Tên luận án:
PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN BẢN ĐỊA CÓ KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH ĐẠM VÀ TỔNG HỢP IAA ĐỂ CANH TÁC RAU Ở SÓC TRĂNG
Ngành:
Công nghệ sinh học
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn bản địa có khả năng cố định đạm và tổng hợp IAA để canh tác rau ở Sóc Trăng" được thực hiện nhằm khai thác tiềm năng của vi sinh vật bản địa (IMO) trong nông nghiệp bền vững. Mục tiêu là giảm thiểu việc áp dụng hóa chất, ô nhiễm môi trường, và tăng cường sản xuất rau sạch, an toàn tại Sóc Trăng và Đồng bằng sông Cửu Long. Nghiên cứu tập trung vào việc phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn bản địa có hai chức năng chính: cố định đạm và tổng hợp Indole-3-acetic acid (IAA) từ các hệ IMO thu thập ở Sóc Trăng. Các vi khuẩn này được đánh giá khả năng kích thích sinh trưởng và tăng năng suất cho rau muống, cải xanh, đồng thời giảm lượng phân đạm hóa học khuyến cáo trong các điều kiện phòng thí nghiệm, nhà lưới và ngoài đồng.
Nội dung nghiên cứu bao gồm: khảo sát sự đa dạng của các nhóm vi sinh vật trong các hệ IMO; đánh giá khả năng kích thích sinh trưởng cây trồng của các hệ IMO (cố định đạm, tổng hợp IAA); phân lập, tuyển chọn và định danh các dòng vi khuẩn bản địa có hai chức năng; đánh giá ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn và hệ IMO lên khả năng nảy mầm và sinh trưởng rau trong phòng thí nghiệm; đánh giá hiệu quả của 5 dòng vi khuẩn tuyển chọn và 5 hệ IMO lên sinh trưởng, năng suất rau muống và cải xanh ở điều kiện nhà lưới; và đánh giá hiệu quả của 3 dòng vi khuẩn tuyển chọn và 2 hệ IMO lên sinh trưởng, năng suất rau muống và cải xanh ở điều kiện ngoài đồng.
Kết quả cho thấy 20 hệ IMO thu thập từ Sóc Trăng có sự đa dạng cao về vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn và không chứa vi khuẩn gây bệnh cho người (Salmonella, Shigella, Coliforms, E. coli). Các hệ IMO này có khả năng tổng hợp IAA và cố định đạm sinh học, với sự hiện diện của gen nifH. Đã phân lập được 44 dòng vi khuẩn kép chức năng, trong đó 10 dòng được tuyển chọn thuộc 5 chi (Pseudomonas, Paraburkholderia, Paenibacillus, Bacillus, Klebsiella). Các thí nghiệm chứng minh rằng các dòng vi khuẩn tuyển chọn và các hệ IMO có hiệu quả kích thích nảy mầm (tăng 3-14%), tăng chiều cao, chiều dài rễ, sinh khối tươi của rau muống và cải xanh. Việc sử dụng các chủng vi khuẩn hoặc IMO đã giúp giảm 25% lượng phân đạm hóa học, tăng năng suất rau 10-20% và giảm tích lũy nitrate trong rau từ 40-60%, đồng thời duy trì tổng lượng đạm. Luận án góp phần cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc phát triển chế phẩm vi sinh, hướng tới sản xuất rau an toàn và bền vững.
Mục lục chi tiết:
- CHƯƠNG I GIỚI THIỆU
- 1.1 Tính cấp thiết của đề tài
- 1.2 Mục tiêu của đề tài
- 1.3 Nội dung nghiên cứu
- 1.4 Đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
- CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 3.1 Vật liệu thí nghiệm
- 3.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu
- 3.2.1 Nội dung nghiên cứu 1: Khảo sát sự đa dạng các nhóm vi sinh vật trong các hệ IMO thu thập
- 3.2.1.1 Thu thập nguồn vi sinh vật bản địa IMO
- 3.2.1.2 Khảo sát sự đa dạng của các nhóm vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn trong các hệ IMO thu thập bằng phương pháp PCR
- 3.2.2 Nội dung nghiên cứu 2: Khảo sát và đánh giá một số chức năng kích thích sinh trưởng cây trồng của các hệ IMO thu thập
- 3.2.3 Nội dung nghiên cứu 3: Phân lập, tuyển chọn và định danh các dòng vi khuẩn bản địa có hai chức năng cố định đạm và tổng hợp IAA từ các hệ IMO thu thập
- 3.2.4 Nội dung nghiên cứu 4: Đánh giá ảnh hưởng của một số dòng vi khuẩn cố định đạm và tổng hợp IAA và một số hệ IMO chứa các dòng vi khuẩn này lên khả năng nảy mầm và sinh trưởng cây rau trong điều kiện phòng thí nghiệm
- 3.2.5 Nội dung nghiên cứu 5: Đánh giá hiệu quả của 5 dòng vi khuẩn tuyển chọn và 5 hệ IMO chứa các dòng vi khuẩn này lên sinh trưởng và năng suất rau muống và cải xanh ở điều kiện nhà lưới
- 3.2.6 Nội dung nghiên cứu 6: Đánh giá hiệu quả của 3 dòng vi khuẩn tuyển chọn và 2 hệ IMO tuyển chọn lên sinh trưởng, năng suất rau muống và cải xanh ở điều kiện ngoài đồng
- CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 4.1 Nội dung 1: Sự đa dạng về nhóm vi sinh vật trong các hệ IMO thu thập
- 4.1.1 Thu thập hệ vi sinh vật bản địa
- 4.1.2 Sự hiện diện của vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn trong các hệ IMO thu thập
- 4.1.3 Sự đa dạng hệ vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn trong IMO
- 4.1.3.1 Đa dạng quần thể vi khuẩn
- 4.1.3.2 Đa dạng quần thể nấm
- 4.1.3.3 Đa dạng quần thể xạ khuẩn
- 4.1.4 Mật số vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn trong các hệ IMO thu thập
- 4.1.5 Sự hiện diện của vi khuẩn gây bệnh trong hệ IMO thu thập
- 4.2 Nội dung 2: Chức năng kích thích sinh trưởng cây trồng của các hệ IMO thu thập
- 4.2.1 Tổng hợp IAA
- 4.2.2 Cố định đạm
- 4.2.2.1 Gen chức năng nifH trong các hệ IMO
- 4.2.2.2 Khả năng cố định đạm sinh học của 20 hệ IMO trong môi trường nuôi cấy lỏng
- 4.3 Nội dung 3: Phân lập tuyển chọn và định danh các dòng vi khuẩn bản địa có chức năng cố định đạm và tổng hợp IAA từ các hệ IMO thu thập
- 4.3.1 Mật số vi khuẩn cố định đạm trong các hệ IMO
- 4.3.2 Kết quả phân lập vi khuẩn cố định đạm từ các hệ IMO thu thập
- 4.3.3 Khả năng cố định đạm của các dòng vi khuẩn cố định đạm phân lập
- 4.3.3.1 Hàm lượng đạm tổng số (Nts)
- 4.3.3.2 Hàm lượng đạm hữu dụng (NH4+)
- 4.3.4 Gen nifH trong cấu trúc di truyền của một số dòng vi khuẩn cố định đạm tuyển chọn
- 4.3.5 Khả năng tổng hợp IAA của 50 dòng vi khuẩn cố định đạm phân lập được tuyển chọn
- 4.3.6 Kết quả giải trình tự gen 16S rARN của 10 dòng vi khuẩn tuyển chọn
- 4.4 Nội dung 4: Ảnh hưởng của một số dòng vi khuẩn tuyển chọn và các hệ IMO chứa những dòng vi khuẩn này lên khả năng kích thích nảy mầm và sinh trưởng cây rau muống và cải xanh ở điều kiện phòng thí nghiệm
- 4.4.1 Khả năng kích thích nảy mầm và sinh trưởng cây rau muống của 8 dòng vi khuẩn tuyển chọn
- 4.4.1.1 Ảnh hưởng của mật số vi khuẩn lên khả năng nảy mầm hạt rau muống
- 4.4.1.2 Ảnh hưởng của 8 dòng vi khuẩn tuyển chọn lên khả năng kích thích sinh trưởng rau muống ở mật số 106 cfu.mL-1
- 4.4.2 Khả năng kích thích nảy mầm và sinh trưởng cây cải xanh của 5 dòng vi khuẩn
- 4.4.2.1 Ảnh hưởng của mật số vi khuẩn lên khả năng nảy mầm hạt cải xanh
- 4.4.2.2 Ảnh hưởng của 5 dòng vi khuẩn thử nghiệm lên sinh trưởng cây cải xanh
- 4.4.3 Khả năng kích thích nảy mầm và sinh trưởng cây rau muống của 5 hệ IMO tuyển chọn
- 4.4.3.1 Ảnh hưởng của mức pha loãng lên tỷ lệ nảy mầm hạt rau muống
- 4.4.3.2 Ảnh hưởng của 5 hệ IMO tuyển chọn ở mức pha loãng 1000 lần lên khả năng sinh trưởng cây rau muống
- 4.4.4 Khả năng kích thích nảy mầm và sinh trưởng cây cải xanh của 5 hệ IMO tuyển chọn
- 4.4.4.1 Ảnh hưởng của mức pha loãng IMO lên tỷ lệ nảy mầm hạt cải xanh
- 4.4.4.2 Ảnh hưởng của các hệ IMO lên khả năng sinh trưởng của cây cải xanh ở điều kiện phòng thí nghiệm
- 4.5 Nội dung 5: Hiệu quả của 5 dòng vi khuẩn tuyển chọn và 5 IMO tuyển chọn lên sinh trưởng, năng suất rau muống và cải xanh ở điều kiện nhà lưới
- 4.5.1 Sinh trưởng và năng suất rau muống trong nhà lưới
- 4.5.1.1 Chiều cao cây rau muống
- 4.5.1.2 Số lá rau muống
- 4.5.1.3 Đường kính thân
- 4.5.1.4 Hàm lượng chlorophyll tổng số trong lá
- 4.5.1.5 Sinh khối tươi/chậu
- 4.5.2 Sinh trưởng và năng suất cải xanh trong nhà lưới
- 4.6 Nội dung 6: Hiệu quả của 3 dòng vi khuẩn và 2 IMO tuyển chọn lên sinh trưởng, năng suất rau muống và cải xanh ở điều kiện đồng ruộng
- 4.6.1 Sinh trưởng và năng suất rau muống ở điều kiện đồng ruộng
- 4.6.2 Sinh trưởng và năng suất cải xanh ở điều kiện ngoài đồng
- CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- 5.1 Kết luận
- 5.2 Kiến nghị
- TÀI LIỆU THAM KHẢO