VI KHUẨN CÓ ÍCH VỚI CÂY TRỒNG

M Ở ĐẦU

3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.3. VI KHUẨN CÓ ÍCH VỚI CÂY TRỒNG

Xung quanh rễ cây trồng, trên bề mặt cây trồng và trong mô cây trồng luôn tồn

tại khu hệ vi khuẩn. Phần lớn chúng trung tính, một phần nhỏ gây bệnh cho cây trồng

và một phần có tác dụng kích thích sinh trưởng cây trồng thông qua các cơ chế tạo chất

kích thích sinh trưởng, cố định đạm, phân giải lân, tạo chất kích kháng hay trực tiếp đối

kháng với các tác nhân gây bệnh hay gây bệnh cho côn trùng gây hại cây trồng

(Ahemad and Kibret, 2014; Ankit Kumar et al., 2017; D. Sherathia et al., 2016; Hayat

et al., 2010; Martínez-Hidalgo et al., 2015).

Trong các vi khuẩn có ích, Bacillus là một tác nhân sinh học đầy tiềm năng trong

kích thích sinh trưởng cây trồng (Ankit Kumar et al., 2017). Chúng có khả năng đối

kháng các loại vi nấm gây bệnh với phổ tác động rộng, không gây hại cho con người

và cây trồng. Mặt khác, Bacillus còn tham gia vào quá trình chuyển hóa các chất hữu

cơ khó phân hủy thành những chất hữu cơ đơn giản cho cây trồng dễ sử dụng, giúp cải

tạo đất, khống chế và tiêu diệt một số loại vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng bởi các

chức năng sinh học chuyên biệt của chúng. Bacillus là một trong những vi sinh vật được nghiên cứu ứng dụng nhiều, đặc biệt trong phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng. Một

số chủng Bacillus đã được sử dụng để sản xuất ra chế phẩm sinh học trừ côn trùng gây hại cây trồng như Bacillus thuringiensis trừ sâu tơ, các chế phẩm này đã được sử dụng

với khối lượng lớn phục vụ sản xuất. Vi khuẩn Bacillus subtilis nằm trong nhóm vi

đối kháng, vi khuẩn Bacillusđược chứng minh có khả năng đối kháng với nhiều loại

nấm như: Rhizoctonia, Sclerotinia, Fusarium, Pythium và Phytopthora và một số vi

khuẩn khác nhờ vào khả năng sinh ra các chất kháng sinh.

Một số loài vi khuẩn Bacillus sản xuất độc tố làm ức chế sự tăng trưởng và các hoạt động của nấm gây bệnh, trong đó nghiên cứu rõ nhất là các loài Bacillus subtilis

(Pinchuk et al., 2002). Ngoài ra, một số nghiên cứu đã báo cáo sự đối kháng trực tiếp

của một số loài khác bao gồm Bacillus amyloliquefaciens.

Chủng Bacillus subtilis được phát hiện bởi Ferdinand Cohn vào năm 1872,

Bacillus subtilis là trực khuẩn, Gram dương, kích thước (Glick, B. R, 1995). Hệ

Enzym của Bacillus subtilis rất phong phú và đa dạng gồm protease, amylase,

glucoamylase, cellulase (Glick, B. R, 1995). Bacillus subtilisđã được ứng dụng nhiều

trong các ngành công nghiệp nhất là công nghiệp sản xuất enzyme như protease,

amylase (Pinchuk I.V,P. Bressollier, LB. Sorokulova, B Verneuil, M.C. Urdaci 2002). Một số chủng vi khuẩn Bacillus thể hiện các hoạt động ngăn chặn tác nhân gây

bệnh, thúc đẩy tăng trưởng thực vật, cải thiện sức khỏe cây trồng và năng suất được thể

hiện ở ba cơ chế sinh thái khác nhau như:

- Cơ chếđối kháng kháng sinh: Kháng sinh là một chất quan trọng sinh ra trong

quá trình sinh trưởng của vi sinh vật để tiêu diệt những mầm bệnh có trong đất, giúp

cây trồng phát triển. Nó có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hay kìm hãm sự sinh trưởng

của vi khuẩn một cách đặc hiệu.

- Cơ chế dosiderophore: Vi sinh vật đối kháng có khả năng cạnh tranh trực tiếp

với nguồn bệnh về dinh dưỡng, oxy, không gian sống, sinh kháng sinh, tạo

siderophore… để sinh trưởng. Trong đó siderophore là một loại protein sinh ra trong

quá trình sinh trưởng của vi sinh vật, nó có khả năng hấp thụ các ion Fe3+ trong môi

trường với áp lực cao nhằm phục vụ trực tiếp cho sự sinh trưởng và hô hấp của vi sinh

vật, làm cho môi trường xung quanh nghèo sắt, dẫn đến các loài vi sinh vật khác không đủ ion Fe3+ cho quá trình sinh trưởng của mình, do đó chúng sẽ không tiếp tục sinh trưởng được.

- Cơ chế tăng cường sức đề kháng của cây (kích kháng): Tác dụng của vi sinh vật kích thích sinh trưởng thực vật: Vi khuẩn kích thích sinh trưởng thực vật là vi khuẩn

vùng rễ khi tương tác với rễ cây có thể tạo tính kháng cho cây chống lại vi khuẩn, nấm

và virus gây bệnh. Hiện tượng này được gọi là tính kích kháng.