Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khu hệ nấm rễ và đánh giá tác động của việc sử dụng chế phẩm nấm rễ lên năng suất và chất lượng của cây thuốc bạch chỉ Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth.et Hook. f.

Chia sẻ: Trương Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:87

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn được thực hiện với mục tiêu nhằm xác định được tác động của chế phẩm nấm rễ lên năng suất và hàm lượng imperatorin của cây thuốc Bạch chỉ (Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth.et Hook. f.). Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khu hệ nấm rễ và đánh giá tác động của việc sử dụng chế phẩm nấm rễ lên năng suất và chất lượng của cây thuốc bạch chỉ Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth.et Hook. f.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT ---------- ĐỖ HOÀNG HẢI NGHIÊN CỨU KHU HỆ NẤM RỄ VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG CHẾ PHẨM NẤM RỄ LÊN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA CÂY THUỐC BẠCH CHỈ (ANGELICA DAHURICA (FISCH. EX HOFFM.) BENTH.ET HOOK. F.) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
HÀ NỘI – 2015 VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT ---------- ĐỖ HOÀNG HẢI NGHIÊN CỨU KHU HỆ NẤM RỄ VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG CHẾ PHẨM NẤM RỄ LÊN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA CÂY THUỐC BẠCH CHỈ ANGELICA DAHURICA (FISCH. EX HOFFM.) BENTH.ET HOOK. F. Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 60420103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN THỊ NHƯ HẰNG Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
HÀ NỘI – 2015 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô, các anh chị và gia đình. Với tất cả tấm lòng chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Thị Như Hằng người đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu, góp ý và sửa chữa để tôi hoàn thiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo của Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Trường Đại Học Thái Nguyên đã tận tình truyền đạt cho tôi kiến thức trong suốt 2 năm học tập, là nền tảng cho tôi trong quá trình nghiên cứu luận văn, là hành trang quý báu theo tôi trong suốt cuộc đời. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Mai Hương và tập thể cán bộ công tác tại phòng Sinh học thực nghiệm - Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến gia đình thân yêu của tôi, những người đã luôn ở bên tôi, ủng hộ động viên và là chỗ dựa vững chắc để tôi yên tâm học tập hoàn thành khóa học này. Cuối cùng tôi xin kính chúc quý Thầy, Cô, Anh, Chị và gia đình dồi dào sức khỏe, thành công trong sự nghiệp! Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2015 Tác giả luận văn Đỗ Hoàng Hải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn i
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa hề sử dụng cho bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc./. Tác giả luận văn Đỗ Hoàng Hải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. i LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... ii MỤC LỤC ..................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................... vii DANH MỤC HÌNH ..................................................................................... viii DANH MỤC BẢNG, BIỂU .......................................................................... ix MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................3 1.1. Giới thiệu về khu hệ nấm cộng sinh trong đất và rễ .............................3 1.2. Phân loại khu hệ nấm cộng sinh trong đất và rễ....................................4 1.2.1. Nấm rễ ngoại cộng sinh (Ectomycorrhiza) .....................................4 1.2.2. Nấm rễ nội cộng sinh (Endomycorrhiza) ........................................6 1.2.3. Nấm rễ nội ngoại cộng sinh (Ectoendo mycorrhiza) ......................8 1.3. Tính chuyên hóa của khu hệ nấm cộng sinh trong đất và rễ .................8 1.4. Vai trò của khu hệ nấm cộng sinh trong đất và rễ đối với cây chủ .......9 1.4.1. Tăng khả năng hấp thụ P và dinh dưỡng của cây trồng ...............10 1.4.2. Hình thành chất kích thích sinh trưởng ........................................10 1.4.3. Nâng cao sức chống chịu và thích nghi với môi trường của cây trồng ........................................................................................................11 1.4.4. Cải thiện môi trường xung quanh cây ...........................................12 1.4.5. Tăng khả năng kháng bệnh của cây trồng ....................................12 1.5. Những nghiên cứu và ứng dụng của khu hệ nấm cộng sinh trong đất và rễ ............................................................................................................13 1.5.1. Trên thế giới ..................................................................................13 1.5.2. Ở Việt Nam ....................................................................................14 1.6. Tình hình phát triển cây dược liệu ở Việt Nam [1] .............................16 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iii
1.7. Cây bạch chỉ (Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth.et Hook. f.).................................................................................................................18 1.7.1. Tên khoa học .................................................................................18 1.7.2. Nguồn gốc, phân bố ......................................................................18 1.7.3. Đặc điểm sinh học, sinh thái .........................................................19 1.7.4. Sản lượng cây ................................................................................19 1.7.5. Hoạt tính sinh học (Tác dụng dược lý) .........................................19 1.7.6. Thành phần hóa học ......................................................................21 1.7.7. Hoạt chất imperatorin ...................................................................22 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................24 2.1. Vật liệu ................................................................................................24 2.1.1. Đất và rễ cây Bạch chỉ ..................................................................24 2.1.2. Hóa chất và thiết bị thí nghiệm .....................................................24 2.1.2.1. Hóa chất...................................................................................24 2.1.2.2. Thiết bị phòng thí nghiệm .......................................................24 2.1.3. Môi Trường ...................................................................................25 2.1.3.1. Môi trường phân lập nấm vùng rễ...........................................25 2.1.3.2. Môi trường nuôi cấy, lên men và giữ giống............................25 2.1.3.3. Môi trường thử hoạt tính enzyme ...........................................26 2.1.3.4. Môi trường đánh giá hoạt tính phân giải phốt phát khó tan....26 2.1.3.5. Môi trường đánh giá khả năng sinh IAA ................................26 2.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................26 2.2.1. Phương pháp phân lập ..................................................................26 2.2.1.1. Thu thập mẫu...........................................................................26 2.2.1.2. Phân lập các chủng nấm ..........................................................27 2.2.2. Tuyển chọn các chủng nấm hữu hiệu để sản xuất chế phẩm thử nghiệm .....................................................................................................27 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iv
2.2.2.1. Xác định hoạt khả năng hoà tan phosphat canxi của các chủng nấm phân lập ........................................................................................27 2.2.2.2. Xác định hoạt tính phân giải phốt phát khó tan của các chủng nấm lựa chọn ........................................................................................28 2.2.2.3. Đánh giá khả năng sinh tổng hợp Indole-3-acctic acid (IAA) của các chủng nấm lựa chọn ................................................................28 2.2.2.4. Xác định khả năng đối kháng giữa các chủng nấm lựa chọn .29 2.2.3. Định danh các chủng nấm bằng sinh học phân tử ........................29 2.2.4. Xác định điều kiện nuôi cấy tối ưu của các chủng nấm đã lựa chọn .................................................................................................................30 2.2.4.1. Xác định môi trường nuôi cấy thích hợp của các chủng nấm lựa chọn ................................................................................................30 2.2.4.2. Xác định khoảng pH môi trường nuôi cấy thích hợp của các chủng nấm lựa chọn .............................................................................30 2.2.4.3. Xác định khoảng thời gian nuôi cấy thích hợp của các chủng nấm lựa chọn ........................................................................................30 2.2.5. Tạo chế phẩm quy mô phòng thí nghiệm. .....................................31 2.2.5.1. Lên men các chủng nấm lựa chọn tạo sinh khối vi sinh vật ...31 2.2.5.2. Quy trình phối trộn tạo chế phẩm quy mô phòng thí nghiệm .32 2.2.6. Thử nghiệm chế phẩm trên cây bạch chỉ .....................................32 2.2.6.1. Nghiên cứu tác động của chế phẩm đến năng suất cây bạch chỉ ..............................................................................................................32 2.2.6.2. Nghiên cứu tác động của chế phẩm đến hàm lượng chất imperatorin của rễ củ cây bạch chỉ sau khi thu hoạch .........................35 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................38 3.1. Phân lập các chủng nấm ......................................................................38 3.2. Tuyển chọn các chủng nấm hữu hiệu để sản xuất chế phẩm thử nghiệm ........................................................................................................38 3.2.1. Khả năng hoà tan phosphat canxi của các chủng nấm phân lập .38 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn v
3.2.2. Xác định hoạt tính phân giải phốt phát khó tan của các chủng nấm lựa chọn ...................................................................................................39 3.2.3. Đánh giá khả năng sinh tổng hợp Indole-3-acctic acid (IAA) của các chủng nấm lựa chọn.........................................................................40 3.2.4. Xác định khả năng đối kháng của các chủng nấm lựa chọn.........42 3.3. Định danh các chủng nấm bằng sinh học phân tử ...............................42 3.4. Xác định điều kiện nuôi cấy tối ưu của các chủng nấm lựa chọn để tạo chế phẩm .....................................................................................................44 3.4.1. Ảnh hưởng của môi trường lên men ..............................................44 3.4.2. Ảnh hưởng của pH môi trường lên men ........................................46 3.4.3. Ảnh hưởng của thời gian lên men .................................................47 3.5. Tạo chế phẩm thử nghiệm ...................................................................48 3.6. Thử nghiệm chế phẩm .........................................................................49 3.6.1. Tác động của chế phẩm đến năng suất cây bạch chỉ ....................49 3.6.2. Tác động của chế phẩm đến hàm lượng chất imperatorin của rễ củ cây bạch chỉ sau khi thu hoạch...........................................................55 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................63 4.1. KẾT LUẬN .........................................................................................63 4.2. KIẾN NGHỊ.........................................................................................64 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN LUẬN VĂN ...............65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................66 TIẾNG VIỆT ..............................................................................................66 TIẾNG ANH...............................................................................................67 TRANG WEB.............................................................................................71 PHỤ LỤC ......................................................................................................72 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn vi
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ 1 Al Nhôm 2 AM Arbuscular mycorrhiza 3 CFU Colony forming unit 4 ECM Ectomycorrhiza 5 Fe Sắt 6 IAA Indole-3-acctic acid 7 N Nitơ 8 P Phốt pho 9 PPM Parts per million 10 STT Số thứ tự 11 VA Vesicular arbuscular 12 VAM Vesicular arbuscular mycorrhiza 13 VM Vesicular mycorrhiza 14 VSV Vi sinh vật 15 YHCT Y học cổ truyền Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn vii
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Nấm rễ ngoại cộng sinh ...................................................................6 Hình 1.2: Nấm rễ nội cộng sinh.......................................................................7 Hình 1.3: Cây bạch chỉ ..................................................................................18 Hình 1.4: Cấu trúc hóa học của Imperatorin .................................................22 Hình 2.1: Quy trình lên men tạo chế phẩm quy mô phòng thí nghiệm .........22 Hình 2.2: Quy trình sản xuất chế phẩm ở quy mô phòng thí nghiệm ...........32 Hình 2.3: Phổ UV-VIS của chất chuẩn imperatorin ......................................37 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn viii
DANH MỤC BẢNG, BIỂU Bảng 3.1: Kết quả khả năng hoà tan phosphat canxi của các chủng nấm .....39 Bảng 3.2: Hoạt tính phân giải phốt phát khó tan của các chủng nấm lựa chọn .......................................................................................................................40 Bảng 3.3: Khả năng sinh tổng hợp IAA của các chủng nấm lựa chọn .........41 Hình 3.1: Khả năng sinh tổng hợp IAA thô và phân giải phốt phát khó tan của các chủng nấm lựa chọn ................................................................................41 Bảng 3.4: Kết quả đối kháng của các chủng nấm lựa chọn..........................42 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của môi trường lên men đến sự sinh trưởng và phát triển của các chủng nấm lựa chọn ..........................................................................45 Biểu đồ 3.1: Ảnh hưởng của môi trường lên men .........................................45 Bảng 3.6: Ảnh hưởng của pH môi trường lên men đến sự sinh trưởng và phát triển của các chủng nấm lựa chọn .................................................................46 Biểu đồ 3.2: Ảnh hưởng của pH môi trường lên men ...................................47 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến sự sinh trưởng và phát triển của các chủng nấm lựa chọn ..........................................................................47 Biểu đồ 3.3: Ảnh hưởng của thời gian lên men .............................................48 Bảng 3.8: Giai đoạn phát tiển của cây bạch chỉ ............................................49 Biểu đồ 3.4: Động thái tăng trưởng chiều cao ...............................................50 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ix
Biểu đồ 3.5: Động thái tăng trưởng số lá ......................................................50 Biểu đồ 3.6: Động thái tăng trưởng về đường kính tán .................................51 Biểu đồ 3.7: Động thái tăng trưởng chiều dài rễ củ ......................................52 Biểu đồ 3.8: Động thái tăng trưởng đường kính rễ củ...................................52 Bảng 3.9: Đánh giá năng suất rễ củ bạch chỉ ................................................54 Bảng 3.10: Kết quả xác đinh hàm lượng imperatorin trong cao chiết MeOH mẫu BC1 ........................................................................................................55 Bảng 3.11: Kết quả xác đinh hàm lượng imperatorin trong cao chiết MeOH mẫu BC2 ........................................................................................................56 Bảng 3.12: Kết quả định lượng imperatorin trong cao chiết MeOH của mẫu BC1 và BC2 ...................................................................................................56 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn x
MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU Nấm rễ (mycorrhiza) là một hình thức cộng sinh giữa thực vật và nấm. Đây là quần hợp nấm - thực vật được biết nhiều nhất và đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của thực vật cũng như nhiều hệ sinh thái. Hơn 90% các loài thực vật có quan hệ với nấm theo hình thức nấm rễ và chúng phụ thuộc vào mối quan hệ này để tồn tại. Chúng phát triển bằng cách phát triển hệ sợi ra vùng đất bao quanh rễ và lan dần ra xung quanh, nhờ đó làm tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng, nước của hệ rễ và đồng thời làm thay đổi cấu trúc đất theo chiều hướng có lợi. Vì những vai trò ý nghĩa thiết thực của mình nên hình thức cộng sinh này đã và đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu và ứng dụng vào thực tiển sản xuất nông - lâm nghiệp ở nhiều nước trên toàn thế giới. Việt Nam là một nước có diện tích đất trồng trên cạn rất lớn. Tuy nhiên với việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật hóa học với mục đích khai thác, chạy theo năng suất và chất lượng đã làm cho đất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng bị mất cân đối, mất cân bằng hệ sinh thái trong đất, hệ vi sinh vật trong đất bị phá hủy, tồn dư các chất độc hại trong đất ngày càng cao, nguồn bệnh tích lũy trong đất càng nhiều dẫn đến phát sinh một số dịch hại không dự báo trước. Chính vì vậy, xu hướng quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng cường sử dụng phân bón hữu cơ, chế phẩm sinh học đặc biệt là chế phẩm nấm rễ trong canh tác nhằm nâng cao năng suất, chất lượng 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. Bên cạnh các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các cây nông, lâm nghiệp thì việc nghiên cứu tăng năng suất, chất lượng thảo dược cũng như nhận thức được vấn đề bảo tồn và phát triển những loài thảo dược quí có tiềm 1
MỞ ĐẦU năng là vấn đề cần được quan tâm đặc biệt. Thảo dược thường có mặt ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là các khu vực nhiệt đới. Thảo dược hiện đang đóng vai trò quan trọng trong các liệu pháp chữa bệnh bằng y học cổ truyền tại các nước phương Đông. Thảo dược không những mang đến các nguồn lợi về dược học cho cộng đồng dân cư sinh sống tại những nơi đó mà còn đóng góp vào các liệu pháp chữa bệnh cho cộng đồng ở những khu vực khác. Việt Nam nổi tiếng với nguồn thảo dược phong phú, tuy nhiên việc nghiên cứu tăng sản lượng cũng như chất lượng của thảo dược, đặc biệt là từ các chế phẩm nấm rễ chưa được quan tâm nhiều. Vì vậy, nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm rễ trên cây thảo dược là một hướng đi mới mẻ và vô cùng cấp thiết. Xuất phát từ những lý do và yêu cầu thực tiễn, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khu hệ nấm rễ và đánh giá tác động của việc sử dụng chế phẩm nấm rễ lên năng suất và chất lượng của cây thuốc bạch chỉ (Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth.et Hook. f.).”. Mục tiêu nghiên cứu: Xác định được tác động của chế phẩm nấm rễ lên năng suất và hàm lượng imperatorin của cây thuốc Bạch chỉ (Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth.et Hook. f.). Nội dung nghiên cứu:  Khảo sát khu hệ nấm rễ của cây bạch chỉ: Phân lập và phân loại một số chủng nấm rễ.  Tạo chế phẩm vi sinh.  Thử nghiệm chế phẩm trên cây bạch chỉ:  Nghiên cứu tác động của chế phẩm đến năng suất cây bạch chỉ  Nghiên cứu động thái hàm lượng chất imperatorin của cây bạch chỉ sau khi thu hoạch. 2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về khu hệ nấm cộng sinh trong đất và rễ Nấm cộng sinh là một loại nấm có ích, giữa các sinh vật trong tự nhiên đều có mối liên quan với nhau, ảnh hưởng lẫn nhau, tạo thành rất nhiều quần xã sinh vật. Trong mối quan hệ đó, thường có quan hệ cộng sinh là cả hai loài cùng sống chung và cùng tồn tại. Khi mối quan hệ đó phát triển đến một mức cao thì hình thành một loại cộng sinh. Đặc biệt về mặt sinh lí thì cũng có sự khác biệt với những loài không cộng sinh. Việc tìm hiểu nấm cộng sinh ngày càng rộng rãi và sâu sắc hơn đặc biệt là vào giữa thế kỉ XX. Thực chất, khu hệ nấm cộng sinh trong đất cộng sinh với khu hệ nấm trong rễ cây. Sự cộng sinh giữa khu hệ nấm và rễ cây mang lại lợi ích cho cả hai bên, khu hệ nấm nhận được từ cơ thể thực vật các chất dinh dưỡng còn thực vật nhận được từ khu hệ nấm các chất dinh dưỡng khác và nước. Không phải tất cả các loài trong khu hệ nấm trong đất đều cộng sinh với tất cả nấm trong các loại nấm của rễ cây mà có loài trong khu hệ nấm ở rễ sẽ cộng sinh được với cây này nhưng loại này chưa chắc đã cộng sinh với các loài cây khác. Ví dụ: Nấm vòng mật (Armillariella) và nấm sợi hạch (Rhizoctonia) cộng sinh với các cây họ Lan nhưng lại gây bệnh với cây gỗ. Cho nên các tác giả cho rằng hiện tượng cộng sinh của nấm rễ là một trạng thái cân bằng giữa một kẻ “tấn công” và một bên “phòng thủ”. Người ta dự đoán trên thế giới ngày nay có 1000 chi 200 họ thực vật có nấm rễ. Theo thống kê của Trappe (1962) có 535 loài nấm thuộc 81 chi, 3 họ, 10 bộ nấm có thể cộng sinh với trên 1500 loài cây gỗ khác nhau. [38] Nấm rễ - Mycorrhiza là nấm cộng sinh với rễ cây. Thuật ngữ này được Frank sử dụng đầu tiên năm 1885 khi phát hiện mối liên hệ giữa sợi nấm và 3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU rễ cây thông cũng như đối với một số cây lá rộng khác. Bắt nguồn từ chữ Hy Lạp “Mykes” có nghĩa là nấm và “Rhiza” có nghĩa là rễ, tạo thành Mycorrhiza (nấm rễ) [15]. Nấm nội sinh ở rễ cây nên được gọi là nấm rễ, cây mang nấm được gọi là rễ - nấm. Rễ cây có nấm cộng sinh đã được phát hiện trong các cây hóa thạch họ Quyết có độ tuổi khoảng 400 triệu năm. [15,16,17] Các loài nấm cộng sinh trong khu hệ nấm phần lớn thuộc bộ nấm Tán, nấm tán đỏ, nấm gan bò, nấm mỡ, nấm bụng, nấm cổ ngựa. 1.2. Phân loại khu hệ nấm cộng sinh trong đất và rễ Người ta thường chia khu hệ nấm cộng sinh trong đất và rễ thành 3 loại: nẫm rễ ngoại cộng sinh, nấm rễ nội cộng sinh và nấm rễ nội ngoại cộng sinh. Ngoài ra, còn có một số loại khác. 1.2.1. Nấm rễ ngoại cộng sinh (Ectomycorrhiza) Nấm rễ ngoại cộng sinh thường kết hợp với cây rừng, trong khi đó nấm rễ nội cộng sinh thường liên kết với thực vật thân cỏ. Sự kết hợp này xảy ra trong đất, cát, trong các lĩnh vực trồng trọt, và được tìm thấy có liên quan với các loài cây tự nhiên và đại diện cho điều kiện sinh thái khác nhau. Trong đất rhizospheric các loại nấm rễ cộng sinh (nấm AM) tồn tại dưới dạng bào tử hậu, bào tử tiếp hợp và bào tử đơn. Nấm rễ ngoại cộng sinh là nấm có sợi nấm bao quanh rễ dinh dưỡng chưa hóa gỗ, không xuyên qua các tế bào mô rễ mà chỉ kéo dài giữa các tế bào. Đặc trưng cơ bản của chúng là:  Trên bề mặt rễ dinh dưỡng hình thành một màng nấm (mantle) do các sợi nấm đan chéo nhau.  Giữa các tế bào tầng vỏ rễ hình thành một mạng lưới do thể sợi nấm sinh trưởng mà thành. 4
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU  Do tác dụng của nấm rễ, bộ rễ ngắn, to, giòn và có màu sắc khác nhau, tán rễ và biểu bì không có lông hút, bề mặt màng có nhiều sợi nấm kéo dài ra. Nhìn chung, nấm rễ ngoại cộng sinh có hình dạng và màu sắc nhất định rất dễ nhận biết bằng mắt thường. Tính đa dạng của chúng biểu hiện rất khác nhau ở mỗi cây chủ. Rất khó xác định có bao nhiêu loài nấm rễ ngoại cộng sinh trong khu hệ nấm cộng sinh. Guo Xiuzhen và cộng sự đã phát hiện 140 loài, danh sách các loài, chi, họ, nấm ngoại cộng sinh thường hình thành thể quả trên mặt đất như nấm gan bò (Boletus), nấm bao ngỗng (Amatina), nấm tán đỏ (Russula), nấm da (Thelephora), nấm cổ ngựa vỏ cứng (Scleroderma), nấm cổ ngựa đậu màu (Poisolithus)… [12] Trong các loài cây có hoa gồm cả cây gỗ và cây bụi thì có tới 3% trong số đó có khu hệ nấm vùng rễ, hầu hết là nấm ngoại cộng sinh, trong đó có các cây như họ Long não (Lauraceae). Con đường xâm nhập của nấm rễ ngoại cộng sinh: Giai đoạn 1: Sợi nấm tiếp xúc, nhận biết và bám chặt các tế bào biểu bì rế ở gần đỉnh rễ của rễ non tích cực phát triển. Giai đoạn 2: Ở giai đoạn này sự xâm nhập các sợi nấm hình thành lớp phủ dày đặc trên bề mặt rễ. 5
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Hình 1.1: Nấm rễ ngoại cộng sinh 1.2.2. Nấm rễ nội cộng sinh (Endomycorrhiza) Nấm rễ nội cộng sinh là nấm với thể sợi nấm xuyên qua các tế bào rễ. Do đó, các đặc trưng của nấm nội cộng sinh là đối lập với nấm ngoại cộng sinh như:  Không hình thành màng ở bề mặt rễ mà chỉ có các sợi nấm lưa thưa. Tuy nhiên, thể sợi nấm kéo dài giữa các khoảng gian bào, nhưng không hình thành mạng lưới Hartig.  Sợi nấm xuyên qua vách tế bào vào trong tạo thành vòi hút.  Nấm rễ nội cộng sinh thường khó nhận biết bằng mắt thường. Dựa vào kết cấu sợi nấm có vách ngăn và vòi hút, người ta chia nấm nội cộng sinh thành 2 loại:  Có vách ngăn (Septate - endotrophic mycorrhiza): Dựa vào cây chủ và hình dạng sợi nấm trong tế bào được chia làm 2 nhóm như sau: + Nấm rễ loại Đỗ quyên (Ericaceous mycorrhiza) có sợi nấm dạng xoắn vòng (Coil). 6
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU + Nấm rễ loại Họ Lan (Orichidaceus mycorrhiza) thì có sợi nấm dạng kết thắt nút (Knot) hoặc cục (Peloton) trong tế bào.  Không có vách ngăn (Aseptate - endotrophic mycorrhiza): Thường có dạng túi bóng (Vesicular) và dạng chùm (Vesicular- Arbuscular mycorrhiza) gọi tắt là VA. Nấm VA thuộc ngành phụ nấm Tiếp hợp (Zygomycotina), lớp nấm tiếp hợp (Zygomycetes). So với nấm ngoại cộng sinh, nấm nội cộng sinh rất ít loài. Năm 1989, chỉ mới phát hiện 133 loài VA. [40] Con đường xâm nhập của nấm rễ nội cộng sinh: Giai đoạn 1: Thiết lập điểm tiếp xúc và phát triển dọc theo bề mặt của rễ. Giai đoạn 2: Một hoặc nhiều sợi nấm hình thành chỗ phồng thâm nhập vào tế bào biểu bì hoặc tế bào vỏ để vào rễ. Hình 1.2: Nấm rễ nội cộng sinh 7