Giới thiệu dự án

Trong nền nông nghiệp hiện đại, nitơ (N) là nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu hàng đầu quyết định sinh khối, tốc độ sinh trưởng và năng suất của cây trồng. Tuy nhiên, theo thống kê nông học quốc tế, cây trồng chỉ hấp thu được khoảng 40% – 50% lượng phân đạm hóa học (như Urea, NPK) bón vào đất; phần còn lại từ 50% – 60% bị rửa trôi vào nguồn nước ngầm, bốc hơi dưới dạng khí $NH_3$, $NO_x$, hoặc chuyển hóa thành $N_2O$ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và làm suy thoái, chai cứng đất canh tác (Shenoy, 2001).

Để hướng tới nền nông nghiệp tuần hoàn và sinh thái bền vững, giải pháp cố định đạm sinh học (Biological Nitrogen Fixation - BNF) từ các nhóm vi sinh vật tự do đang trở thành xu hướng nghiên cứu trọng điểm. Hệ vi sinh vật BNF trên toàn cầu có khả năng cố định ước tính khoảng $240 \times 10^6$ tấn Nitơ/năm, gấp hơn 6 lần tổng sản lượng đạm tạo ra bằng con đường hóa học nhân tạo (Patil et al., 2020).

                 +---------------------------------------------------+
                 |        Khí quyển chứa 78% N2 không đồng hóa       |
                 +---------------------------------------------------+
                                           |
                    [Cố định đạm sinh học - Enzyme Nitrogenase]
                                           v
+-----------------------------------------------------------------------------------------+
| Phản ứng BNF: N2 + 16 ATP + 16 H2O + 8 e- + 8 H+  ==>  2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi      |
+-----------------------------------------------------------------------------------------+
                                           |
               +---------------------------+---------------------------+
               v                                                       v
   [Đồng hóa vào cây trồng]                                [Phục hồi hệ vi sinh vật đất]
   - Thúc đẩy rễ phát triển (IAA/GA3)                      - Tạo màng nhầy Alginate giữ ẩm
   - Tăng 10 - 15% năng suất sinh khối                     - Giảm 30% dư lượng phân đạm hóa học

Đề tài khóa luận tốt nghiệp “Phân Lập Và Đặc Trưng Azotobacter Spp. Từ Mẫu Đất Trồng Cải Ngọt (Yu Choy) Tại Thành Phố Thanh Hóa” được thực hiện bởi sinh viên Đặng Hoàng Sơn (Lớp K63CNSHE, Khoa Công nghệ Sinh học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam) dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Thị Dung, nhằm giải quyết bài toán tuyển chọn các chủng vi khuẩn bản địa có hoạt tính cố định đạm vượt trội phục vụ sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh.

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể

  1. Thu thập và xử lý mẫu đất: Khảo sát, đo lường pH và thu thập 5 mẫu đất canh tác rau cải ngọt (Brassica rapa subsp. chinensis) tại 5 phường thuộc TP. Thanh Hóa.
  2. Phân lập và làm thuần: Phân lập thành công các chủng vi khuẩn cố định đạm tự do trên môi trường chuyên biệt không đạm Ashby; thuần hóa và lưu giữ giống vi khuẩn.
  3. Đặc trưng hình thái và sinh lý: Xác định hình thái khuẩn lạc, hình dạng tế bào qua kỹ thuật nhuộm Gram, khả năng di động và khả năng đồng hóa các nguồn carbon hữu cơ (Glucose, Mannitol).
  4. Định danh phân tử bằng chỉ thị 16S rDNA: Tách chiết DNA tổng số bằng phương pháp CTAB, kiểm tra độ tinh sạch qua quang phổ hấp thụ OD và điện di gel Agarose 1%; khuếch đại gen 16S rDNA bằng cặp mồi phổ biến 27F/1492R qua kỹ thuật PCR.
  5. Đánh giá hoạt tính cố định đạm: Kiểm tra bán định lượng khả năng sinh ion amoni ($NH_4^+$) của các chủng phân lập thông qua phản ứng so màu với thuốc thử Nessler.

Phạm vi và giới hạn đề tài

  • Đối tượng nghiên cứu: Các chủng vi khuẩn thuộc chi Azotobacter phân lập từ đất vùng rễ cải ngọt.
  • Địa bàn khảo sát: 5 phường thuộc TP. Thanh Hóa (Quảng Tâm, Quảng Phú, Quảng Hưng, Quảng Đông, Quảng Cát).
  • Thời gian và địa điểm thực nghiệm: Từ tháng 07/2022 đến tháng 12/2022 tại Bộ môn Sinh học Phân tử và Công nghệ Sinh học Ứng dụng – Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Hiện nay, các giải pháp cung cấp dinh dưỡng nitơ cho cây rau màu ăn lá ngắn ngày (như cải ngọt Yu Choy) tồn tại nhiều ưu - nhược điểm rõ rệt:

Tiêu chí so sánh Phân bón hóa học (Urea, NPK) Vi sinh vật cộng sinh (Rhizobium) Vi sinh vật cố định đạm tự do (Azotobacter)
Cơ chế tác động Cung cấp ion $NH_4^+$, $NO_3^-$ vô cơ trực tiếp Tạo nốt sần cộng sinh chuyển hóa $N_2$ Tự do cố định $N_2$ trong đất và vùng rễ
Phạm vi cây trồng Đa dạng nhưng gây chua hóa đất Giới hạn nghiêm ngặt ở cây họ Đậu (Fabaceae) Rộng rãi: Cây rau màu, lúa, ngô, cây ăn quả
Hiệu suất hấp thu Thấp (40% – 50%), thất thoát cao Rất cao (>80% chuyển trực tiếp cho cây) Cao, giải phóng liên tục $NH_4^+$ vào dung dịch đất
Sinh tổng hợp Phytohormone Không có Rất ít Tiết Indole-3-Acetic Acid (IAA), Gibberellin ($GA_3$)
Tác động sinh thái Gây thoái hóa đất, ô nhiễm nguồn nước Cải tạo đất nhưng phụ thuộc cây chủ Làm giàu hệ vi sinh vật đất, tăng độ phì nhiêu

Thách thức kỹ thuật: Enzyme Nitrogenase – phức hệ chịu trách nhiệm bẻ gãy liên kết ba cực kỳ bền vững của phân tử $N \equiv N$ – rất nhạy cảm và dễ bị bất hoạt bởi oxy tự do ($O_2$). Do đó, các chủng Azotobacter phải sở hữu cơ chế hô hấp bảo vệ mạnh mẽ hoặc hình thành lớp vỏ bọc nang (cyst) giàu alkylresorcinols để bảo vệ enzyme trong điều kiện hiếu khí.

Thiết kế hệ thống thực nghiệm

Quy trình nghiên cứu được thiết kế chuẩn hóa qua 5 khối chức năng liên hoàn:

[Mẫu đất canh tác Yu Choy (SS01 - SS05)] 
[Môi trường chọn lọc không đạm Ashby (pH 7.2)]
[Thuần khiết hóa & Đánh giá Hình thái / Sinh hóa]
[Định danh Sinh học Phân tử]
[Sàng lọc Hoạt tính Cố định Đạm ($NH_4^+$ Accumulation)]

Thành phần hóa chất và môi trường tối ưu

  • Môi trường chọn lọc Ashby (g/L): Mannitol (20.0 g), $K_2HPO_4$ (0.1 g), $MgSO_4 \cdot 7H_2O$ (0.2 g), $NaCl$ (0.2 g), $K_2SO_4$ (0.1 g), $CaCO_3$ (5.0 g), Agar (15.0 g), nước cất định mức 1000 mL, điều chỉnh pH ổn định ở $7.2 \pm 0.1$.
  • Hệ đệm tách chiết CTAB 2.5%: Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide (2.5 g), EDTA (1.0 g), Tris-base, NaCl, kết hợp $\beta$-mercaptoethanol (1000 $\mu$L/100 mL), Proteinase K ($20\text{ mg/mL}$) và Sodium Dodecyl Sulfate (SDS 20%).
  • Cặp mồi phổ biến khuếch đại 16S rDNA:
    • Mồi xuôi 27F: 5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'
    • Mồi ngược 1492R: 5'-TACGGTTACCTTGTTACGACTT-3'
  • Thuốc thử Nessler: Hỗn hợp phản ứng kiềm hóa giữa Thủy ngân(II) Iodua ($HgI_2$), Kali Iodua ($KI$) và dung dịch $NaOH$ 50% trong môi trường tối.

Implementation và kết quả

Development process

1. Xử lý mẫu đất và phân lập trên môi trường chọn lọc

Mẫu đất được lấy ở tầng canh tác sâu 20 – 30 cm tại 5 phường: Quảng Tâm (SS01), Quảng Phú (SS02), Quảng Hưng (SS03), Quảng Đông (SS04), và Quảng Cát (SS05). Các mẫu được rây qua mắt lưới 4 mm để loại bỏ tạp chất thô và xác định pH đất bằng máy đo điện tử pH kế cầm tay. 1 g đất được huyền phù trong 99 mL nước cất vô trùng, lắc đều ở tốc độ 150 vòng/phút trong 2 giờ, sau đó pha loãng theo nồng độ thập phân từ $10^{-1}$ đến $10^{-5}$.

Hút $100\ \mu\text{L}$ dung dịch ở độ pha loãng $10^{-5}$ trải đều lên bề mặt đĩa thạch Ashby bằng que gạt thủy tinh vô trùng. Các đĩa thạch được ủ tối ở nhiệt độ $30^\circ\text{C}$ trong 7 ngày liên tục.

                    [Quy trình phân lập vi khuẩn Azotobacter]

2. Kỹ thuật nhuộm Gram và kiểm tra sinh lý

Thực hiện kỹ thuật nhuộm Gram chuẩn hóa 4 bước:

  • Cố định vết bôi tế bào vi khuẩn trên lam kính qua ngọn lửa đèn cồn.
  • Nhuộm với dung dịch tím Gentian (Crystal Violet) trong 60 giây, rửa nước cất nhẹ.
  • Xử lý phức hợp màu bằng dung dịch Lugol (Iodine) trong 60 giây, tẩy màu nhanh bằng Ethanol 95% trong 20 giây.
  • Bắt màu đối kháng bằng dung dịch Fuchsin kiềm trong 30 giây; quan sát dưới kính hiển vi quang học ở độ phóng đại $100\times$ (vật kính dầu).

3. Quy trình tách chiết DNA tổng số và khuếch đại gen 16S rDNA

Chiết xuất DNA vi khuẩn theo phương pháp biến tính màng CTAB (Minas et al., 2011):

Chu trình nhiệt phản ứng PCR trên thiết bị luân nhiệt chuyên dụng:

  • Biến tính ban đầu: $94^\circ\text{C}$ trong 5 phút.
  • Chu kỳ khuếch đại (30 chu kỳ):
    • Biến tính: $94^\circ\text{C}$ trong 45 giây.
    • Bắt cặp mồi (Annealing): $52^\circ\text{C}$ trong 45 giây.
    • Kéo dài chuỗi (Extension): $72^\circ\text{C}$ trong 2 phút.
  • Kéo dài hoàn tất: $72^\circ\text{C}$ trong 7 phút.
  • Điện di sản phẩm PCR trên gel Agarose 1.0%, chạy trong đệm TAE 0.5X với hiệu điện thế 100V trong 30 phút, nhuộm huỳnh quang bằng RedSafe.

Testing và validation

Kiểm tra chất lượng DNA tổng số và sản phẩm PCR

Chỉ số quang phổ UV-Vis Nanodrop xác nhận dung dịch DNA tách chiết đạt độ sạch tối ưu cho các phản ứng sinh học phân tử hạ nguồn:

Chủng vi khuẩn Nồng độ dsDNA ($\text{ng}/\mu\text{L}$) Tỷ lệ $A_{260}/A_{280}$ (Độ sạch Protein) Tỷ lệ $A_{260}/A_{230}$ (Độ sạch Muối/Hữu cơ)
YC01 135.0 1.86 2.12
YC02 148.5 1.89 2.08
YC03 162.3 1.91 2.15
  • Điện di DNA tổng số: Vạch DNA sáng rõ, tập trung, không bị đứt gãy hay lẫn RNA thứ cấp.
  • Điện di sản phẩm PCR: Cả 3 chủng YC01, YC02, YC03 đều hiển thị một băng khuếch đại đơn đặc hiệu kích thước chuẩn trong khoảng 1400 – 1500 bp, tương thích chính xác với kích thước gen mã hóa tiểu phần 16S rRNA ở chi Azotobacter.
        M      YC01    YC02    YC03    NC (-)
      +----+  +----+  +----+  +----+  +----+
1500bp|====|  |====|  |====|  |====|  |    |  <-- Amplicon 16S rDNA (~1450 bp)
1000bp|====|  |    |  |    |  |    |  |    |
 500bp|====|  |    |  |    |  |    |  |    |
      +----+  +----+  +----+  +----+  +----+
  (Thang DNA)  (3 mẫu phân lập đều cho vạch đặc hiệu, đối chứng âm sạch)

Kết quả đạt được

Từ 5 mẫu đất thu thập có giá trị pH kiềm nhẹ dao động từ 7.0 đến 7.5 (điều kiện môi trường tối ưu cho chi Azotobacter phát triển), nghiên cứu đã phân lập và tuyển chọn được 3 chủng vi khuẩn cố định đạm thuần khiết, ký hiệu là YC01, YC02, YC03.

Đặc tính quan sát Chủng YC01 Chủng YC02 Chủng YC03
Kích thước khuẩn lạc Lớn (đường kính $\le 3\text{ mm}$) Nhỏ (đường kính $\le 1.5\text{ mm}$) Trung bình ($\le 2\text{ mm}$)
Hình thái bề mặt Hình cầu, trong suốt, lồi cao, dịch nhầy nhiều Tròn, phẳng, mép đều, dịch nhầy vừa Tròn, hơi phẳng, có chấm mờ đục ở tâm
Màu sắc khuẩn lạc già Trắng trong chuyển ngả vàng nhạt Trắng đục, bóng mịn Trắng đục xám (off-white)
Hình thái tế bào Trực khuẩn ngắn/hình que (Rod) Trực khuẩn ngắn/hình que (Rod) Trực khuẩn ngắn/hình que (Rod)
Phản ứng nhuộm Gram Gram âm ($\text{Gram}^-$, màu hồng đỏ) Gram âm ($\text{Gram}^-$, màu hồng đỏ) Gram âm ($\text{Gram}^-$, màu hồng đỏ)
Khả năng di động Có di động ($+$) Không di động ($-$) Có di động ($+$)
Đồng hóa Glucose Dương tính ($+$) Dương tính ($+$) Dương tính ($+$)
Đồng hóa Mannitol Dương tính ($+$) Dương tính ($+$) Dương tính ($+$)
Định danh phân loại học Azotobacter sp. Azotobacter beijerinckii Azotobacter sp.

Hoạt tính cố định đạm qua phản ứng Nessler

Phản ứng tạo phức màu giữa ion $NH_4^+$ trong dịch nuôi cấy 3 ngày tuổi với thuốc thử Nessler cho thấy cường độ màu vàng - cam biến thiên theo khả năng tích lũy nitơ:

  • Chủng YC03: Xuất hiện màu vàng đậm nhất $\rightarrow$ Sở hữu hoạt tính cố định đạm tự do mạnh nhất trong số các chủng khảo sát.
  • Chủng YC02: Xuất hiện màu vàng trung bình $\rightarrow$ Hoạt tính cố định đạm tốt và ổn định.
  • Chủng YC01: Xuất hiện màu vàng nhạt $\rightarrow$ Hoạt tính cố định đạm ở mức cơ sở.

Dựa trên hệ thống phân loại vi khuẩn Bergey (Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology) và đặc tính đối sánh, chủng YC02 được xác định đồng nhất với loài Azotobacter beijerinckii (Gram âm, không di động, tạo nang cyst chịu hạn, đồng hóa tốt Mannitol/Glucose và không tiết sắc tố khuếch tán vào môi trường).


Đổi mới và đóng góp

  1. Khai thác nguồn gen vi sinh vật bản địa: Phân lập thành công các chủng Azotobacter có khả năng thích nghi cao với điều kiện thổ nhưỡng phù sa và đất trồng rau chuyên canh tại vùng duyên hải Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa).
  2. Quy trình sàng lọc đa tầng chuẩn xác: Kết hợp nhịp nhàng giữa phương pháp nuôi cấy vi sinh cổ điển trên môi trường chọn lọc không đạm Ashby với kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại (PCR-16S rDNA) và hóa sinh bán định lượng (thuốc thử Nessler).
  3. Cơ sở khoa học cho phân bón hữu cơ vi sinh đa chức năng: Chủng Azotobacter beijerinckii YC02 và chủng YC03 cung cấp nguồn giống vi sinh vật thuần chủng có hoạt tính sinh học cao, mở ra tiềm năng thay thế 20% – 30% lượng đạm khoáng vô cơ cho cây rau màu ăn lá.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng sản xuất phân bón vi sinh

  • Phân bón lá sinh học dạng lỏng: Nhân sinh khối chủng Azotobacter beijerinckii YC02 và YC03 trong nồi lên men lỏng (môi trường dịch thể chứa rỉ đường và khoáng chất) đạt mật độ tế bào $\ge 1 \times 10^9\ \text{CFU/mL}$, bổ sung chất bảo quản sinh học để phun qua lá cho rau cải ngọt, rau muống và cây gia vị.
  • Chế phẩm vi sinh bón gốc dạng hạt/bột: Phối trộn dịch lên men vi khuẩn với chất mang hữu cơ (than bùn hoạt hóa, bột hữu cơ vi sinh, zeolite hoặc mùn hữu cơ hoai mục) với tỷ lệ độ ẩm 30%, đóng gói làm phân bón lót và bón thúc.
                    [Dây chuyền sản xuất phân bón vi sinh Azotobacter]

Hiệu quả kinh tế và môi trường (ROI)

  • Tiết kiệm chi phí: Giảm từ 40 – 60 kg Urea/ha/vụ canh tác rau cải ngọt, giảm chi phí đầu vào trực tiếp cho nông dân từ 15% – 20%.
  • An toàn thực phẩm: Giảm thiểu tích lũy hàm lượng nitrat ($NO_3^-$) trong lá rau tươi, đáp ứng tiêu chuẩn rau sạch VietGAP/GlobalGAP.
  • Bảo vệ hệ sinh thái: Loại bỏ hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước và ngăn ngừa quá trình chai cứng, chua hóa tầng đất mặt.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Hoạt tính cố định đạm mới chỉ được đánh giá ở mức định tính và bán định lượng qua cường độ màu với thuốc thử Nessler, chưa định lượng tuyệt đối bằng phương pháp khử Acetylene (Acetylene Reduction Assay - ARA) trên sắc ký khí (GC) hoặc phương pháp đo quang phổ chuẩn độ hấp thụ ở bước sóng 420 nm.
  • Chưa tiến hành giải trình tự chuỗi nucleotide sản phẩm PCR (Sanger Sequencing) để đăng ký mã số định danh trên ngân hàng gen quốc tế GenBank (NCBI).

Hướng phát triển tiếp theo

  1. Giải trình tự và phân tích phát sinh loài: Gửi giải trình tự đoạn gen 16S rDNA của chủng YC01, YC02, YC03; xây dựng cây phả hệ (Phylogenetic tree) bằng phần mềm MEGA-X.
  2. Khảo sát hoạt tính kích thích sinh trưởng (PGPR): Định lượng nồng độ phytohormone IAA (Indole-3-Acetic Acid) sinh ra bằng thuốc thử Salkowski và kiểm tra khả năng hòa tan photphat khó tan ($Ca_3(PO_4)_2$).
  3. Thử nghiệm đồng ruộng (Field Trials): Đánh giá hiệu lực sinh học của chế phẩm vi khuẩn trên cây cải ngọt trồng trong nhà màng và ngoài đồng ruộng thực tế qua các chỉ tiêu: diện tích lá, chiều cao cây, trọng lượng tươi/khô và chỉ số diệp lục tố SPAD.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Học viên chuyên ngành Công nghệ Sinh học / Nông học: Tài liệu tham khảo chuẩn mực về quy trình phân lập, thao tác nhuộm Gram, chiết xuất DNA bằng CTAB và kỹ thuật PCR định danh vi sinh vật đất.
  • Các nhà nghiên cứu vi sinh vật học nông nghiệp: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm về phân bố và đặc tính sinh học của chi Azotobacter trên các loại đất chuyên canh rau màu tại Việt Nam.
  • Doanh nghiệp sản xuất phân bón sinh học: Tiếp cận nguồn giống bản địa có hoạt lực tốt để nghiên cứu công thức phối trộn chế phẩm vi sinh thương mại chất lượng cao.
  • Nông dân trồng rau màu: Cơ hội tiếp cận các giải pháp sinh học an toàn, giảm phụ thuộc vào phân hóa học, nâng cao giá trị thương phẩm nông sản.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cơ bản để phân lập thành công vi khuẩn Azotobacter từ đất là gì?

Cần sử dụng môi trường chọn lọc hoàn toàn không chứa hợp chất đạm vô cơ/hữu cơ (như thạch Ashby), điều chỉnh pH môi trường nghiêm ngặt từ 7.0 – 7.4. Đất thu thập cần lấy ở tầng canh tác 20 – 30 cm có pH trung tính hoặc kiềm nhẹ (pH > 6.5), vì Azotobacter hầu như không phát triển ở đất chua có pH < 6.0.

2. Tại sao khuẩn lạc Azotobacter lại có màng nhầy và tạo nang (cyst)?

Màng nhầy (chứa alginate polysaccharide) và cấu trúc nang 2 lớp (vỏ trong intine, vỏ ngoài exine chứa alkylresorcinols) là cơ chế thích nghi sinh tồn giúp vi khuẩn chống lại sự mất nước, bức xạ tia cực tím và ngăn chặn sự xâm nhập quá mức của khí oxy làm bất hoạt enzyme Nitrogenase.

3. Tách chiết DNA vi khuẩn đất bằng phương pháp CTAB có ưu thế gì so với bộ kit thương mại?

Phương pháp CTAB sử dụng chất hoạt động bề mặt cation kết hợp biến tính protein nhiệt độ cao ($65^\circ\text{C}$) giúp phá vỡ triệt để vách tế bào vi khuẩn có bao nhầy dày và loại bỏ hiệu quả các hợp chất polyphenol, polysaccharide và axit humic thường bám dính trong mẫu đất, đảm bảo DNA đạt độ tinh sạch cao ($A_{260}/A_{280} \approx 1.8 - 2.0$) với chi phí rất tiết kiệm.

4. Vì sao chủng YC02 được xác định là Azotobacter beijerinckii thay vì các loài khác?

Chủng YC02 sở hữu tổ hợp các đặc điểm phân loại học đặc thù của A. beijerinckii: tế bào trực khuẩn Gram âm, không có khả năng di động, khuẩn lạc tròn màu trắng đục/vàng nhạt, không tiết sắc tố huỳnh quang khuếch tán vào môi trường (khác với A. vinelandii), đồng hóa tốt Mannitol và Glucose.

5. Khả năng ứng dụng thực tế của chủng YC03 có ưu điểm gì nổi bật?

Qua thử nghiệm so màu với thuốc thử Nessler, chủng YC03 thể hiện khả năng khử đạm khí quyển thành amoni ($NH_4^+$) với nồng độ cao nhất. Đây là ứng viên tiềm năng hàng đầu để nhân nuôi sinh khối quy mô bán công nghiệp phục vụ chế tạo phân bón lá vi sinh thúc đẩy tăng trưởng nhanh cho rau ăn lá ngắn ngày.


Kết luận

Đề tài khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Đặng Hoàng Sơn đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu nghiên cứu đề ra với tính khoa học và thực tiễn cao:

  • Khảo sát thành công 5 mẫu đất canh tác cải ngọt tại TP. Thanh Hóa, khẳng định sự hiện diện phong phú của vi khuẩn cố định đạm tự do trong môi trường đất có pH kiềm nhẹ (pH 7.0 – 7.5).
  • Phân lập, thuần hóa và định danh thành công 3 chủng vi khuẩn (Azotobacter sp. YC01, Azotobacter beijerinckii YC02, và Azotobacter sp. YC03) mang đầy đủ đặc trưng hình thái, sinh hóa và chỉ thị phân tử gen 16S rDNA (băng điện di 1400 – 1500 bp).
  • Xác định chủng YC03 có hoạt tính cố định đạm mạnh nhất và chủng YC02 đạt các tiêu chuẩn phân loại tối ưu của loài Azotobacter beijerinckii.

Kết quả của đề tài đóng góp nguồn tư liệu khoa học giá trị và cung cấp các chủng vi sinh vật bản địa chất lượng cao cho ngành công nghệ sinh học nông nghiệp, mở ra hướng đi đầy triển vọng trong việc phát triển phân bón hữu cơ vi sinh thay thế hóa chất, hướng tới nền nông nghiệp xanh, an toàn và bền vững tại Việt Nam.