huy các đặc tính thúc đẩy sinh trưởng thực vật của chúng. Chẳng hạn như chủng Paenibacillus polymyxa P2b-2R được phân lập từ nội mơ cây thơng
Pinus contorta nhưng vẫn cĩ thể xâm nhập thành cơng vào bên trong cây ngơ, cố định đạm sinh học và thúc đẩy sinh trưởng của cây (Puri et al., 2015) [164]. Quá trình xâm nhiễm nội mơ tối ưu đạt được khi lượng tế bào chủng nhiễm ban đầu là 103-104CFU/cây.
Mật độ vi khuẩn nội sinh trong rễ thay đổi tùy theo từng lồi cây chủ. Với thực vật hai lá mầm, mật độ tối đa là 105 CFU/g rễ, trong khi thực vật một lá mầm cĩ mật độ cao hơn đáng kể, 107-108CFU/g rễ (Dong et al., 2003) [68]. Tuy nhiên, nguyên nhân của hiện tượng này vẫn chưa được làm sáng tỏ.
Việc nghiên cứu chủng nhiễm vi khuẩn nội sinh vào thực vật đã đưa đến một số kết luận sau: (i) chỉ cần một vài tế bào cũng đủ để vi khuẩn nội sinh xâm nhập được vào bên trong cây; (ii) chủng cĩ khả năng xâm nhiễm tốt cĩ thể xâm chiếm nội mơ của nhiều lồi thực vật khác nhau và; (iii) các chủng liên quan gần cĩ thể khác biệt rất lớn về khả năng xâm nhập vào bên trong mơ thực vật (Dong et al., 2003) [68].
Vai trị vi khuẩn nội sinh thực vật
Vai trị của vi khuẩn nội sinh thực vật đã được ghi nhận trong nhiều nghiên cứu của các tác giả trong và ngồi nước. Tác dụng và ứng dụng của vi khuẩn nội sinh thực vật được trình bày tĩm tắt trong hình 1.1.
Cơng nghiệp & y học Kháng sinh, kháng virus, hợp chất miễn dịch & chống ung thư, thuốc trừ sâu sinh học Serratia sp. Phomopsis sp. Pseudomonas sp.
Tăng trưởng & năng suất Bảo vệ cây trồng Kiểm sốt ơ nhiễm & phân hủy sinh học
Kích thích sinh Sản xuất chất Phenols
trưởng cây trồng kháng bệnh Chloro-
Hịa tan & hấp thu phenols
dinh dưỡng MTBE
VSV hữu ích TCE 2,4 D Pseudomonas TNT BTEX Pseudomonas sp. sp. Enterobacter sp. Serratia sp. Clavibacter sp. Staphylococcus sp. Cupriavidus sp. Azotobacter sp. Burkholderia sp. Azopirillum sp. Herbaspirillum sp. Pseudomonas sp. Nuơi cấy
Hình 1.1. Tác dụng của vi khuẩn nội sinh thực vật và ứng dụng
(Ryan et al., 2008) [175]
Cơ chế của những tác động cĩ lợi của vi khuẩn nội sinh đối với cây chủ tương tự như của các vi khuẩn vùng rễ cĩ khả năng thúc đẩy sinh trưởng thực vật (Compant
et al., 2010) [57]. Điều này là do hầu hết các vi khuẩn nội sinh được phân lập từ nội mơ các lồi thực vật khỏe mạnh và cĩ thể được xem như nội sinh khơng bắt buộc và cĩ khả năng sống bên ngồi mơ thực vật như những vi khuẩn vùng rễ (Di Fiori và Del Gallo, 1995, dẫn theo Lodewyckx et al., 2002 [126]). Ngồi ra, nhiều chủng vi khuẩn nội sinh cây ngơ ngọt và cây bơng vải được ghi nhận là những chủng vi khuẩn vùng rễ phổ biến (McInroy and Kloepper, 1994) [131]. Vi khuẩn nội sinh thực vật thúc đẩy sinh trưởng của cây chủ một cách trực tiếp thơng qua tăng cường tổng hợp kích thích tố sinh trưởng thực vật auxin (IAA), tăng hàm lượng các chất khống, giúp cố định đạm sinh học, phân giải lân khĩ tan, (Jasim et al., 2013 [105], Nguyễn Thị Huỳnh Như và cs., 2013 [20], Milca et al., 2014 [139]) hoặc gián tiếp thơng qua tăng
khả năng đối kháng với các tác nhân gây bệnh, giảm sự thay đổi của thời tiết gây tổn hại cho cây (Ryan et al., 2008) [175]. Ngồi ra, chúng cịn cĩ thể giúp loại bỏ các chất gây ơ nhiễm (Rosenblueth and Martínez-Romero, 2006 [174], Ryan et al., 2008 [175]. Trong một số trường hợp chúng cĩ thể đẩy mạnh tốc độ nẩy mầm của hạt, thúc đẩy sự hình thành cây con trong điều kiện bất lợi (Chanway, 1997) [60]. Ngồi ra,
vi khuẩn nội sinh cịn cĩ thể ngăn chặn mầm bệnh phát triển bằng cách tổng hợp các chất nội sinh trung gian, qua đĩ tiếp tục tổng hợp các chất chuyển hĩa và các hợp chất hữu cơ mới. Vi khuẩn nội sinh cũng cĩ thể cĩ một số tác dụng cĩ lợi khác như sản sinh
siderophore, giúp phần nào thoả mãn nhu cầu về sắt của cây chủ, giúp cây phịng chống lây nhiễm các mầm bệnh (Murugappan et al., 2013) [148]. Như vậy, cĩ thể
thấy rằng tiềm năng ứng dụng của vi khuẩn nội sinh trong sản xuất nơng nghệp bền vững là rất lớn.