Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại Việt Nam, với hơn 75% diện tích đất dành cho canh tác nông nghiệp (số liệu năm 2020), hoạt động sản xuất nông nghiệp tác động trực tiếp và sâu sắc đến tài nguyên đất và nguồn nước. Kể từ năm 1960, việc lạm dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật tổng hợp đã dẫn đến suy thoái môi trường đất, ô nhiễm nguồn nước và gia tăng nguy cơ đối với sức khỏe con người. Nhằm giải quyết thực trạng này, các định hướng và chiến lược phát triển nông nghiệp giai đoạn 2021–2030 đã đặt trọng tâm vào việc chuyển dịch sang nền nông nghiệp hữu cơ, tuần hoàn, ưu tiên ứng dụng các chế phẩm sinh học, phân bón vi sinh và thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc tự nhiên.

Trong nhóm vi sinh vật đất có ích, xạ khuẩn chi Streptomyces thể hiện nhiều tiềm năng sinh học nổi bật. Theo các thống kê học thuật được trích dẫn, khoảng 75–80% kháng sinh tự nhiên có nguồn gốc từ xạ khuẩn, trong đó chi Streptomyces chiếm tỷ lệ lớn nhất. Bên cạnh khả năng đối kháng mầm bệnh, nhiều chủng Streptomyces còn sở hữu các đặc tính sinh hóa giúp hòa tan dinh dưỡng khó tiêu, cố định đạm, sinh tổng hợp chất điều hòa sinh trưởng thực vật và tạo màng sinh học, hỗ trợ cây trồng phát triển mà không để lại tồn dư hóa chất độc hại trong nông sản.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đỗ Thị Thanh Huyền (ngành Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh) được triển khai nhằm thực hiện các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

  • Mục tiêu đề tài: Đánh giá một số đặc điểm liên quan đến khả năng thúc đẩy tăng trưởng thực vật của một số chủng xạ khuẩn Streptomyces spp. nhằm định hướng tạo chế phẩm phân bón sinh học phục vụ nông nghiệp sạch.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Nội dung 1: Khảo sát các đặc điểm sinh hóa liên quan đến khả năng thúc đẩy tăng trưởng của 3 chủng xạ khuẩn Streptomyces spp. (in vitro).
    2. Nội dung 2: Thử nghiệm khả năng kích thích nảy mầm và sinh trưởng của xạ khuẩn trên cây cà chua trong điều kiện in vitro.
    3. Nội dung 3: Thử nghiệm hiệu quả thúc đẩy tăng trưởng của xạ khuẩn đối với cây cà chua trong điều kiện nhà lưới.
  • Đối tượng nghiên cứu: 3 chủng xạ khuẩn Streptomyces spp. (ký hiệu BT06, BT07, BT13) và cây cà chua F1 (Solanum lycopersicum, nguồn giống Phú Nông).
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Phòng Sinh học tích hợp Thực vật, Khoa Khoa học Sinh học, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
    • Thời gian thực hiện: Từ tháng 03 năm 2023 đến tháng 03 năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được xây dựng trên cơ sở lý thuyết về vi sinh vật kích thích sinh trưởng thực vật (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria/Microorganisms - PGPR/PGPM), tập trung vào các cơ chế chuyển hóa dinh dưỡng và tiết phytohormone của chi Streptomyces:

  • Phân giải cellulose: Chuyển hóa xác bã thực vật trong đất thành nguồn carbon hữu dụng nhờ enzyme cellulase ngoại bào.
  • Hòa tan lân (Phosphorus solubilization): Chuyển hóa các hợp chất phosphat vô cơ không tan $\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2$ thành dạng ion $\text{H}_2\text{PO}_4^-$ hoặc $\text{HPO}_4^{2-}$ mà rễ cây có thể hấp thu.
  • Tạo phức sắt (Siderophores): Sản xuất hợp chất tạo phức có ái lực cao với sắt ($\text{Fe}^{3+}$) để cung cấp sắt cho tế bào và hỗ trợ cây hấp thu sắt trong môi trường kiềm hoặc nghèo dinh dưỡng.
  • Sinh phytohormone: Tổng hợp Auxin (Indole-3-acetic acid - IAA) và Gibberellins (GAs) kích thích phân chia tế bào, kéo dài rễ và thân.
  • Cố định đạm tự do: Đồng hóa $\text{N}_2$ tự do trong khí quyển thành dạng đạm sinh học thông qua hệ enzyme khử nitơ.
  • Tạo màng sinh học (Biofilm): Hình thành mạng lưới polymer ngoại bào giúp bám dính bề mặt rễ và bảo vệ rễ cây trước các tác nhân bất lợi.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu sử dụng hệ thống phương pháp vi sinh vật học, hóa sinh phân tích và thử nghiệm sinh học trên thực vật:

  1. Phương pháp khảo sát đặc tính sinh hóa:

    • Phân giải cellulose: Cấy chấm điểm trên môi trường CMC agar ($5\text{ g/L}$ Carboxymethyl cellulose). Sau 7 ngày ủ ở $28\text{–}30^\circ\text{C}$, nhuộm với thuốc thử Lugol trong 4 phút; đo đường kính vòng phân giải (mm).
    • Hòa tan lân: Cấy chấm điểm trên môi trường Pikovskaya agar bổ sung $\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2$ ($5\text{ g/L}$), ủ 7 ngày ở $30^\circ\text{C}$. Xác định chỉ số hòa tan lân ($\text{SI} = \text{Đường kính vòng tan tổng cộng} / \text{Đường kính khuẩn lạc}$).
    • Tạo phức sắt: Cấy chấm điểm trên môi trường Chrome Azurol S (CAS) agar, ủ 14 ngày ở $30^\circ\text{C}$; ghi nhận sự hình thành quầng sáng màu vàng cam.
    • Định lượng IAA: Nuôi cấy trong môi trường ISP2 lỏng bổ sung $0{,}1%$ L-tryptophan ở $28^\circ\text{C}$, lắc $150\text{ vòng/phút}$ trong 7 ngày. Ly tâm lấy dịch nổi, phản ứng với thuốc thử Salkowski (tỷ lệ $2\text{ mL dịch} : 4\text{ mL thuốc thử}$), ủ tối 25 phút, đo quang phổ hấp thụ ở bước sóng $\text{OD}_{530}\text{ nm}$, tính toán nồng độ theo phương trình đường chuẩn $y = 0{,}016x + 0{,}0871$.
    • Định lượng GAs: Tăng sinh trong môi trường ISP9 lỏng ($10^7\text{ CFU/mL}$), nuôi tĩnh 7 ngày, ly tâm kết tủa tạp chất bằng kẽm acetate và kali ferrocyanide, axit hóa bằng $\text{HCl } 30%$, ủ ở $27^\circ\text{C}$ trong 75 phút; đo quang phổ hấp thụ ở bước sóng $\text{OD}_{254}\text{ nm}$, đối chiếu đường chuẩn $y = 0{,}0087x - 0{,}0244$.
    • Tạo biofilm: Nuôi cấy trong $10\text{ mL}$ môi trường Gause I lỏng ở $30^\circ\text{C}$ trong 7 ngày, nhuộm màng bám thành ống bằng dung dịch Crystal Violet $0{,}1%$ trong 30 phút, rửa sạch và quan sát dải màng bắt màu.
    • Định tính cố định đạm: Cấy ria trên môi trường Burk’s không chứa đạm (nitrogen-free), ủ 7 ngày ở $30^\circ\text{C}$ và theo dõi khả năng phát triển khuẩn lạc.

  2. Phương pháp thử nghiệm in vitro trên cà chua:

    • Kích thích nảy mầm: Hạt cà chua được khử trùng bằng dung dịch Javel $5%$ và Triton $0{,}1%$ trong 10 phút, rửa sạch với nước cất vô trùng, ngâm trong dịch huyền phù xạ khuẩn mật độ $10^7\text{ CFU/mL}$ trong 2 giờ, cấy trên môi trường Water Agar (WA). Theo dõi tỷ lệ nảy mầm tại 48 giờ và 72 giờ, đo chiều dài mầm tại 72 giờ.
    • Kích thích sinh trưởng mầm cây: Cây mầm 2 ngày tuổi đồng đều ($5\text{ mm}$) được chuyển sang đĩa môi trường $\text{MS } 1/4$, đặt đĩa giấy lọc cách mầm $2{,}5\text{ cm}$ và nhỏ $20\ \mu\text{L}$ dịch nuôi cấy xạ khuẩn. Nuôi ở điều kiện quang chu kỳ 16 giờ sáng / 8 giờ tối, nhiệt độ $25^\circ\text{C}$. Thu số liệu chiều dài chồi và chiều dài rễ sau 5 ngày.

  3. Phương pháp thử nghiệm trong nhà lưới:

    • Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) gồm 5 nghiệm thức (NT1: Đối chứng $\text{H}_2\text{O}$; NT2: Đối chứng môi trường Gause I lỏng; NT3: Tưới chủng BT06; NT4: Tưới chủng BT07; NT5: Tưới chủng BT13). Mỗi nghiệm thức gồm 3 chậu, lặp lại 3 lần.
    • Tưới $4\text{ mL}$ dịch xạ khuẩn ($10^7\text{ CFU/mL}$) vào gốc khi cây đạt 3 lá thật, định kỳ 1 lần/tuần, liên tục trong 4 tuần (tương ứng các mốc theo dõi 7N-SLT1 đến 7N-SLT4).
    • Chỉ tiêu theo dõi: Chiều cao cây (mm), số lá thật (lá/cây), trọng lượng tươi toàn cây (g) và chiều dài rễ chính (mm) sau 28 ngày bố trí thí nghiệm (7N-SLT4).

  4. Xử lý và phân tích số liệu:

    • Toàn bộ dữ liệu thô được tổng hợp trên Microsoft Excel.
    • Phân tích phương sai một yếu tố (One-way ANOVA) và so sánh phân hạng trung bình bằng kiểm định Tukey’s HSD ở mức ý nghĩa $p < 0{,}05$ và $p < 0{,}001$ trên phần mềm thống kê Minitab 16. Dữ liệu trình bày dưới dạng $\text{Mean} \pm \text{SD}$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Mở đầu

Chương này nêu bật thực trạng canh tác nông nghiệp sử dụng hóa chất kéo dài tại Việt Nam, sự cần thiết của việc phát triển phân bón vi sinh và chế phẩm sinh học từ xạ khuẩn Streptomyces. Tác giả xác định rõ mục tiêu tổng quát, đối tượng nghiên cứu và phân bổ 3 nội dung thực hiện cụ thể từ kiểm tra đặc tính sinh hóa đến khảo sát hiệu quả in vitro và nhà lưới trên cây cà chua.

Chương 2. Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các tài liệu khoa học về chi xạ khuẩn Streptomyces:

  • Vị trí phân loại và hình thái: Thuộc ngành Actinobacteria, Gram dương, hiếu khí, cấu trúc dạng sợi phân nhánh gồm khuẩn ty cơ chất và khuẩn ty khí sinh sinh ngoại bào tử. Tính đến tháng 01/2023, chi này đã có 699 loài được công bố hợp lệ.
  • Cơ chế kích thích sinh trưởng: Tổng quan chi tiết về các hoạt tính phân giải cellulose, chuyển hóa lân khó tan, sinh siderophores tạo phức sắt, tổng hợp IAA, GAs, cố định nitơ sinh học và tạo biofilm bảo vệ rễ.
  • Tình hình nghiên cứu: Điểm lại các công trình trong nước (như nghiên cứu đối kháng nấm của Nguyễn Thị Phong Lan, 2015; tổng hợp chất kích thích sinh trưởng của Phan Thị Hồng Thảo, 2016) và ngoài nước (Aldesuquy et al., 1998; Sadeghi et al., 2012; Maila et al., 2017; Olanrewaju & Babalola, 2019; Wahyudi et al., 2019).

Chương 3. Vật liệu và phương pháp

Trình bày chi tiết thành phần môi trường nuôi cấy (Gause I, ISP2, ISP9, CMC agar, Pikovskaya, CAS agar, Burk's), hóa chất và quy trình thực hiện 7 phép thử sinh hóa định tính/định lượng. Chương này cũng mô tả thiết kế thí nghiệm đánh giá hiệu ứng sinh học trên hạt và cây cà chua ở điều kiện in vitro và điều kiện chậu trong nhà lưới, cùng quy trình xử lý thống kê bằng ANOVA trên Minitab 16.

Chương 4. Kết quả và thảo luận

Chương tập trung công bố và thảo luận các kết quả thực nghiệm:

  1. Khảo sát sinh hóa:

    • Khả năng phân giải cellulose thể hiện rõ ở cả 3 chủng, đường kính vòng phân giải trung bình cao nhất ở BT06 ($21{,}33 \pm 0{,}67\text{ mm}$), tiếp theo là BT07 ($19{,}55 \pm 0{,}39\text{ mm}$) và thấp nhất là BT13 ($12{,}22 \pm 0{,}39\text{ mm}$).
    • Khả năng hòa tan lân chỉ xuất hiện ở BT13 ($\text{SI} = 2{,}01 \pm 0{,}09$) và BT06 ($\text{SI} = 1{,}67 \pm 0{,}17$). Chủng BT07 không tạo vòng phân giải lân.
    • Cả 3 chủng đều tạo phức sắt (vòng vàng cam trên CAS agar), tạo màng sinh học biofilm bám dính tốt vào thành ống nghiệm, và phát triển tốt trên môi trường Burk's vô đạm.
    • Về phytohormone: Cả 3 chủng đều không thể hiện khả năng sinh tổng hợp IAA trong điều kiện thử nghiệm với tryptophan; tuy nhiên, cả 3 đều sinh tổng hợp GAs với hàm lượng tương đương nhau ($29{,}43\text{–}30{,}80\ \mu\text{g/mL}$).

  2. Khảo sát in vitro:

    • Tại thời điểm 48 giờ, hạt xử lý nước cất đạt tỷ lệ nảy mầm $64{,}33%$, cao hơn có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức xử lý xạ khuẩn ($41{,}67\text{–}46{,}67%$). Đến 72 giờ, tỷ lệ nảy mầm giữa các nghiệm thức không còn khác biệt lớn ($81{,}00\text{–}89{,}67%$).
    • Trên môi trường $\text{MS } 1/4$, chiều dài thân mầm dao động từ $33{,}45\text{ mm}$ (BT06) đến $39{,}22\text{ mm}$ (BT07), chiều dài rễ dao động từ $27{,}89\text{ mm}$ đến $29{,}45\text{ mm}$. Mặc dù chiều dài rễ chính không vượt trội so với đối chứng, quan sát hình thái cho thấy rễ cây xử lý xạ khuẩn phát triển mật độ lông hút và rễ con nhiều hơn rõ rệt.

  3. Thử nghiệm nhà lưới:

    • Sau 4 lần tưới (28 ngày), các nghiệm thức xử lý xạ khuẩn giúp tăng trưởng chiều cao cây vượt trội so với đối chứng nước ($264{,}44\text{ mm}$) và đối chứng Gause I ($271{,}33\text{ mm}$). Chủng BT06 cho chiều cao cây lớn nhất ($345{,}00 \pm 23{,}16\text{ mm}$).
    • Chiều dài rễ ở các nghiệm thức xạ khuẩn đạt từ $376{,}11\text{ mm}$ (BT13) đến $412{,}11\text{ mm}$ (BT06), cao hơn khác biệt có ý nghĩa thống kê ($p < 0{,}05$) so với đối chứng nước ($297{,}22\text{ mm}$) và đối chứng môi trường Gause I ($329{,}78\text{ mm}$).
    • Trọng lượng tươi toàn cây ở các nghiệm thức xạ khuẩn đạt $15{,}82\text{–}18{,}11\text{ g}$, cao hơn đối chứng ($11{,}09\text{–}11{,}34\text{ g}$). Số lá dao động từ $6{,}00$ đến $7{,}00\text{ lá/cây}$.

Chương 5. Kết luận và đề nghị

Tóm tắt các kết quả đạt được về tiềm năng của 3 chủng xạ khuẩn, khẳng định chủng BT06 có ưu thế nổi bật nhất trong kích thích tăng trưởng chiều cao và hệ rễ cây cà chua. Đồng thời, tác giả đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo ở cấp độ sinh học phân tử và khảo nghiệm thực địa.

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp số liệu thực nghiệm chính

Chỉ tiêu theo dõi Đơn vị NT1 ($\text{H}_2\text{O}$) NT2 (Gause I) NT3 (BT06) NT4 (BT07) NT5 (BT13)
Đường kính phân giải CMC mm — — $21{,}33 \pm 0{,}67^{\text{a}}$ $19{,}55 \pm 0{,}39^{\text{b}}$ $12{,}22 \pm 0{,}39^{\text{c}}$
Chỉ số hòa tan lân (SI) — — — $1{,}67 \pm 0{,}17^{\text{b}}$ Âm tính (—) $2{,}01 \pm 0{,}09^{\text{a}}$
Nồng độ GAs sinh tổng hợp $\mu\text{g/mL}$ — — $29{,}43 \pm 9{,}22$ $30{,}80 \pm 5{,}85$ $29{,}55 \pm 0{,}96$
Tỷ lệ nảy mầm in vitro (48h) $%$ $64{,}33 \pm 3{,}79^{\text{a}}$ $44{,}33 \pm 3{,}51^{\text{b}}$ $45{,}33 \pm 3{,}22^{\text{b}}$ $46{,}67 \pm 2{,}08^{\text{b}}$ $41{,}67 \pm 2{,}52^{\text{b}}$
Tỷ lệ nảy mầm in vitro (72h) $%$ $89{,}67 \pm 0{,}58^{\text{a}}$ $86{,}67 \pm 1{,}53^{\text{ab}}$ $83{,}00 \pm 2{,}65^{\text{bc}}$ $82{,}00 \pm 3{,}61^{\text{c}}$ $81{,}00 \pm 1{,}00^{\text{c}}$
Chiều dài chồi in vitro (5 ngày) mm $36{,}67 \pm 2{,}19^{\text{bc}}$ $40{,}89 \pm 1{,}95^{\text{a}}$ $33{,}45 \pm 3{,}03^{\text{c}}$ $39{,}22 \pm 1{,}02^{\text{ab}}$ $37{,}78 \pm 3{,}10^{\text{abc}}$
Chiều cao cây nhà lưới (7N-SLT4) mm $264{,}44 \pm 23{,}65$ $271{,}33 \pm 30{,}25$ $345{,}00 \pm 23{,}16$ $307{,}00 \pm 34{,}38$ $337{,}33 \pm 30{,}84$
Số lá thật nhà lưới (7N-SLT4) lá $5{,}89 \pm 0{,}19^{\text{b}}$ $5{,}89 \pm 0{,}19^{\text{b}}$ $7{,}00 \pm 0{,}58^{\text{a}}$ $6{,}22 \pm 0{,}51^{\text{ab}}$ $6{,}00 \pm 0{,}33^{\text{ab}}$
Chiều dài rễ nhà lưới (7N-SLT4) mm $297{,}22 \pm 18{,}58^{\text{b}}$ $329{,}78 \pm 2{,}71^{\text{b}}$ $412{,}11 \pm 25{,}94^{\text{a}}$ $401{,}67 \pm 37{,}67^{\text{a}}$ $376{,}11 \pm 52{,}97^{\text{ab}}$
Trọng lượng tươi cây (7N-SLT4) g $11{,}09 \pm 2{,}77$ $11{,}34 \pm 3{,}03$ $17{,}92 \pm 3{,}09$ $18{,}11 \pm 2{,}31$ $15{,}82 \pm 4{,}15$

(Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê theo phép thử Tukey's HSD).

Đóng góp và giải pháp đề xuất

  • Đóng góp khoa học: Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm có hệ thống về hồ sơ sinh hóa thúc đẩy tăng trưởng của 3 chủng xạ khuẩn Streptomyces spp. (BT06, BT07, BT13). Làm sáng tỏ tác động của xạ khuẩn trong việc kích thích phân nhánh rễ con, gia tăng chiều dài rễ chính (đạt tới $412{,}11\text{ mm}$ ở chủng BT06) và phát triển sinh khối thân lá ở cây cà chua.
  • Đề xuất ứng dụng: Tuyển chọn chủng BT06 làm chủng ứng viên triển vọng nhất để tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm phân bón vi sinh vật đa chức năng dùng trong canh tác nông nghiệp công nghệ cao và nông nghiệp hữu cơ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung khóa luận, các hạn chế và hướng nghiên cứu được tác giả xác định bao gồm:

  • Hạn chế về đặc tính phân tử: Các chủng xạ khuẩn mới chỉ được định danh ở mức độ chi (Streptomyces spp.) và khảo sát đặc tính sinh hóa kiểu hình, chưa tiến hành giải trình tự gen 16S rRNA hoặc phân tích sinh học phân tử để xác định chính xác danh pháp loài.
  • Hạn chế về phổ hoạt tính IAA: Chưa phát hiện được hoạt tính sinh tổng hợp IAA ở cả 3 chủng trong điều kiện nuôi cấy tiêu chuẩn bổ sung $0{,}1%$ tryptophan, đòi hỏi cần tối ưu hóa thêm các điều kiện dinh dưỡng và cơ chất cảm ứng khác.
  • Hạn chế về quy mô thử nghiệm: Thí nghiệm đánh giá tác động tăng trưởng mới dừng lại ở quy mô chậu thí nghiệm trong nhà lưới với thời gian 28 ngày (giai đoạn cây con), chưa đánh giá được ảnh hưởng đến năng suất quả thương phẩm và phẩm chất cà chua giai đoạn thu hoạch.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    1. Khảo sát sâu hơn các đặc tính sinh hóa và phân tử liên quan đến cơ chế thúc đẩy tăng trưởng thực vật của các chủng xạ khuẩn.
    2. Thực hiện khảo nghiệm diện rộng trên quy mô đồng ruộng để đánh giá chính xác tính ổn định và hiệu quả nông học của các chủng xạ khuẩn trong điều kiện đất đai và thời tiết tự nhiên.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo hữu ích cho các đối tượng và định hướng nghiên cứu sau:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành: Phục vụ học tập và nghiên cứu trong các ngành Công nghệ Sinh học, Nông học, Khoa học Cây trồng, Bảo vệ Thực vật và Vi sinh vật học Đất.
  • Quy trình thực nghiệm chuẩn: Cung cấp hướng dẫn chi tiết về các quy trình sàng lọc hoạt tính PGPM của xạ khuẩn (phương pháp định lượng GAs qua đo quang phổ $\text{OD}{254}$, định lượng IAA với Salkowski $\text{OD}{530}$, phương pháp định tính màng sinh học biofilm trên ống nghiệm, phương pháp thử nghiệm trên đĩa thạch $\text{MS } 1/4$ và bố trí chậu nhà lưới).
  • Tài liệu đối sánh dữ liệu: Là nguồn số liệu đối chiếu tin cậy cho các đề tài nghiên cứu về khả năng hòa tan lân, phân giải chất hữu cơ khó tiêu và kích thích phát triển bộ rễ cây họ Cà (Solanaceae).

Câu hỏi thường gặp

1. Cả 3 chủng xạ khuẩn trong đề tài có khả năng hòa tan lân và phân giải cellulose như thế nào?

Cả 3 chủng đều có khả năng phân giải cellulose trên môi trường CMC agar, trong đó chủng BT06 có hoạt lực mạnh nhất với đường kính vòng phân giải đạt $21{,}33 \pm 0{,}67\text{ mm}$, tiếp theo là BT07 ($19{,}55 \pm 0{,}39\text{ mm}$) và BT13 ($12{,}22 \pm 0{,}39\text{ mm}$). Đối với hoạt tính hòa tan lân trên môi trường Pikovskaya, chỉ có 2 chủng thể hiện khả năng này là BT13 (chỉ số hòa tan $\text{SI} = 2{,}01 \pm 0{,}09$) và BT06 ($\text{SI} = 1{,}67 \pm 0{,}17$), còn chủng BT07 cho kết quả âm tính (không phân giải lân).

2. Kết quả kiểm tra khả năng sinh tổng hợp các chất điều hòa sinh trưởng (IAA và GAs) của các chủng xạ khuẩn ra sao?

Khi nuôi cấy trong môi trường ISP2 có bổ sung $0{,}1%$ tryptophan và kiểm tra bằng thuốc thử Salkowski, cả 3 chủng xạ khuẩn BT06, BT07 và BT13 đều không thể hiện khả năng sinh tổng hợp IAA (nồng độ không có ý nghĩa thống kê). Ngược lại, trên môi trường ISP9 lỏng, cả 3 chủng đều sinh tổng hợp Gibberellic Acid (GAs) với nồng độ trung bình dao động từ $29{,}43\ \mu\text{g/mL}$ (BT06), $29{,}55\ \mu\text{g/mL}$ (BT13) đến $30{,}80\ \mu\text{g/mL}$ (BT07), sự khác biệt giữa các chủng không có ý nghĩa thống kê.

3. Việc xử lý dịch xạ khuẩn có làm tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt cà chua in vitro không?

Trong điều kiện in vitro, dịch huyền phù xạ khuẩn không làm tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt cà chua so với đối chứng nước. Tại mốc 48 giờ sau cấy, nghiệm thức đối chứng nước cất đạt tỷ lệ nảy mầm $64{,}33%$, cao hơn có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức xử lý xạ khuẩn ($41{,}67\text{–}46{,}67%$). Đến mốc 72 giờ, tỷ lệ nảy mầm ở tất cả các nghiệm thức đều đạt trên $81%$ và không có sự khác biệt lớn giữa nghiệm thức nước ($89{,}67%$) và các nghiệm thức xạ khuẩn ($81{,}00\text{–}83{,}00%$).

4. Hiệu quả kích thích tăng trưởng của các chủng xạ khuẩn đối với cây cà chua trong nhà lưới được thể hiện qua các chỉ tiêu nào?

Sau 28 ngày thử nghiệm trong nhà lưới (4 lần tưới dịch xạ khuẩn), các nghiệm thức bổ sung xạ khuẩn đều cho kết quả sinh trưởng vượt trội so với đối chứng nước và môi trường Gause I. Chủng BT06 thể hiện hiệu quả cao nhất với chiều cao thân cây đạt $345{,}00\text{ mm}$ (so với đối chứng nước $264{,}44\text{ mm}$), số lá đạt $7{,}00\text{ lá/cây}$, và chiều dài rễ đạt $412{,}11\text{ mm}$ (vượt trội so với đối chứng nước $297{,}22\text{ mm}$). Trọng lượng tươi toàn cây của các nghiệm thức tưới xạ khuẩn đạt từ $15{,}82\text{ g}$ đến $18{,}11\text{ g}$, cao hơn mức $11{,}09\text{ g}$ của nghiệm thức đối chứng nước.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đỗ Thị Thanh Huyền đã xác định thành công các đặc tính sinh hóa thúc đẩy sinh trưởng thực vật quan trọng của 3 chủng xạ khuẩn Streptomyces spp. (BT06, BT07, BT13), bao gồm phân giải cellulose, hòa tan lân vô cơ, sinh phức sắt siderophore, tổng hợp GAs, tạo màng sinh học và cố định đạm. Mặc dù không thúc đẩy gia tăng tỷ lệ nảy mầm ban đầu, các chủng xạ khuẩn đã thể hiện vai trò rõ rệt trong việc kích thích phát triển hệ rễ mầm in vitro và gia tăng sinh khối, chiều cao cũng như chiều dài rễ cây cà chua trong điều kiện nhà lưới. Trong đó, chủng Streptomyces sp. BT06 thể hiện các chỉ số nông học tối ưu nhất, là nguồn vật liệu vi sinh có tiềm năng ứng dụng cao trong nghiên cứu và phát triển chế phẩm phân bón sinh học phục vụ sản xuất nông nghiệp bền vững.