Thạc Sĩ Nghiên cứu hệ nấm cộng sinh Arbuscular mycorrhiza trong đất và rễ cam tại Quỳ Hợp tỉnh Nghệ An

MỞ ĐẦU

Sự cộng sinh giữa nấm và rễ cây trồng được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1885 do A.B.Fank – nhà bệnh cây lâm nghiệp người Đức. Nhưng phải đến năm 80 của thế kỷ 20 mới được tập trung nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất. Nấm rễ cộng sinh là hiện tượng rất phổ biến trong tự nhiên, có khoảng 60 – 80% các loài thực vật trên thế giới có mối quan hệ cộng sinh với nấm nội cộng sinh. Đây là mối quan hệ cộng sinh không thể tách rời: Nấm không có rễ thì không thể tồn tại, cây không có nấm cây sinh trưởng yếu vàng và chết [11]. Đã có nhiều công trình khoa học chứng minh vai trò của nấm cộng sinh mang lại những lợi ích to lớn, thiết thực đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trong điều kiện bất lợi của môi trường, bởi vậy chỉ trong điều kiện đất đai khô hạn, nghèo dinh dưỡng thì nấm rễ mới phát huy tốt vai trò cộng sinh của mình. Chính vì vậy, hình thức cộng sinh này đã và đang được nghiên cứu (về phân loại, sinh học phân tử, ảnh hưởng của chúng đối với thực vật .) và ứng dụng vào thực tiển sản xuất nông – lâm nghiệp ở nhiều nước trên thế giới.
Ở Việt Nam, diện tích đất trồng trên cạn là rất lớn (3 317 270 ha), chủ yếu là các loại cây trồng có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, trong phát triển sản xuất thường gặp khó khăn về vấn đề nước tưới, đất chua và dinh dưỡng. Vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng kỹ thuật phát triển nấm cộng sinh Mycorrhiza cho một số cây trồng chính tại các vùng sinh thái phục vụ sản xuất Nông – Lâm nghiệp bền vững ở nước ta nhằm nâng cao năng suất cây trồng, duy trì và bảo vệ và nâng cao độ phì nhiêu của đất là vấn đề cấp bách cần được quan tâm hiện nay. Cho đến nay, một số nhà khoa học của Viện Lâm nghiệp, Viện Công nghệ sinh học, Viện Thổ nhưỡng nông hóa cũng đã công bố những nghiên cứu cơ bản về nấm rễ cộng sinh. Kết quả của những nghiên cứu này

mới chỉ dừng lại ở mức phân lập, lưu giữ bào tử nấm cộng sinh và nghiên cứu xử lý đất ô nhiễm chì có sử dụng nấm Mycorrhiza. Tuy nhiên vẫn chưa có nghiên cứu về khả năng cộng sinh của nấm cộng sinh trên cây cam nhằm tạo ra chế phẩm làm tăng năng suất và chất lượng. Trong các loại cây ăn quả, Cam Vinh là một loại cây ăn quả đặc sản truyền thống có giá trị dinh dưỡng cao, đồng thời cũng rất có giá trị về kinh tế. Tuy nhiên, diện tích trồng cam ở đây đang dần bị thu hẹp và chất lượng của cam đang ngày càng bị mai một. Với mong muốn có thể góp phần nào đó vào việc cải thiện năng suất, chất lượng cam, nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu đề tài: “NGHIÊN CỨU HỆ NẤM CỘNG SINH ARBUSCULAR MYCORRHIZA, TRONG ĐẤT VÀ RỄ CAM TẠI QUỲ HỢP - NGHỆ AN‟‟. Với mục tiêu và nội dung nghiên cứu sau: Mục tiêu nghiên cứu : Nghiên cứu hệ nấm nội cộng sinh (Arbuscular Mycorrhiza Fungi) trên đất trồng cam ở Xã Minh Tân - Phủ Qùy – Nghệ An. Trên cơ sở đó, góp phần đề xuất các giải pháp về phân bón, canh tác nhằm làm tăng năng suất, chất lượng chè, ổn định độ phì nhiêu, cải thiện môi trường đất vùng trồng cam. Nội dung nghiên cứu:
 Xác định thành phần loài AMF tại vùng nghiên cứu.
 Xác định đặc điểm phân bố AMF trong đất trồng cam tại Phủ Qùy – Nghệ An.
 Xác định loài AMF trong đất trồng cam bằng kỹ thuật sinh học phân tử.

MỤC LỤC Lời cám ơn . i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng trong luận văn vi
Danh mục hình trong luận văn viii
MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 3
1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH TÊN GỌI ARBUSCULAR MYCORRHIZA FUNGI (AMF) 3
1.2. PHÂN LOẠI MYCORRHIZA 4
1.3. PHÂN LOẠI BÀO TỬ AMF . 8
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU MYCORRHIZA 9
1.5. SỰ PHÁT TÁN BÀO TỬ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA AMF ĐỐI VỚI THỰC VẬT CHỦ . 11
1.6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU AMF TRÊN THẾ GIỚI BẰNG KỸ THUẬT SINH HỌC PHÂN TỬ . 15
1.7. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM . 17
CHƯƠNG II NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 20
2.1. NGUYÊN LIỆU . 20
2.1.1. Mẫu . 20
2.1.2. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu 20
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu . 21
2.2.1. Phương pháp tách bào tử AMF .21
iv
2.2.2. Tách DNA tổng số 25
2.2.3. Điện di DNA trên gel agarose 25
2.2.4. Kỹ thuật PCR 27
2.2.5. Tinh sạch sản phẩm PCR 29
CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .31
3.1. PHÂN LOẠI AMF TRONG CÁC MẪU NGHIÊN CỨU .31
3.1.1. Hình thái và cấu tạo bào tử AMF trong đất trồng cam ở Quỳ Hợp - Nghệ An 31
3.1.2. Thành phần loài AMF trong đất trồng cam ở Phủ Quỳ thuộc xã Minh Tân- huyện Quỳ Hợp - tỉnh Nghệ An . 36
3.1.3. Đặc điểm phân bố AMF trong đất trồng cam Quỳ Hợp – Nghệ An . 36
3.2. PHÂN BỐ CỦA AMF THEO GIỐNG CAM . 37
3.3. PHÂN BỐ CỦA AMF THEO TẦNG ĐẤT . 40
3.4. XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CỘNG SINH AMF TRÊN CÂY CAM . 43
3.5. NHÂN ĐOẠN GEN 18S rRNA 46
3.5.1. Tách chiết DNA tổng số 46
3.5.2. Nhân đoạn gen 18S rRNA 47
3.5.3. Tinh sạch sản phẩm PCR 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50
Kết luận . 50
Kiến nghị . 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 51
PHỤ LỤC .59