Vi khuẩn nốt sần cộng sinh cố định đạm

Vai trò cố định N2 quan trọng nhất thuộc về nhóm vi sinh vật cộng sinh. Hiện nay, người ta đã phát hiện được hơn 600 loài cây có vi sinh vật sống cộng sinh có khả năng đồng hóa N2 thuộc nhiều họ khác nhau. Ở một số cây gỗ hoặc cây bụi nhiệt đới thuộc họ Rabiaceae, các nốt sần chứa vi khuẩn cố định N2 không phải ở rễ mà ở trên lá. Đối với nông nghiệp thì cây họ đậu vẫn có giá trị nhất, chúng có thể cố định được khoảng 80-300 kg N/ha....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vi khuẩn nốt sần cộng sinh cố định đạm Vi khuẩn nốt sần cộng sinh cố địnhđạmVai trò cố định N2 quan trọng nhấtthuộc về nhóm vi sinh vật cộng sinh.Hiện nay, người ta đã phát hiện đượchơn 600 loài cây có vi sinh vật sốngcộng sinh có khả năng đồng hóaN2 thuộc nhiều họ khác nhau. Ở mộtsố cây gỗ hoặc cây bụi nhiệt đới thuộchọ Rabiaceae, các nốt sần chứa vikhuẩn cố định N2 không phải ở rễ màở trên lá.Đối với nông nghiệp thì cây họ đậuvẫn có giá trị nhất, chúng có thể cốđịnh được khoảng 80-300 kg N/ha. Vídụ như cây linh lăng có thể cố địnhđược 300kg N/ha, đậu cô ve 80-120kg/ha. Vi khuẩn sống cộng sinh trongcây bộ đậu (Leguminosales)được xếp vào một chi riêng làRhizobium, nhưng hiện nay người tachia vi khuẩn nốt sần thành 2 nhóm:- Nhóm mọc nhanh (vi khuẩn nốt sầncỏ ba lá, đậu Hòa Lan, mục túc...)thuộc chi Rhizobium. Đây là nhóm visinh vật có hoạt động cố địnhN2 mạnh nhất- Nhóm mọc chậm (vi khuẩn nốtsần đậu tương, lạc...) thuộcchi Bradyrhizobium.Các vi sinh vật này thường tậptrung ở vùng gần chóp rễ, nơi tậptrung nhiều polysaccharide và vùnghình thành lông hút. Rễ cây tiết ranhiều chất như đường, acid hữucơ, acid amine, vitamine, flavonoid.. . hấp dẫn vi sinh vật. Các vi khuẩnxâm nhập vào cây qua lông hút và vàotế bào nhu mô rễ. Đôi khi nó có thể điqua những tế bào bị thương của biểubì, đặc biệt là ở chỗ phân nhánh củarễ bên. Vi khuẩn nốt sần tác động trởlại bằng cách sản sinh ra mộtchất nhầy ngoại bào có bảnchất polysaccharide. Chất nàythúc đẩy cây tổng hợp nênenzyme polygalacturonase tác độngnên màng lông rễ, làm cho màng mềmdẻo hơn và vi khuẩn có thể xâm nhậpdễ dàng hơn. Nếu vi khuẩn nốt sầncủa một loài nhất định nào đókhông thể lây nhiễm được thìchúng không kích thích hình thànhenzyme polygalactoronase ở rễ được.Khi nào nhu mô rễ, vi khuẩn hòa tanvỏ tế bào và dưới ảnh hưởng của genvi khuẩn, các tế bào nhu mô vỏ đa bộihóa và phân chia nhanh để hình thànhnên các nốt sần.Người ta chia các vi khuẩn nốt sần ralàm nhiều chủng, mỗi chủng ứng vớimột nhóm cây họ đậu nhất định. Ngoàira trong phạm vi cùng một chủng vikhuẩn nốt sần cũng có nòi cóhiệu quả và không có hiệu quả.Những nòi không có hiệu quá cũng cóthể lây nhiễm vào rễ cây họ đậu tươngứng nhưng không đồng hóa đượcN2 hay đồng hóa kém và sốngtrong các nốt sần như cơ thể kí sinh.Mối quan hệ tương hỗ giữa các cây họđậu và các vi khuẩn nốt sần là quanhệ cộng sinh. Cây họ đậu cung cấpglucid, nguồn năng lượng ATP và cácchất khử như NADH2 để vi khuẩn tiếnhành hoạt động khử N2 thành NH3 vàvi khuẩn cung cấp cho cây các hợpchất ni tơ mà chúng cố định được từkhông khí. Tuy nhiên khi mới nhiễmvào rễ, vi khuẩn sống như dạng kísinh, chưa đồng hóa được N2, do đócây vẫn cần phân đạm. Nếu thiếu đạmvà gặp điều kiện bất lợi, sinh trưởngcủa cây sẽ yếu thậm chí cây sẽ chết.Vào cuối thời kỳ sinh trưởng của câythì số lượng vi khuẩn nốt sần giảmxuống và biến thành dạng bacteroid.Khi nốt sần bị thối thì vi khuẩn nốt sầnvẫn sống và đi ra đất, sinh sản chậmvà sống ở trạng thái hoại sinh.