Luận Văn Đề tài: Phân lập, tuyển chọn một số chủng vi khuẩn cố định đạm Azospirillum trong rễ cây ngô tại một

MỞ ĐẦU 6
1. Tính cấp thiết của đề tài . 6
2. Mục tiêu của đề tài . 8
3. Ý nghĩa của đề tài . 8
Ý nghĩa khoa học 8
Ý nghĩa thực tiễn 8
PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 9
1.1 Giới thiệu về cây ngô 9
1.1.1 Phân loại thực vật 9
1.1.2 Đặc điểm hình thái cây ngô [7],[15],[16] . 9
1.1.3 Yêu cầu sinh thái của cây ngô [18],[22] 10
1.1.3.1 Yêu cầu nhiệt độ 10
1.1.3.2 Yêu cầu về ánh sáng 10
1.1.3.3 Yêu cầu về nước 11
1.1.3.4 Yêu cầu về đất . 11
1.1.3.5 Yêu cầu chế độ không khí trong đất 11
1.1.4 Vai trò các chất dinh dưỡng với cây ngô [16],[18],[22] . 12
1.1.4.1 Vai trò của đạm 12
1.1.4.2 Vai trò của lân . 12
1.1.4.3 Vai trò của kali . 12
1.1.4.4 Vai trò các nguyên tố vi lượng 13
1.2 Tổng quan về vi khuẩn cố định Nitơ (N ) . 13
1.2.1 Vi khuẩn cố định N tự do . 13
1.2.1.1 Vi khuẩn cố định N tự do hiếu khí 13
- Beijerinskia sp. . 14
- Azotobacter sp. 14
1.2.1.2 Vi khuẩn cố định N tự do kỵ khí Clostridium 15
1.2.2 Vi khuẩn cố định N cộng sinh 15
1.2.2.1 Các vi khuẩn sống cộng sinh với cây họ Đậu . 15
- Rhizobium 15
- Bradyrhizobium 16
- Azorhizobium 16
- Sinorhizobium . 16
1.2.2.2 Các vi khuẩn sống cộng sinh với cây không thuộc họ Đậu . 16
- Vi khuẩn lam (Cyanobacteria): . 16
- Azospirillum 16
- Gluconacetobacter diazotrophicus [9] . 17
- Herbaspirillum [9] . 18
- Burkholderia [9] . 18
1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài nuớc 19
1.4 Nghiên cứu trong nước . 21
PHẦN II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 23
2.1 Nội dung nghiên cứu . 23
2.2 Vật liệu và địa điểm nghiên cứu 23
2.2.1 Vật liệu và thiết bị nghiên cứu . 23
* Vật liệu: . 23
* Hóa chất: 23
* Thiết bị nghiên cứu: . 23
2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 24
2.2.3 Thời gian nghiên cứu . 24
2.3 Phương pháp nghiên cứu 24
2.3.1 Phương pháp thu mẫu . 24
2.3.2 Phương pháp phân lập . 24
2.3.3 Phương pháp mô tả đặc điểm hình thái, đặc điểm sinh học của các chủng Azospirillum . 26
2.3.4 Phương pháp xác định khả năng tạo IAA của các chủng Azospirillum 26
Bảng nồng độ IAA thành lập đồ thị đường chuẩn . 27
2.3.5 Phương pháp tuyển chọn các chủng Azospirillum có khả năng cố định đạm bằng nghiên cứu thử nghiệm trên cây ngô 27
Nghiệm thức 1: . 28
Nghiệm thức 2: . 28
* Phương pháp xác định hàm lượng đạm tổng số: 28
* Phương pháp xác định hàm lượng diệp lục: . 28
2.3.6. Phương pháp định danh các chủng Azospirillum được tuyển chọn bằng kỹ thuật PCR . 29
2.3.7 Phương pháp nghiên cứu xây dựng quy trình nhân sinh khối của các chủng Azospirillum được tuyển chọn . 30
2.3.7.1 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum . 30
2.3.7.2 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum . 31
2.3.7.3 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ lắc đến sinh khối của các chủng Azospirillum 31
2.3.7.4 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum . 31
2.3.7.5 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum . 32
2.3.8 Phương pháp đánh giá khả năng cố định đạm của các chủng vi khuẩn Azospirillum được tuyển chọn trên đồng ruộng . 32
* Bố trí thí nghiệm . 32
* Điều kiện thí nghiệm 33
* Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 34
2.3.9 Phương pháp xử lý số liệu thống kê . 34
PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 35
3.1. Phân lập các chủng vi khuẩn Azospirillum trong rễ cây ngô tại một số địa điểm của tỉnh Đăk Nông . 35
Hình 3.1. Phân lập vi khuẩn từ môi trường bán đặc Nfb 35
3.2. Mô tả đặc điểm hình thái, đặc điểm sinh học của các chủng Azospirillum 36
Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các chủng Azospirillum . 36
Bảng 3.2. Kết quả nhuộm gram của các chủng Azospirillum . 39
Gram . 39
Hình dạng tế bào 39
(kích thước ?) . 39
3.3 Kết quả nghiên cứu xác định khả năng tạo IAA của các chủng Azospirillum 40
Bảng 3.3. Giá trị OD[SUB]530nm[/SUB] đo được ở các nồng độ IAA pha loãng khác nhau 40
Biểu đồ 3.1. Phương trình đường chuẩn về mối tương quan tuyến tính giữa chỉ số OD[SUB]530nm[/SUB] và nồng độ IAA (mg/l) . 41
Bảng 3.4. Kết quả nghiên cứu khả năng tổng hợp IAA của các chủng Azospirillum (mg/l). 41
3.4 Kết quả tuyển chọn các chủng Azospirillum có khả năng cố định đạm bằng nghiên cứu thử nghiệm trên cây ngô . 43
3.4.1 Ảnh hưởng của các chủng Azospirillum đến sinh trưởng của cây ngô trong bầu đất 43
Bảng 3.5. Các chỉ tiêu sinh trưởng của cây ngô trồng trong bầu đất . 43
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của các chủng Azospirillum đến sinh khối tươi và khô của cây ngô 45
3.4.2. Ảnh hưởng của các chủng Azospirillum đến hàm lượng đạm trong lá ngô 47
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của các chủng Azospirillum đến hàm lượng N tổng số trong lá ngô. 47
3.4.3. Ảnh hưởng của các chủng Azospirillum đến hàm lượng diệp lục trong lá 49
Bảng 3.8. Hàm lượng diệp lục trong lá ngô (mg/g) 49
3.5 Kết quả định danh các chủng Azospirillum được tuyển chọn bằng kỹ thuật PCR 51
Hình 3.2. Kết quả điện di DNA của các chủng Azospirillum được tuyển chọn 51
3.6. Nghiên cứu xây dựng quy trình nhân sinh khối của các chủng Azospirillum được tuyển chọn . 52
3.6.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum 52
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum ( x 10[SUP]9 [/SUP]tế bào/ml) 52
Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum . 53
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum ( x 10[SUP]9 [/SUP]tế bào/ml) . 55
Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum 56
3.6.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ lắc đến sinh khối của các chủng Azospirillum . 56
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến sinh khối của các chủng Azospirillum ( x 10[SUP]9 [/SUP]tế bào/ml) . 57
Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến sinh khối của các chủng Azospirillum 58
3.6.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum . 58
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum ( x 10[SUP]9 [/SUP]tế bào/ml) . 59
Biểu đồ 3.5. Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum 60
3.6.5 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum . 60
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum ( x 10[SUP]9 [/SUP]tế bào/ml) . 61
Biểu đồ 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy đến sinh khối của các chủng Azospirillum 62
3.7 Kết quả đánh giá khả năng cố định đạm của các chủng vi khuẩn Azospirillum được tuyển chọn trên đồng ruộng 62
3.7.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chủng Azospirillum được tuyển chọn đến sinh trưởng của cây ngô 62
3.7.1.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chủng Azospirillum được tuyển chọn đến chiều cao cây ngô . 62
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của nghiệm thức đến chiều cao cây (cm) 63
3.7.1.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chủng Azospirillum được tuyển chọn đến số lá của cây ngô . 65
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của nghiệm thức đến số lá của cây ngô (lá/cây) . 66
3.7.1.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chủng Azospirillum được tuyển chọn đến chiều dài lá cây ngô 68
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của nghiệm thức đến chiều dài lá của cây ngô (cm) 68
3.7.1.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chủng Azospirillum được tuyển chọn đến đường kính gốc . 70
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của nghiệm thức đến đường kính gốc cây ngô (mm) 71
3.7.1.5 Kết quả xác định hàm lượng diệp lục trong lá . 72
Bảng 3.18. Hàm lượng diệp lục trong lá ngô (mg/g) 72
Biểu đồ 3.7. Hàm lượng diệp lục trong lá (mg/g) 73 . 73
3.7.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chủng Azospirillum được tuyển chọn đến năng suất của cây ngô 73
Bảng 3.19. Các chỉ tiêu năng suất của cây ngô trồng ngoài đồng (tính thêm năng suất lý thuyết ?). 73
Biểu đồ 3.8. Ảnh hưởng của các chủng Azospirillum được tuyển chọn đến số hạt/hàng của bắp ngô . 75
Biểu đồ 3.9. Ảnh hưởng của các chủng Azospirillum được tuyển chọn đến chiều dài của bắp ngô . 76
PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 78
4.1 Kết luận 78
4.2 Kiến nghị 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO 80
Tài liệu tiếng việt: . 80
Tài liệu tiếng Anh: 82