Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Kết quả phân lập các chủng vi khuẩn có khả năng cố định nitơ và sinh tổng hợp IAA
3.1.1. Kết quả phân lập các chủng vi khuẩn có khả năng cố định nitơ từ mẫu đất nông nghiệp thu tại một số địa phương
Từ 31 mẫu đất trồng lúa và 44 mẫu đất trồng cà chua thu tại 23 địa phương đã phân lập được 22 chủng vi khuẩn trên môi trường chọn lọc Ashby vô đạm.
Điều này cho phép tác giả tạm kết luận sơ bộ rằng cả 22 chủng vi khuẩn này đều có khả năng cố định nitơ tự do. Tỷ lệ chủng phân lập trên mẫu đất thu tại các địa phương được trình bày chi tiết được thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Kết quả phân lập vi khuẩn có khả năng cố định nitơ trong môi trường Ashby chọn lọc từ các mẫu đất trồng nông nghiệp
TT
Nguồn mẫu
Số chủng phân lập
được
Tỷ lệ phân lập được trên
mẫu (%) Loại mẫu Địa phương lấy mẫu
Số lượng
mẫu 1
Đất trồng lúa
Thành phố Thái Nguyên 3 1 33,3
2 Trại Cau – Thái Nguyên 3 2 66,7
3 Đồng Hỷ - Thái Nguyên 3 1 33,3
4 Đại Từ - Thái Nguyên 2 1 50,0
5 Phú Lương – Thái Nguyên 2 1 50,0
6 Phú Bình – Thái Nguyên 3 2 66,7
7 Sông Công – Thái Nguyên 2 2 100,0
8 Định Hóa – Thái Nguyên 3 2 66,7
9 Phổ Yên – Thái Nguyên 2 0 0,0
10 Chợ Mới – Bắc Kạn 3 1 33,3
11 Hàm Yên – Tuyên Quang 3 2 66,7
13 Lập Thạch – Vĩnh Phúc 2 0 0,0
TT
Nguồn mẫu
Số chủng phân lập
được
Tỷ lệ phân lập được trên
mẫu (%) Loại mẫu Địa phương lấy mẫu
Số lượng
mẫu 15
Đất trồng cà
chua
Thành phố Thái Nguyên 5 0 0,0
16 Đại Từ - Thái Nguyên 5 1 20,0
17 Phú Lương – Thái Nguyên 5 2 40,0
18 Phú Bình – Thái Nguyên 3 1 33,3
19 Định Hóa – Thái Nguyên 3 0 0,0
20 Đồng Hỷ - Thái Nguyên 5 1 20,0
21 Sông Công – Thái Nguyên 3 0 0,0
22 Phổ Yên – Thái Nguyên 3 0 0,0
23 Tuyên Quang 3 0 0,0
24 Hòa An - Cao Bằng 4 1 25,0
25 Vĩnh Tường – Vĩnh Phúc 5 1 20,0
Kết quả bảng 3.1 cho thấy: ở các vùng sinh thái khác nhau, trên đất trồng các loại cây khác nhau cho kết quả tỷ lệ phân lập được chủng là khác nhau. Tỷ lệ chủng phân lập được trên tổng số mẫu là 29,3%. Trong đó tỷ lệ phân lập được từ mẫu đất trồng lúa 58,06% (31 mẫu phân lập được 18 chủng). Trong khi đó, tỷ lệ phân lập được chủng từ mẫu đất trồng cà chua là 15,91% (44 mẫu phân lập được 7 chủng). Như vậy có thể thấy đất trồng lúa và hoa màu ở các vùng canh tác khác nhau có thể có/có thể không có sự có mặt của vi khuẩn cố định nitơ. Tuy nhiên nhóm vi khuẩn cố định nitơ tự do trong đất trồng lúa có tỷ lệ xuất hiện nhiều khoảng hơn 2,5 lần so với đất trồng cà chua.
So sánh với các nghiên cứu trước như: nghiên cứu của Nguyễn Thị Phương Oanh và cs (2013), từ mẫu đất vùng rễ lúa của 4 giống lúa khác nhau thu tại tỉnh Cần Thơ và Trà Vinh, đã phân lập được 56 chủng vi khuẩn có khả năng cố định đạm, trong đó 15 chủng có khả năng cố định đạm cao được chọn để tiếp tục khảo sát khả năng tổng hợp IAA [6]. 5 chủng vi khuẩn TV2C1, TV3A4, TV2B7, CTA3 và CTB3 vừa có khả năng cố định đạm ở mức cao (trên 4,1 mg/l), vừa có
khả năng tổng hợp IAA tốt. Lượng IAA tổng hợp được của 5 chủng vi khuẩn này biến động từ 28,6293 àg/ml (TV2C1) đến 42,1351 àg/ml (TV2B7). Hay nghiên cứu của Nguyễn Thị Thu Hằng và Nguyễn Thị Thủy (2015) đã nghiên cứu phân lập và tuyển chọn được 2 chủng vi khuẩn Azotobacter từ 20 mẫu đất trồng lúa ở Sơn Tây và Xuân Mai, Hà Nội có khả năng cố định nitơ và sinh tổng hợp IAA. Theo đó, 2 chủng Azotobacter tuyển chọn được ký hiệu AZT1 và AZT7, vừa có khả năng cố định nitơ phân tử trong không khí thành nitơ dạng ammonium (NH4+), vừa có khả năng sinh IAA với hàm lượng cao [7]. Ngay cả đối với vùng đất ngập mặn các tác giả Nguyễn Anh Huy và Nguyễn Hữu Hiệp (2018) đã phân lập được 116 chủng có khả năng cố định ni tơ và sinh tổng hợp IAA. Đáng chú là là nghiên cứu của Văn Thị Phương Như (2015) đã phân lập được 457 dòng vi khuẩn nội sinh cây lúa vừa có khả năng tổng hợp NH4+ và hòa tan lân khó tan vừa có khả năng sinh tổng hợp IAA, trong đó, nhiều dòng có khả năng tổng hợp IAA khá cao [14].
3.1.2. Kết quả định tính khả năng cố định nitơ và tổng hợp IAA của các chủng phân lập được
Để có thể sơ bộ sàng lọc những chủng có hoạt tính như mục tiêu của nghiên cứu này đặt ra, việc định tính khả năng cố định nitơ và sinh tổng hợp IAA là cần thiết để bước đầu khẳng định hiệu quả của quá trình phân lập chủng mới. Bên cạnh đó đặc điểm sơ bộ về mô tả hình thái khuẩn lạc, hình thái tế bào cũng cần phải làm sáng tỏ để có thể phân biệt bước đầu giữa các chủng. Do vậy, sau khi phân lập được các chủng trên môi trường chọn lọc – môi trường Ashby vô đạm, tác giả đã có những đánh giá sơ bộ khả năng sinh tổng hợp IAA, đặc điểm hình thái khuẩn lạc, đặc điểm hình thái tế bào của các chủng đã phân lập. Kết quả được trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá sơ bộ đặc điểm của các chủng phân lập được TT
Ký hiệu chủng
Nguồn mẫu Khả
năng cố định nitơ
Khả năng tổng hợp
IAA Hình thái khuẩn lạc Hìn thái
tế bào Loại
mẫu Địa phương lấy mẫu 1 MN1
Đất trồng
lúa
Thành phố Thái Nguyên + + Trong, tròn, tâm trắng sữa, trơn, lồi không ria Que ngắn 2 MN9 Trại Cau – Thái Nguyên + + Trong, tròn, lồi, trơn, không ria Que ngắn 3 MN12 Trại Cau – Thái Nguyên + + Trong, tròn trơn, lồi không ria Que ngắn 4 MN20 Đồng Hỷ - Thái Nguyên + + Trong, tròn, lồi, không ria, trơn bóng Que ngắn
5 MN31 Đại Từ - Thái Nguyên + + Trong, lồi, có chân giả Que ngắn
6 MN63 Phú Lương – Thái Nguyên + + Trắng sữa, tròn nhỏ, bóng trơn, lồi, không ria Que ngắn 7 MN65 Phú Bình – Thái Nguyên + + Trong, có chân giả, có ria, lõm Cầu nhỏ 8 MN67 Phú Bình – Thái Nguyên + + Trong, tròn, không ria, lồi, dính Cầu nhỏ 9 MN68 Sông Công – Thái Nguyên + + Trong, tròn dẹt, có chân giả Que ngắn 10 MN71 Sông Công – Thái Nguyên + + Trắng sữa, tròn, không ria, không dính, lồi Cầu nhỏ 11 MN74 Định Hóa – Thái Nguyên + + Trắng ngà, lồi, có nhân, dính, không ria, bóng Que ngắn 12 MN75 Định Hóa – Thái Nguyên + + Trắng sữa, tròn dẹt, có ria, trơn Que ngắn 13 MN76 Chợ Mới – Bắc Kạn + + Trong, tròn, lồi, to, không ria, bóng Cầu nhỏ 14 MN77 Hàm Yên – Tuyên Quang + + Trắng ngà, lồi, có ria, dính Cầu nhỏ 15 MN78 Hàm Yên – Tuyên Quang + + Trắng sữa, có nhân, bóng nhẵn, tròn lồi Que ngắn 16 MN26
Đất trồng cà chua
Đại Từ - Thái Nguyên + + Trắng ngà, tròn, bề mặt bóng, có ria gọn, nhớt Phảy 17 MN45 Phú Lương – Thái Nguyên + + Trắng sữa, tròn, lồi, không ria, trơn Que ngắn 18 MN102 Phú Lương – Thái Nguyên + + Trong, tròn, bề mặt bóng, không ria Que ngắn 19 MN105 Phú Bình – Thái Nguyên + + Trong, tròn, bề mặt bóng, không ria Que ngắn 20 MN106 Đồng Hỷ - Thái Nguyên + + Trong, tròn, có nhân, không ria Cầu nhỏ 21 MN107 Hòa An - Cao Bằng + + Trắng ngà, tron, có ria, dính, lồi Que ngắn 22 MN108 Vĩnh Tường – Vĩnh Phúc + + Trắng sữa, tròn, không ria, khuẩn lạc to lồi Cầu nhỏ
Kết quả bảng 3.2 cho thấy: Đặc điểm khuẩn lạc của các chủng vi khuẩn phân lập được có 3 màu chính là trắng sữa (6/22), trong (12/22) và màu trắng ngà (4/22). Phần lớn khuẩn lạc của chúng tròn dạng lồi, không ria và trơn bóng.
Tuy nhiên cũng có khuẩn lạc của một số chủng có khuẩn lạc dẹt (3/22), có ria (5/22), có chân giả (4/22) ăn sâu vào môi trường thạch, một số khuẩn lạc có tính chất bám dính rất cao (2/22). Những chủng có khuẩn lạc to thường bóng nhầy/dính, những chủng có khuẩn lạc nhỏ thường bóng/trơn dễ tách ra khỏi môi trường, những khuẩn lạc có chân giả thường bám bám chặt vào môi trường thạch và rất khó tách ra khỏi môi trường thạch đĩa.
Bên cạnh đó, hình thái tế bào thể hiện ở 2 dạng chính, số lượng lớn nhất là hình que ngắn chiếm 63,64% (14/22), trong khi đó có 1 số chủng biểu hiện hình thái tế bào ở dạng cầu nhỏ 31,82% (7/22). Có 1 chủng duy nhất (MN26) có tế bào hình phảy.
Kết quả đánh giá định tính cho thấy 100% số chủng phân lập được có khả năng cố định nitơ và sinh tổng hợp IAA. Và 100% số chủng thuộc nhóm Gram âm khi nhuộm tiêu bản tế bào bắt màu hồng/đỏ của fucsin.