1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.1.5. Nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh
Một số khái niệm về vi sinh vật nội sinh: Vi sinh vật nội sinh là những vi sinh vật cư trú trong nội mô của thực vật, chúng không có biểu hiện ra bên ngoài và không gây tác động xấu đến thực vật mà chúng ký sinh (Holiday,1989)[64]; (Schulz và Boyle, 2006)[98] (Chanway C.P,1996)[47].
Theo Willson (1993)[106] VSV nội sinh là VSV tiền nhân sống trong mô của thực vật mà không gây bệnh cho cây chủ. VSV nội sinh tìm thấy ở nhiều loài cây cũng giống như một số loài vi sinh vật sống trong đất, trong nước như:
Pseudomonas, Bacillus và Azospirillum…
Đã có rất nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh và đặc biệt là VSV nội sinh sống trong mô tế bào thực vật. Phần lớn các loài VSV nội sinh có hoạt tính sinh học, tạo ra chất kháng sinh quan trọng để ngăn chặn sự xâm nhập của sinh vật gây bệnh đối với cây chủ, trong đó có cây lâm nghiệp. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng các chủng VSV nội sinh để bảo vệ cây trồng là vấn đề rất quan trọng và đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu.
Vi sinh vật nội sinh còn có thể ngăn chặn mầm bệnh phát triển bằng cách tổng hợp các chất nội sinh trung gian, qua đó tiếp tục tổng hợp các chất chuyển hóa và các hợp chất hữu cơ mới. Nghiên cứu cơ chế sản sinh chất chuyển hóa trong sự đa dạng sinh học của vi sinh vật nội sinh, có thể phát hiện các loại thuốc để điều trị có hiệu quả các bệnh ở người, thực vật và động vật (Strobel et al., 2004)[103].
Vi sinh vật nội sinh được phân lập từ cây một lá mầm và cây hai lá mầm. Sự đa dạng về chủng loại vi sinh vật nội sinh ở các loài cây khác nhau cũng khác nhau
(Miche và Balandreau, 2001)[81]; (Hallmann et al., 1997)[61]; (Berg và Hallmann, 2005)[44]; (Rosenblueth và Martinez-Romero, 2006)[96].
Vi sinh vật nội sinh có khả năng hấp thụ các chất độc, kim loại nặng có trong đất. VSV nội sinh sau khi phân lập từ hai giống Dương, qua phân tích, so sánh trình tự của của gen 16S RNA, các trình tự mang đặc liên quan đến chất sử dụng, thuốc kháng sinh và kim loại nặng.
Nghiên cứu của Germaine và cs. (2004, 2006)[59],[60] đã chứng minh rằng sự đa dạng vi sinh vật nội sinh tìm thấy trong cây Dương,
một số chủng VSV nội sinh có tiềm năng tăng cường các chất hữu cơ dễ bay hơi phytoremediation. Các đặc tính của VSV nội sinh sống trên thân cây, rễ, củ…đã được phân tích và nhận diện bằng cách chạy RFLP với đoạn mồi là 16S rRNA.
Năm đơn vị phân loại triển vọng nhất, khả năng tồn tại được xác định là Cellulomonas, Clavibacter, Curtobacterium, Pseudomonas và Microbacterium
được thông qua trình tự gen 16S rRNA, acid béo và sử dụng nguồn phân tích carbon (Elvira-Recuenco và Van Vuurde, 2000)[54]; (Zinniel et al., 2002)[115]; (Frank et al., 2006)[56].
Cây n nghiên cứu là một trong những cây chủ ưa thích cho vi khuẩn nội sinh sinh trưởng và phát triển. Các bước tiến hành thí nghiệm bao gồm ly trích, phân lập, nuôi cấy và nhận diện vi khuẩn nội sinh bằng kỹ thuật nhân bản ADN với đoạn mồi 16S rRNA. Kết quả chỉ ra rằng một số nhóm mới xuất hiện góp phần vào tính đa dạng của VK nội sinh, chủ yếu là Gammaproteobacteria Firmicutes,
chúng sống nội sinh trên cây Nghệ. do sự đa
dạng của gen 16S rRNA, có ba nhóm VK được tìm thấy trong môi trường nuôi cấy.
Nhóm nổi bật tìm thấy trong môi trường nuôi cấy là nhóm Gram dương, có tỷ lệ G+C thấp, trong khi ở các Gammaproteobacteria chiếm ưu thế (Reiter và Sessitsch, 2006)[95].
Jinwi Kim (2000)[66] tách chất ức chế -lactamase từ vi sinh vật sống trong mô thực vật. Tác giả đã phân lập và tuyển chọn vi sinh vật 25 loài thực vật khác nhau và phân lập được 600 chủng vi sinh vật được 10 chủng có hiệu lực
cao (KJ3, Z3, PQ, RV2, HL2, CL21, PG5, GB5, GB18, AS3, S21) có khả năng chống lại hoạt động của nấm Candida albicans, trong đó lựa chọn được 2 chủng VSV nội sinh Z3, RV2 có khả năng sinh ra chất kháng sinh -lactamase. Chủng VSV nội sinh Z3 được lựa chọn để sản xuất với quy mô lớn. đã phân lập và tuyển chọn một số loài VSV nội sinh sống trong mô của cây cỏ có khả năng sản sinh ra chất kháng sinh L- sparaginase. Tác giả đã phân lập được 657 VSV nội sinh từ những cây thân thảo để sản xuất ra L-sparaginase, trong đó tác giả tìm được 220 VK nội sinh có hiệu lực mạnh để thử nghiệm. Nhóm vi sinh vật CMU - HB - 63, tạo ra chất kháng sinh lớn nhất trong môi trường CMC 0.6% (w/v), KH2PO4 0.3% (w/v), Nacl 0.05% (w/v), 1M MgSO4.7 H2O 0.2% (w/v), 0.1M CaCl2.2 H2O 0.1% với pH = 7. Sử dụng 0.2% số lượng vi sinh vật để trong tủ lắc ở nhiệt độ 450C với tốc độ 175 vòng/phút trong vòng 48 giờ. Các chủng VSV này hoạt động để sinh ra chất kháng sinh L – Asparaginase.
Klopper, J.W (1980)[70] đã nghiên cứu để tạo ra sức đề kháng trong cây lạc nhằm hướng tới việc làm chậm phát triển bệnh đốm lá bằng cách sử dụng VSV nội sinh kích thích sinh trưởng và hoạt chất elictors.
Theo Mahaffee và Klopper (1997)[79] đã tiêm VK nội sinh vào cây để cây tăng sinh trưởng và kiểm soát bệnh. Các thí nghiệm của ông với 2 loài cây là cà chua và cây dưa chuột đã đem lại hiệu quả ức chế một số loại mầm bệnh và giảm mức độ bị bệnh. Mầm bệnh ông sử dụng trong nghiên cứu bao gồm: Pythium ultimum, Rhizoctonia, Fusarium oxysporum, Pseuodomonas syringe, Colletotrichum orbiculore, Erwinia teracheiphila và thể khảm do virus ở cây dưa chuột.
Nhận xét:
Tổng quan về tình hình nghiên cứu ở ngoài nước cho thấy Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.) là cây trồng chủ lực của nhiều quốc gia trên thế giới.
sự gia tăng nhanh về diện tích, các rừng trồng keo đã xuất hiện nhiều bệnh gây khó khăn không nhỏ cho nhiều nước trên thế giới. Bệnh khô cành ngọn
Keo tai tượng đang là những nhiều ia quan tâm. Một
số biện pháp phòng trừ như biện pháp hóa học, sinh học, lâm
sinh… nhưng phòng trừ bệnh bằng biện pháp sinh học đang có nhiều lợi thế vì ít tốn kém và không gây ô nhiễm môi trường. Việc sử dụng vi sinh vật để phòng trừ bệnh cây trên thế giới đã nghiên cứu và áp dụng trong sản xuất đạt hiệu quả cao. Các nhà khoa học đã tìm thấy một số chủng VSV nội sinh có hoạt tính sinh học cao, tạo ra chất kháng quan trọng để ngăn chặn sự xâm nhập của sinh vật gây bệnh đối với cây chủ, trong đó có cây lâm nghiệp. ờng tính kháng bệnh bằ ột hướng đi đúng đắn và mang tính bền vững.