Phần 2 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
2.6.2.Sự phản hồi của cây trồng với nấm rễ nội cộng sinh
Quá trình cộng sinh mang lại lợi ích cho cả thực vật và vi sinh vật. Các nhà khoa học đã xác định được một số hình thức cộng sinh. Trong đó, quá trình cộng sinh chủ yếu là giữa nấm Glomeromycete và rễ cây, được gọi là "arbuscular mycorrhiza" – nấm rễ cộng sinh. Có đến 70-90% trong số các loài thực vật sống trên đất tham gia vào việc hình thành cộng sinh nấm rễ (arbuscular mycorrhizae). Các nghiên cứu gần đây cho thấy nấm có khả năng kích thích sự sinh trưởng của cây, giúp cho thực vật có thể hấp thụ hiệu quả nước và các chất dinh dưỡng vi lượng từ đất.
Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy, nấm Glomeromycete có thế phát ra các tín hiệu phân tử cộng sinh khuếch tán. Trên thực tế, phương pháp hóa học phân tích đã lọc và xác định được cấu trúc của các tín hiệu phân tử này đối với nấm rễ, những tín hiệu phân tử đó được gọi là các nhân tố Myc. Các thí nghiệm cho thấy rằng các nhân tố Myc kích thích quá trình hình thành nấm rễ và phát triển hệ thống rễ trong những mẫu cây họ đậu (Medicago truncatula), ngoài ra, còn trong các loài thuộc các họ thực vật khác như cúc vạn thọ (Asteraceae) và cà rốt (Apiaceae) (Jean Dénarié, 2007).
Nhiều tác giả đã nghiên cứu chuyên sâu về nấm rễ AM và đều cho thấy hầu hết cây trồng tăng năng suất sau khi nhiễm nấm AM (Jakobsen and Nielsen, 1983; Baon et al., 1992; Talukda av Germida, 1994; Xavier and Geermida, 1997; Alkaraki et al., 1998), đặc biệt là ở đất có nguồn photpho thấp (Thoson, 1990; Rubio et al., 2003).
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nấm rễ AM đến giống dưa chuột (Cucumis sativus L, 2010) cho thấy: AM có ảnh hưởng đáng kể đến đường kính gốc cây, số lá, chiều cao và chiều dài rễ. AM không có nhiều tác dụng đến tỷ lệ nảy mầm của hạt giống mà có ảnh hưởng đến thời gian nảy mầm của hạt. Với công thức tiêm chủng Gigaspora margarrita, cây dưa chuột mọc sớm nhất còn cây đối chứng mọc muộn nhất (Sefi, 2010).
Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của nấm rễ AM đến sự sinh trưởng của cây
Piper longum L. – một cây thuộc họ tiêu, P.Gogoi and R.K.Singh (2011) nhận thấy hầu như tất cả các chủng AM đều gia tăng sự tăng trưởng thực vật, sinh khối và hàm lượng dinh dưỡng (N và P). Chiều dài chồi đạt cao nhất trong công thức nhiễm Gigaspora fasicutalum, tổng sinh khối của cây nhiễm Gigaspora fasicutalum cũng đạt cao nhất ở 0,84g trong khi đó tổng sinh khối của cây đối chứng chỉ đạt 0,23g (P.Gogoi and R.K.Singh, 2011).
Nhu cầu về các chất dinh dưỡng và khoáng phụ thuộc vào nhu cầu của thực vật trong khi việc cung cấp các chất dinh dưỡng chủ yếu phụ thuộc vào sự sẵn sàng và tính linh động của chất khoáng trong đất (1977 Russell, Marschner 1995).
Sợi nấm của nấm VAM có thể định vị các chất dinh dưỡng trong đất nhanh hơn so với rễ (St John et al., 1983, Warner, 1984.) và tạo thành các sợi nấm “hút” phân nhánh nhỏ trong chất mùn. Các sợi nấm ECM cũng tăng nhanh trong các chất hữu cơ đang phân huỷ.
Sợi nấm VAM có thể sử dụng cùng hình thức dinh dưỡng như rễ, nhưng những sợi nấm có lợi ích lớn hơn khi phospho ở dạng ít tan (1991 Bolan, Schweiger năm 1994, Tarafdar & Marschner năm 1994, Kahiluoto & Vestberg 1998). Sợi nấm ECM sử dụng nguồn cả hai nguồn vo cơ và hữu cơ của nitơ và phostpho (Abuzinadah & Đọc 1989, Hausling and Marschner 1989). Sợi nấm ECM cũng có thể phát triển trong đá, chúng góp phần vào sự phong hoá (et al
Jongmans năm 1997,. Van Breemen et al. 2000).
Vì vậy, nấm rễ có thể tiếp cận với hình thức dinh dưỡng mà thực vật không thể sử dụng trực tiếp, và các chất dinh dưỡng tách biệt với rễ cây. Do đó, cây chủ hấp thu tốt hơn các chất dinh dưỡng từ bên ngoài (đặc biệt là môi trường nghèo dinh dưỡng) nhờ liên kết với các sợi nấm và cung cấp cho sợi nấm những sản phẩm quang hợp của chúng.