Vi sinh vật - CHƯƠNG 5: Di truyền và biền dị ở sinh vật

Chia sẻ: Nguyenthi Khanhan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

357
lượt xem 69
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đặc điểm di truyền vi sinh vật: Vi sinh vật có cấu tạo rất đơn giản, cho nên trong di truyền ở vi sinh vật có sự sai khác nhất định so với sinh vật bậc cao. Tế bào VSV thường đơn bội, sinh sản VSV cực nhanh, do đó nghiên cứu di truyền VSV bitees được két quả nhanh hơn ở các sinh vật bậc cao. VSV cũng như sinh vật bậc cao, các phân tử mang thông tin di truyền chứa trong một vùng xác định của tế bào, theo một trình tự mạch thẳng và được truyền lần lượt từ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Vi sinh vật - CHƯƠNG 5: Di truyền và biền dị ở sinh vật

CHƯƠNG 5 DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Ở VI SINH VẬT 5.1 DI TRUYỀN Ở VI SINH VẬT 5.1.1 Đặc điểm di truyền vi sinh vật + Vi sinh vật có cấu tạo rất đơn giản, cho nên trong di truyền ở vi sinh vật có sự sai khác nhất định so với sinh vật bậc cao. + Tế bào VSV thường đơn bội, sinh sản VSV cực nhanh, do đó nghiên cứu di truyền VSV bitees được két quả nhanh hơn ở các sinh vật bậc cao. + VSV cũng như sinh vật bậc cao, các phân tử mang thông tin di truyền chứa trong một vùng xác định của tế bào, theo một trình tự mạch thẳng và được truyền lần lượt từ tế bào cho sang tế bào nhận. + Nghiên cứu di truyền VSV gặp phải những khó khăn chủ yếu đó là: kích thước vô cùng nhỏ bé, nhiều vi cấu trúc của tế bào nằm ngoài phạm vi kiểm soát của máy móc. 5.1.2 Nhân tố di truyền của VSV. - Ở VSV thì nhân tố di truyền là axit nucleic (AND và ARN ) là nguyên liệu di tryền sơ cấp mà từ đó trực tiếp cấu tạo nên các nhiễm sắc thể và các gen cũng như các plasmit VSV. - ARN là nguyên kiệu di truyền thứ cấp, nó tham gia vào quá trình phiên mã thông tin di truyền 5.1.3 Sơ lược về sự trao đổi di truyền ở VSV và cơ chế sao chép lại a Sự trao đổi di truyền b Cơ chế sao chép lại Khi AND sinh sản, 2 sợi lò xo duỗi ra, mối liên kết hiddro giữa các bazo nito bị đứt. hai nhiễm sắc thể tách rời nhau, từng sợi 1 tự sao chép thành một sợi mới tương đồng với nó. 5.4 Quá trình truyền nguyên liệu di truyền ở vi sinh vật 5. 4.1 Biến nạp (transformation ) Định nghĩa Biến nạp là sự biến đổi genotip của vi khuẩn thể nhận dưới ảnh hưởng của AND từ vi khuẩn thể cho. AND dưới thể dung dịch do một thể vi khuẩn thẻ cho giải phóng ra, được truyền đi không có sự can thiệp của một nhân tố cấu trúc nhiễm sắc thể hoặc epixom, hoặc của phage vecto. Điều kiện của quá trình biến nạp: quá trình biến nạp chỉ xảy ra khi vi khaunar nhân ở một tình trạng sinh lý đặc biệt (ở khoảng 1- 15% tế bào ở quần thể thông thường ở giai đoạn phát triển giảm ) tình trạng này đã làm thay đổi tính chất bề mặt tế bào nhận có các yếu tố cảm ứng enzyme đặc biệt trên đó có các đoạn phân tử AND có thể xâm nhập được trên bề mặt tế bào nhận có các yếu tố cảm ứng để cho đoạn phân tử AND có thể cố định có chưng 30- 70 vùng cảm ứng như thế đoạn AND đã nhập vào tế bào được tách đôi, và một mạch đơn được ghép vào NST của tế bào nhận. Quá trình này gọi là sự tái tổ hợp (recombination ). Grifith là người đầu tiên đã phát hiện sự biến nạp ở phế cầu khuẩn (streptococcus pneumoniae, tên cũ là Diplococcus pneumonae hay pneumococcus ) vào năm 1928 vi khuẩn này có hai dạng khác nhau - Dạng gây bệnh cho động vật hình thành khuẩn lạc láng kí hiệu là S
- Dạng không gây bệnh hình thành khuẩn lạc nhám ký hiệu R. nếu tiêm vi khuẩn sống chủng s thì làm cho chuột nhắt chết, tiêm s chết cho qua sử lí nhiệt (hơ nóng ) thì chuột vẩn sống, còn tiêm vi khuẩn chủng R cho chuột thi chuột vẫn sống , nhưng đồng thời tiêm R và S chết thì lại làm chuột chết và sau đó trong máu chuột chết phân lập được chủng S đặc trưng. Các thí nghiệm sau đó (Avery, Macleod và Mecarty, 1946 ) cho thấy nếu sử lý dịch S chết được tinh chế vẫn có năng lực biến nạp Invitro và nếu xử lý bằng Dnase thì làm mất hoạt tính biến nạp của dịch này trong khi xử lý bằng protease vẫn giữ nguyên tính biến nạp điều đó chứng minh rằng AND chứ không phải là protein là vật chất mang thông tin di truyền. - Cho đến nay những tính trạng được biến nạp được biết là khả năng tổng hợp yếu tố sinh trưởng, khả năng sử dụng để sinh trưởng, khả năng kháng thuốc, khả năng sinh độc tính hiện tượng này được vận dụng rộng rãi trong kỹ thuật di truyền. VD:
5. 4.2. Tải nạp (chuyển nạp _ transduction ) Định nghĩa: tải nạp là sự vận chuyển vật chất di truyền nhờ phage (bacteriophage hay thực khuẩn thể ) là các virut kí sinh vi khuẩn, có 2 loại phage. Các phage độc làm tan vi khuẩn. tuy vậy các phage ôn hòa có hai giai đoạn thay thế nhau trong chu trình phát triển, chúng có thể trơ thành phage độc khi mà môi trường có tác nhân (hóa, lý ) gây đột biến. Khi phage hấp bám trên màng tế bào vi khuẩn đặc hiệu bằng thụ thể ở lông đuôi, ATP- ase ống đuôi của phage được hoạt hóa phân giải ATP giải phóng năng lượng làm co rút vỏ đuôi, kết quả là ống đuôi chọc thủng màng tế bào vi khuẩn và làm AND phage theo ống đuôi này xâm nhập vào tế bào vi khuẩn, sau khi xâm nhập AND phage độc tồn tại độc lập trong tế bào chất điều chỉnh quá trình tổng hợp protein phage và làm phân hủy AND của vi khuẩn , trong quá trình láp ráp vỏ protein phage lại chứa mảnh AND vi khuẩn ( tạo thành phage khuyết tổn ) khi giải phóng ra ngoài cùng của phage khác do dung giải tế bào phage khuyết tổn nay lại tiếp tục hấp bám lên tế bào mới và đưa đoạn AND của tế bào cũ vào tế bào mới. Ở một số phage gọi là phage ôn hòa sau khi xâm nhập vào tế bào chất của vi khuẩn, AND ấn nhập vào cấu trúc phân tử AND NST của vi khuẩn ở dạng tiền phage (prophage ). Ở trạng thái episome này bộ gen của phage ôn hòa được truyền cho thế hệ sau của vi khuẩn tương tự các gen khác của NST. Các vi khuẩn mang prophage được gọi là vi khuẩn dung nguyên (lysogennic bacteria ) do những vi khuẩn này mang mầm móng của quá trình dung khuẩn sau này, khi chuyển sang trạng thái độc vi khuẩn dung nguyên tiếp tục sinh trưởng bình thường. tuy nhiên khi gặp điều kiện môi trường có các yeus tố gây đột biến thì phage chuyển sang trạng thái độc làm vi khuẩn dung giải khi đó các prophage từ sao chép thành những phiên bản ở trạng thái độc lập trong tế bào chất và bắt đầu chu trình dung giải vi khuẩn. trong quá trình sao chép đó các phage mới hình thành có thể mang theo AND của phage và đoạn AND (nằm kề bên ) cua NST vi khuẩn khi xâm nhập tế bào mới, các phage mang gen NST thực hiện chức năng mang vật chất di truyền từ tế bào cho sang tế bào nhận. sự tải nạp phổ biến rộng rãi và được nghiên cứu ở vi khuẩn họ enterobacteriaceac. ở ecoli đó là các phage T và P-1, ở shigella P-1, ở salmonella typhimurum P-22. các phage tải nạp ở pseudomanas và proteus cũng biết đến. quá trình tải nạp có thể vận chuyển một hoặc một số gen bất kì như nêu trên được gọi là tải nạp chung hay tải nạp không đặc hiệu (như tải nạp do phage P-1 và P-22 ở Ecoli Shigella và Salmonella. Nhiều phage chỉ có thể tái tổ hợp vào 1 vị trí (Locus) nhất định trong genome ký chủ chính vì vậy chúng chỉ có thể vận chuyển những gen phân bố gần locus này mà thôi hiện tượng này gọi là tải nạp đăc hiệu. Nói chung ở vi khuẩn chuyển nạp đóng vai trò trong lan truyền độc tính, lan truyền kháng nguyên thân (gây phản ứng chéo miễn dịch) và nâng cao khả năng tổng hợp các chất yếu tố sinh trưởng 5.4.3 Tiếp hợp Tiếp hợp là một hiện tượng truyền một phần vật chất di truyền theo một chiều từ tế bào cho (thể cho là vi khuẩn đực ) sang tế bào nhận (thể nhận là vi khuẩn cái ), việc truyền dẫn này đòi hỏi sự tiếp xúc và sự kết đôi giữa hai vi sinh
vật. dẫn tới sự hình thành một hợp tử hợp nhân (Meoyzot ) chứa hệ gen của vi sinh vật được thụ tinh và một mảnh của hệ gen của vi sinh vật cho. Hai thành phần này kết hợp lại thành một nhiễm sắc thể duy nhất. nhưng trạng thái nhị bội chỉ là tam thời. trong sự phân chia này, những tế bào sinh ra do tiếp hợp được gọi là thể tái tổ hợp (Recombinant ). Quá trình truyền vật chất di truyền chỉ diễn ra một chiều từ tế bào đực (F+) sang tế bào cái (F-). Điều này được Lederberg và Tatum chứng minh lần đầu tiên vào năm 1964 trên các biến chủng E.coli K-12. khả năng cho của tế bào đực quyết định bởi sự có mặt của yếu tố di truyền ngoài NST là F ( fertility factor, sẽ-factor, yếu tố giới tính ). Các thuật ngữ “ tế bào đực” và “tế bào cái” được dùng theo hệ thống định danh hiện đại từ năm 1976. Trên bề mặt tế bào F+ có các nhung mao đặc biệt _pili giới tính có thể hấp thụ các phage đặc biệt số lượng pili giới tính rất ít (khoảng 2-3). Đường kính trong khoảng 25 A có thể cho phép sợi AND của tế bào đi qua khi nó tiếp xúc với tế bào nhận. Yếu tố ngoài NST điều khiển quá trình tiếp hợp ( conjugative plasmid ) những plasmid này có thể điều khiển tổng hợp coliein ( colj, colv2, colv3 ). Plasmid điều khiển tổng hợp enterotoxin ở E.coli, và một vài kháng nguyên khác. Quá trình tiếp hợp của plasmid F tái tổ hợp trong AND mạch vòng của NST bắt đầu từ khi 2 tế bào đực và cái tiếp xúc nhau. Khi đó một đoạn của NST ở kề bên yếu tố F bị cắt và duỗi ra mà trở nên có cấu trúc thẳng. Đầu NST tự do này tách ra và tự sao thành 2 sợi hướng về phía pili giới tính và được chuyển theo pili này sang tế bào F- . Bởi vì plasmid F nằm ở cuối chuổi thẳng NST nên nó không được truyền qua tế bào F- vì trong quá trình tiếp hợp ngắn ngủi AND nhiễm sắc thể thường bị đứt đoạn, và nhờ đó chỉ một phần NST của tế bào F+ được chuyển sang tế bào F- nhưng chúng có tầng suất biến nạp gen NST cao được gọi là chủng Hfr (chúng có tần suất biến nạp cao). Trong trường hợp pili giới tính tự do trong tế bào chất hai hiện tượng này có thể gặp là biến nạp một phần genome plasmid F hoặc biến nạp toàn bộ genome plasmid trong trường hợp đầu chỉ 1 số gen của plasmid F được chuyển sang và có thể tái tổ hợp vào NST tế bào nhận trong trường hợp sau: tế bào nhận trở thành tế bào F+ hiện tương này gọi là sự hùng hóa (“ đực hóa”) tế bào cái. 5.2 BIẾN DỊ Ở VI SINH VẬT VÀ SỰ ĐỘT BIẾN 5.2.1. Các loại biến dị a. Biến dị phenotip Là những biến dị về kiểu hình, tam thời và thuận nghịch, không ổn định của toàn bộ quần thể vi sinh vật, gây ra do những điều kiện của môi trường trong đó vi sinh vạt bắt buộc phải sống và sinh sản. những biểu hiện này xuất hiện chậm và mất đi với sự biến mất của yếu tố làm xuất hiện chúng, chúng không phải là sinh ra do di truyền. a.1. Biến dị về hình thái vi sinh vật Hình thái vi sinh vật không phải là cố định. Những biến dị về hình thái có thể sinh ra dưới ảnh hưởng của những yếu tố khác nhau, có liên quan đến tuổi của vi sinh vật và của môi trường xung quanh. Biến dị về hình thái trong quá trình sinh sản
Biến dị về hình thái dưới ảnh hưởng của ngoại cảnh: cấu tạo hóa học của môi trường những điều kiện lý hóa không thuạn lợi của môi trường, những chất tiêu độc, sát trùng, kháng sinh, hóa trị liệu. a.2.Biến dị về dạng khuẩn lạc Những biến dị trên khuẩn lạc phát triển trên môi trường đặc từ những vi khuẩn cùng loài hiện nay được coi như những biến dị gây ra do ngoại cảnh. Những tổn thương trong cấu trúc của vi sinh vật hình thành những khuẩn lạc riêng biệt này, làm biến đổi dạng của những khuẩn lạc này. b. Biến dị genotip ( đột biến ) Biến dị genotip là những biến dị đột ngột, xuất hiện một cách ngẫu nhiên, không dự định trước và không liên tục ở một số cá thể hiếm hoi ( 1x 10 -5 đến 1x10-8) của một quần thể sinh vật. chúng tương đối độc lập với môi trường xung quanh, có tính chất cố định, vĩnh cửu, di truyền. Những tác nhân gây đột biến vật lý (tia phóng xạ hoặc hóa học chỉ làm tăng gấp bội tần số của đột biến này) 5.2.2 Những biểu hiện của sự đột biến ở vi khuẩn - có khả năng phát sinh đột biến - dạng khuẩn lạc phát triển trên môi trường dinh dưỡng đặc - sự hình thành sắc tố trên môi trường chon lọc - sự hình thành nội tử - khả năng tổng hợp một chất chuyển hóa hoặc một yếu tố sinh trưởng - khả năng lên men đường - độc lực của vi sinh vật kiểm tra bằng cách tiêm nhiễm qua động vật thí nghiệm. - tính kháng nguyên kiểm tra bằng cách cấy trên môi trường có huyết thanh đặc hiệu - sự mẫn cảm đối với kháng sinh 5.2.3. Thể đột biến tự phát và thể đột biến cảm ứng a. Thể đột biến tự phát Người ta phát hiện các thể đột biến từ môi trường chọn lọc. những sự chọn lọc trực tiếp này có thể làm xuất hiện một thể đột biến chứ không phát hiện sự có mặt của một thể đột biến hình thành từ trước. Có hai phương pháp được áp dụng: phương pháp thứ nhất để chứng minh sự có mặt của những thể đột biến tự phát có trước khi phân lập trên môi trường chọn lọc ( phương pháp thống kê ) Phương pháp thứ hai là phương pháp thực nghiệm theo kĩ thuật đóng dấu Lơdebec. b. Thể đột biến cảm ứng bằng nhũng tác nhân gây đột biến Các tác nhân gây đột biến có thể làm tăng rất nhiều lần tần số đột biến. đó là các tác nhân vật lý như: tia phóng xạ ( tia X, tia tử ngoại ) có cường độ thấp hoặc những tác nhân hoá học ( oxi già, axit nitoric, cacbua hidro gây ung thư ). c. các loại thể đột biến - Biến dị của khuẩn lạc vi khuẩn - Thể đột biến hóa sinh hoặc dinh dưỡng thể đột biến sinh trưởng - Những thể đột biến đề kháng
Tóm lại: đột biến là một quá trình gây ra do tác nhân đột biến tác động lên các cấu trúc của gen, gây ra những sai sót trong quá trình sao lại AND. 5.3 NHỮNG THÀNH TỰU TRONG NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN VI SINH V ẬT 5.3.1. Các phương pháp chọn lọc giống không dùng tác nhân gây đột biến - Phương pháp chọn lọc tự nhiên: dựa vào mục tiêu và yêu cầu sản xuất mà từ đó chọn được những nòi VSV thích nghi và tồn tại trong môi trường theo ý muốn. - Phương pháp chọn lọc nhân tạo: theo phương pháp này người ta tách những nòi VSV mang những dấu hiệu hữu ích cần thiết từ quần thể VSV nuôi cấy trên môi trường đặc, môi trường phân lập thạch điãhoặc thạch phân lập đặc biệt và chọn lọc những khuẩn lạc điển hình đáp ứng yêu cầu sản xuất. - Sử dụng cơ chế lai: người ta phối 2 dạng vi sinh vật để tạo thể lai có những dấu hiêu trội của VSV bố mẹ (lai lưỡng bội) hoạc có thể kết hợp các tính trạng của bố mẹ ( tái tổ hợp ). 5.32. Các phương pháp chọn lọc giống dùng tác nhân gây đột biến - Tạo giống vi sinh vật bằng tác nhân sinh học - Tạo giống vi sinh vật bằng tác nhan hóa học - Tạo giống vi sinh vật bằng các tác nhân vật lý CHƯƠNG 6 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH ĐẾN VI SINH VẬT VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT TRONG TỰ NHIÊN ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH ĐỐI VỚI VI SINH I. V ẬT 1. Ảnh hưởng của các nhân tố vật lí 1.1. Ảnh hưởng độ ẩm Hoạt động của vi sinh vật điều liên quan đến nước, VSV cần nước ở trạng thái tự do, do đó quá trình trao đổi chất nếu thiếu nước sẽ có hiện tượng loại nước ra khỏi tế bào, làm cho tế bào có thể bị chết. 1.2. Nhiệt độ - Khi nhiệt độ thấp dưới 00C làm ngừng quá trình sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật Ứng dụng: để bảo quản giống vi sinh vật, thức ăn và các vật liệu cần thiết - Khi nhiệt độ cao hơn 00C VSV có sự sinh trưởng và phát triển. Mỗi loại VSV đều có nhiệt độ thấp nhất, cao nhất và nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng của riêng nó. Ứng dụng: để khử trùng dụng cụ, nguyên liệu trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, y tế, VSV học… 1.3. Áp suất thẩm thấu
Màng tế bào là một màng bán thấm, nồng độ chất hòa tan trong dung dịch mà VSV tồn tại quyết định áp suất thẩm thấu. Ứng dụng: thường dùng muối, đường nồng độ cao trong bảo quản và chế biến thực phẩm. 1.4. Các tia bức xạ Đa số VSV không cần ánh sáng, tác động của ánh sáng mặt trời có thể trực tiếp làm phá hủy tế bào, hoặ gián tiếp tạo ra các chất độc trong môi trường, gây hại cho VSV. Ứng dụng: các tia bức xạ được sử dụng trong khử trùng, tiêu độc, trong bảo quản, chế biến và công tác y, VSV học. 2. Ảnh hưởng của các nhân tố hóa học 2.1. Độ pH Giới hạn pH của sự sinh trưởng là giới hạn pH từ cực tiểu đến cực đại mà VSV có khả năng sinh trưởng. Trong giới hạn này có pH thích hợp nhất, mà ở đó VSV có sự sinh trưởng và phát triển cao nhất. đa số VSV thích ứng ở pH 4,5 – 9,0. 2.2. Các chất xác trùng, ức chế, diệt khuẩn - Chất xác trùng là những chất có thể gây chết VSV gây bệnh hoặc không gây bệnh nhưng không giết chết được nha bào. Chất ức chế là những chất làm ngừng quá trình sinh trưởng, phát trienr, - VSV không bị giết mà ở trạng thái tiềm tàng. Chất diệt khuẩn: là những chất có thể giết toàn bộ vi khuẩn kể cả nha bào - ( hay bào tử), một chất vừa xác trùng, ức chế hay diệt khuẩn… tùy thuộc vào nồng độ, thời gian, loại VSV tác động và các yếu tố khác. 2.3. Các chất hóa trị liệu: gồm những chất có thể tổng hợp được bằng phương pháp hóa học. có tác dụng độc đối với VSV nhưng không gây hại cho động vật. 2.4. Chất kháng sinh: là chất do VSV sinh ra, ngay ở nồng độ thấp kgangs sinh cũng có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt các VSV một cách đặc hiệu, mỗi kháng sinh chỉ tác động lên một vi khuẩn hoặc một nhóm vi khuẩn bằng cách gây rối loạn phản ứng VSV ở ngưỡng phân tử. 2.5. Tiêu độc, khử trùng, tiệt trùng • Cơ chế tác dụng của các yếu tố tiêu độc, khử trùng Gây tổn hại đến màng nguyên sinh chất, làm thay đổi tính thấm của màng, trở ngại đến quá trình trao đổi chất. Gây tổn hại đến thành phần nguyên sinh chất tế bào, làm trở ngại hoặc ngừng các phản ứng trao đổi chất. Gây nên sự kìm hãm hoặc mất hoạt tính men trong tế bào. Thay đổi quá trình sinh tổng hợp trong tế bào làm hình thành các chất không cần thiết cho quá trình sinh trưởng, phát triển của tế bào. Phá vỡ hoặc hủy hoại toàn bộ tế bào. • Tiêu độc, khử trùng: tiêu độc là biệ pháp loại trừ và tiêu diệt mầm bệnh ở ngoại cảnh bên ngoài cơ thể người và động vật, khử trùng là một biện pháp laoij trừ hoàn toàn VSV có trong một môi trường nào đó bằng cách tiêu diệt hay loại bỏ chúng. 2.6. Biện pháp tiêu độc khử trùng - Bằng các chát hóa học
- Bằng nhiệt độ - Bằng phương pháp lọc 3. Tác động của các yếu tố sinh vật học • Quan hệ cộng sinh: là mối quan hệ hai bên cùng có lợi giữa hai sinh vật khác nhau, hoạt động sống của sinh vật này sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật kia và ngược lại, mối quan hệ giữa chúng khó tách rời. nếu chúng tách rời sẽ ảnh hưởng đến hoạt đọng sống của chúng. • Quan hệ tương hổ: không có sự ràng buộc một cách chặt chẽ giữa các sinh vật trong mối quan hệ này, chúng có thể tách rời nhau, không cần đến nhauvaf giữa chúng chỉ có một bên nhận mà không hề có sự giúp đỡ bên kia. • Quan hệ đối kháng: đây là mối quan hệ không có lợi, gây ra những ảnh hưởng hạn chế hoặc tiêu diệt loại trừ nhau biểu hiện trên các mặt như tranh chấp chất dinh dưỡng, tiết ra những sản phẩm độc hại. • Quan hệ kí sinh: là mối quan hệ giữa hai cá thể mà một bên có lọi, một bên bị hại. II. Phân bố của vi sinh vật trong tự nhiên 1. Sự phân bố của vi sinh vật trong đất 1.1. Mối quan hệ giữa đất và vi sinh vật đất - Độ dày của tầng đất canh tác - Đặc điểm và tính chất của đất - Thời tiết khí hậu - Rễ cây họ đậu Tác dụng của vi sinh vật trong đất 1.2. Tổng hợp các chất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng và tăng nguồn dinh dưỡng cho đất Tăng cường sự phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất góp phần hình thành chất mùn trong đất để tăng độ phì trong đất. Tăng cường sự chuyển hóa các hợp chất hữu cơ trong đất: VSV mà trong đó phần lớn là vi khuẩn có tác dụng chuyển hóa các hợp chất có chứa N và không chứa N. 2. Phân bố vi sinh vật trong nước 2.1 Nguồn gốc vi sinh vật trong nước • Trong tự nhiên ít khi có nước vô trùng. Nguồn VSV trong nước từ đất, không khí và chất thải, do đó nước trên bề mặt sông hồ, đại đương cũng chứa VSV • Sự tồn tại phát triển của vi sinh vật trong nước: nước là môi trường được coi là thích hợp của nhiều loại VSV, vì nước có chứa đầy đủ các chất hữu cơ, không khí và nhiệt độ thuận lợi cho sinh trưởng phát triển của VSV. - Nước trên bề mặt: nhiều chất hữu cơ, nhiệt độ và độ thoáng khí tốt, do đó VSV phát triển thuận lợi, số lượng và loại hình khá lớn. - Nước dưới sâu: ít chứa chất hữu cơ, nhiệt độ lạnh do đó quần thể VSV ở đây không đa dạng, chỉ tồn tại một số nhóm với số lượng nhỏ hơn ở nước bề mặt. - Vi sinh vật trong ao hồ - Vi sinh vật trong sông ngòi - Vi sinh vạt trong nước mạch, nước giếng, nước mưa • Vấn đề làm nước sạch: Nước dung thường bị ô nhiễm bởi các VSV gây bệnh xuất phát từ một nguồn gốc đó là nước thải
• Bảo vệ nước tránh ô nhiễm bởi nước thải Các biện pháp để tránh nước bị ô nhiễm - Xây dựng các trạm xử lý nước thải để loại trừ các vi sinh vật gây bệnh. - Có sự hướng dẫn và quy định cho cá nhân, gia đình và cụm dân cư về sự thoát nước thải phải đúng cách, đúng chổ để tránh ô nhiễm vao nước dùng của chính họ. - Xây dựng và xác định các nguồn nước sinh hoạt phục vụ đời sống dân cư đều góp phần phòng ngừa sự ô nhiễm của nước. - Các hố chứa nước thải có sự chống thấm tốt để phòng ngừa ngấm vào các mạch nước, nguồn nước khác. - Phải có biên pháp tránh nhiễm chất thải vào bể chứa, giếng nước bằng sử dụng nắp đậy và luôn luôn kiểm tra để loại trừ tất cả các khả năng ô nhiễm nước thải. Biện pháp: - Làm lắng - Lọc nước: lọc nhanh bằng cát, lọc chậm bằng cát - Khử trùng: sử dụng Clo và hợp chất có chứa Clo, tia cực tím, dùng ozon • Xác định giá trị của nước: không có hợp chất hữu cơ, không có mùi vị lạ, không có các sản phẩm hóa học gây độc, không có VSV gây bệnh. 3. Phân bố vi sinh vật trong không khí 3.1. Sự tồn tại của vi sinh vật trong không khí Không khí được coi là môi trường không thuận lợi cho sự phát triển của VSV, thiếu dinh dưỡng, khô, luôn bị ánh sáng mặt trời chiếu sáng và mưa rửa trôi bụi bẩn trong không khí. 3.2. Biện pháp làm sạch không khí - Phương pháp lọc: sử dụng các vật liệu, nguyên liệu để lọc như dùng bông có tác dụng giữ VSV với bụi bẩn trong không khí - Khử trùng bằng tác nhân vật lí: dùng đèn tử ngoại để khử trùng không khí trong phòng mổ, phòng thí nghiệm VSV, phòng lên men - Khử trùng bằng hóa chất: xông phòng bằng hơi foocmon pha trong thuốc tím
PHẦN II VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 7 VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG TRỒNG TRỌT VÀ LÂM NGHIỆP I. VI SINH VẬT ĐẤT, CÁC NHÓM CHÍNH VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG 1. Những giống vi sinh vật quan trọng thường gặp trong đất 1.1. Những giống vi khuẩn thường gặp trong đất Bảng 2: Giống vi khuẩn quan trọng thường gặp trong đất
Những giống xạ khuẩn quan trọng thường gặp trong đất 1.1. Tên giống vi khuẩn Những đặc điểm quan trọng TT Yếm khí, môi trường giàu chất hữu cơ, có H2S 1 Chromatium Yếm khí và yếm khí tùy tiện, môi trường giàu 2 Rhodospirilum chất hữu cơ, cơ thể quan hợp được Rhodopeseudomanas Hình que, dinh dưỡng hóa năng, oxi hóa NH4+ 3 Nitrosomonas thành NO2 và NO3-, hảo khí và hảo khí tùy tiện Nitrobacter Hình que dinh dưỡng hóa năng, oxi hóa hợp 4 Thiobacillus charat chứa S hay chất khử chứa S, yềm khí tùy tiện Hình que,dinh dưỡng hóa năng, lấy năng lượng 5 Hidrogennomonas từ oxi hóa hidrogen, oxi cacbon, metan methanomonas Hình que, Gram âm, sống trong nước, nổi theo 6 Canlobacter mặt nước, bám vào tàn dư thực vật Gallionella Hình que, hình cầu, hình chùy, là những vi 7 Siderocapsa khuẩn chuyển hóa sắt Ferribaterium Hình que, hình bầu dục, thường sinh sản các sắt 8 Pseudomonas tố tan hoặc không tan trong nước. Acetobacter Hình xoắn, hình dấu phẩy, hảo khí hoặc yếm 9 Virbro, Cellvibro khí, phân hủy xenlulo, khử SO42- thành H2S. Spirillum Hình cầu, hình que, hảo khí, cố định nitơ phân 10 Azotobacter, tử tự do hoặc cộng sinh Rhizobium Chromonobacterrium, Hình que, hoại sinh hay kí sinh, yếm khí tùy 11 tiện. Agrobacter 12 Achromobacter, Hình que, Gram âm, không sinh nha bào, lên men hidratcacbon, hảo khí. Flavobacterrium Hình que, Gram âm, hảo khí hoặc yếm khí tùy 13 Escherichia, tiện, lên men hidratcacbon. Proteus, Aerobacter Hình cầu, hảo khí hoặc yếm khí tùy loài, Gram 14 Micrococcus, dương, không sinh nha bào Sarcina Hình que, Gram dương, hảo khí, yếm khí tùy 15 Brevibacterium tiện Hình cầu, hình que, yếm khí đến vi yếm khí. 16 Streptorcocus, Laetobacillus Hình que, hình chuỗi xoắn, Gram dương, hảo 17 Corynebacterium, khí hoặc hảo khí tùy tiện. Cellulomonas Hình que, Gram dương, sinh nha bào, hảo khí, 18 Clostridium, yếm khí, cố định N2, phân hủy các chât khó tan Bacillus 1.2. STT Tên giống xạ khuẩn Những đặc điểm quan trọng
Hảo khí, hình cành cây, chân chim, phân hủy, 1 Actinomyces, chuyển hóa chất hữu cơ Bacterionema Hảo khí, hình cành cây hoặc hình răng lược, 2 Actinoplanes, phân hủy chất hữu cơ Amorphosporangium. Hảo khí, hình xoắn, răng lược, phân hủy, 3 Streptosporangium, chuyển hóa chất hữu cơ Streptomyces Hảo khí, hình xoắn, chùm quả, phân hủy 4 Cellulomonas, Jonesia chuyển hóa chất hữu cơ. Hảo khí, hình lá dừa, chùm quả, phân hủy, 5 Dermatophilus chất hữu cơ. Hảo khí, hình cành cây, chân chim, phân hủy, 6 Frankia chuyển hóa chất hữu cơ. …. ……………………… ………………………………………………… 1.3.Những giống nấm quan trọng thường gặp trong đất STT Tên giống nấm Những đặc điểm quan trọng Sống hoại sinh, ưa ẩm, giàu hữu cơ, lên men 1 Zygomycetes tinh bột. Ưa ẩm, giàu chất hữu cơ, phân hủy cơ chất 2 Rhizopus mạnh, chịu được nhiệt độ cao. Ưa ẩm, phân hủy mạnh cơ chất, chịu được 3 Ascomyces nhiệt độ cao. Kí sinh trên cây hòa thảo, phân hủy mạnh 4 Basidomycetes xenlulo, lignin. Bậc cao, ưa ẩm, phân hủy mạnh hợp chất hữu 5 Penicilitum cơ. … …………………. …………………………………………………. 1.3. Những giống tảo thường gặp trong đất STT Tên giống tảo Những đặc điểm quan trọng Cyanophyta – tảo Ở nước ngọt, sản phẩm quan hợp là glicogen, 1 sống cộng sinh với bèo hoa dâu, lam
Vi sinh vật trong quá trình hình thành và kết cấu mùn 2. 2.1 Quá trình hình thành mùn Quan sát về quá trình hình thành mùn: theo quan điểm hóa học thì mùn là chất trung gian, hay chất dư thừa chưa được phân giải hết do các phản ứng hóa học trong đất. Theo quan điểm sinh học thì chất mùn là xác động, thực vật vùi vào trong đất, nhờ có VSV phân hủy chuyển hóa theo hai hướng: vô cơ hóa và mùn hóa. Cả hai hướng này đều kế hợp với hoạt động sống của VSV trong quá trình tự tiêu, tự giải tạo thành mùn. Mùn là một sản phẩm tổng hợp được hình thành nhờ quá trình hoạt động sống của VSV. Họ cho rằng tùy từng chủng giống VSV khác nhau, cơ chế hoạt động khác nhau, mà tạo axit mùn khác nhau. Khu hệ vi sinh vật và sơ đồ hình thành mùn của Kononopwa Nhóm VSV lên men gồm: VSV phân giải tinh bột, VSV lên men đường, VSV phân hủy chuyển hóa xenlulo, hemixenlulo Nhóm VSV sinh tính đất là những VSV phân hủy, chuyển hóa các chât bền vững như: lignin, kitin, sáp… 2.2. Vi sinh vật trong quá trình cấu tạo và kết cấu mùn Xác động thực vật bị VSV phân giải thành các chất vô cơ và các chất hữu cơ đơn giản cùng với sự hình thành mùn. Tiurin đem thủy phân axit các hợp chất mùn, thu được axit amin và các loại đường. phần không thủy phân đó là lignin – được coi là sườn của nhân mùn, nó quy định tính chất của hợp chất mùn. qua nhiều quá trình thì hình thành được các hợp chất có vòng thơm sau đó các VSV phân hủy hình thành các dạng quinol kết hợp với axitamin và polipeptit để tạo ra những sản phẩm đầu tiên của axit mùn. Quá trình phân giải các hợp chất trong đất, VSV đã hấp thụ các chất dinh dưỡng. trong quá trình tự tiêu, tự giải đã tạo thành chất mùn hoạt tính, chất này gắn chặt các hạt đất lại với nhau làm cho đất tơi xốp. hơn nữa xác của VSV sau khi chết, chúng kết hợp với một số chất trong quá trình phân giải tạo thành phức chất, phức chất này đã tham gia tích cực vào thành phần và kết cấu mùn. Vi sinh vật phân giải và chuyển hóa cacbon trong đất 3. 3.1. Quá trình phân giải xenlulozo - Xenlulozo có cấu tạo dạng sợi - Các loại VSV có khả năng phân giải xenlulozo: VSV hảo khí (Niêm vi khuẩn, vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc), VSV yếm khí (vi khuẩn dạ cỏ), VSV yếm khí sống tự do, VSV ưa nóng. - Cơ chế của quá trình phân giải: muốn phân giải được xenlulozo, các loại VSV phải tiết ra enzym xenlulaza. Enzym xenlulaza là enzym ngoại bào và cơ chế chung của quá trình phân giải xenlulozo là:
Xenlulozo díaccarit monosaccarit (glucozo) 3.2. Sự phân giải xilan Định nghĩa: xilan là một hợp chất hidratcacbon phân bố rất rộng trong tự nhiên, một loại hemixenlulozo. Xilan chứa nhiều trong xác thực vật. Cơ chế phân giải: dưới tác dụng của enzym xilanaza ngoại bào, xilan sẽ phân giải thành các phần khác nhau như những đoạn dài xilanbiozo và xilozo. 3.3. Phân giải pectin Định nghĩa: peptin là một loại poligalacturonic, một hợp chất cao phân tử cấu tạo bởi các gốc axit D.galacturonic. các gốc này liên kết với nhau nhờ dây nối c 1-4 glucozit. Pectin có bản chất gluxit. Vi sinh vật phân giải pectin: bacillus subtilis, bacillus nesentericus, Bacillus polmyxa… Cơ chế phân giải: VSV phân giải pectin nhờ có enzym protopetinaza biến thành protopectin không tan thành pectin hòa tan. 3.4. Sự phân giải lignin (lignine) Định nghĩa: lignin là một hợp chất rất bền vững, không tan trong nước, dưới tác dụng của kiềm, natri bisunfit va axit sunfurit thì lignin mới bị phân giải một phần và chuyển sang dạng hòa tan, lignin là một chất trùng hợp, trong đó chứa nhân thơm. VSV phân giải: nấm mốc Basidomycetes, Polisitctus vesicolor. Cơ chế phân giải: 3.5. Sự phân giải tinh bột Định nghĩa: là chất dự trữ chủ yếu của thực vật, gồm hai thành phần khác nhau là amilopectin và amilozo,trong tế bào thực vật tồn tại dươi dạng các hạt tinh bột 4. Quá trình tổng hợp và phân giải các hợp chất hữu chứa nito - Quá trình amon hóa: quá trình amon hóa protein, vd:vi khuẩn hảo khí, yếm khí, xạ khuẩn, nấm - Quá trình amon hóa ure, axit uric, vd: Planosarcina ureae, Micrococcus ureae, Sarcina ureac, sarcina hansenii, Bacillus pasteurii, Bacchesmogenes - Quá trình amon hóa kitin, vd: Achromobacter, Flavobacterium, Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas, Penicillium - Quá trình nitrat hóa, vd: Nitrosomonas, Nitrocystis, Nitrosolobus, Nitrobacter, Corynebacterrium - Quá trình phản nitrat hóa, vd: Pseudomonas denitrificans, Ps.acruginosa, Thobacillus denitrificans - Quá trình cố định nito phân tử Tác dụng của VSV trong chuyển hóa lưu huỳnh trong tự nhiên 5. - Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh: trong đất, N và S ở dạng hữu cơ là chủ yếu cho nên cây trồng không đồng hóa được. muốn đồng hóa được phải vô cơ hóa. - Vô cơ hóa lưu huỳnh hữu cơ lưu huỳnh ở 3 dạng sau: axit amin có S, sunfat hữu cơ và este sunfuric của hidratcacbon và lipit, S hữu cơ gắn chặt trong các phần axit humic và phần khoáng. - VSV phân giải lưu huỳnh hữu cơ và cơ chế phân giải: vd VSV Proteus, Seratia, Pseudomonas, Closridum, Aspergillus, Microsporum… - Cơ chế:
Disunfoxidecystin Axit cystein Axit cysteic 5.4. Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến quá trình phân giải lưu huỳnh hữu cơ Độ ẩm, nhiệt độ, tỉ lê C/S 5.5. quá trình oxi hóa hợp chất lưu huỳnh vô cơ VSV oxi hóa lưu huỳnh vô cơ có 4 nhóm - VSV hóa năng dinh dưỡng - VSV hóa năng hữu cơ dinh dưỡng - VSV hoa năng dinh dưỡng thuộc họ Beggiatoaces - VSV hóa năng dinh dưỡng Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến quá trình oxi hóa S: đất bão hòa nước làm giảm quá trình oxi hóa sinh học S, nhiệt độ, độ pH 6. Quá trình chuyển hóa photpho - các dạng photpho (lân) và vòng tuần hoàn của photpho: lân hữu cơ, lân vô cơ. - Vòng tuần hoàn của photpho trong tự nhiên - Cơ chế hòa tan photpho: lân khó tan được tạm thời đồng hóa bởi VSV, sau đó lân được giải phóng khởi VSV dưới dạng dễ tiêu, mà cây trồng có thể đồng hóa được - Điều kiện ngoại cảnh: độ pH (7,8-7,9 ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ VSV phân giải P, Độ ẩm (ở những nơi ngập nước hàm lượng axit hữu cơ cao làm tăng quá trình phân giải lân hữu cơ khó tan), hợp chất hữu cơ ( làm tăng sự tăng trưởng của hệ VSV dẫn đến sự tăng quá trình hòa tan hợp chất lân khó tan), hệ rễ ( kích thích sự sinh trưởng phát triển của VSV) - Sự chuyển hóa lân hữu cơ - VSV: giống Basillus: B.megaterium, B.subtillis, B.malabcrensis - Cơ chế phân giải 7. Chuyển hóa sắt của VSV - Oxi hóa Fe++ - Khử sắt (fer-ferrique) và hòa tan sắt: sự khử sinh học gián tiếp, sự khử sinh học gián tiếp, hòa tan sắt gián tiếp 8. Chuyển hóa kali của VSV trong đất - các dạng kali trong đất: dạng vô cơ, dạng hữu cơ - Sự hòa tan kali trong đất: sự biến đổi sinh học của những khoáng chất K, sự chuyển hóa dưới 2 dạng K+ không trao đổi và K+ trao đổi. - Sự biến đổi sinh học những khoáng chứa K: nhiều chất khoáng trong đất có thể bị biến đổi dưới tác dụng của những sản phẩm trao đổi chất của VSV và giải phóng ra K+ Cơ chế phân giải: VSV trong quá trình sống của mình sản xuất một số axit hay axit hữu cơ, các axit này giúp cho quá trình hòa tan silicat và giải phóng K+. - Sự chuyển hóa cân bằng giữa K+ trao đổi và K+ cố định: cân bằng K+ không trao đổi với K+ trao đổi có thể chuyển dịch theo hướng khi yêu cầu về K+ trao đổi tăng lên do hoạt động của VSV. K+ đưa vào trong tế bào VSV sau này được giải phóng khi những tế bào này bị phân giải và từ đấy K+ có thể cung cấp cho cây trồng. 9. Chuyển hóa mangan của VSV
Các dạng: dạng có thể trao đổi được, dạng không tan, dạng phức hợp trong - cơ thể thực vật hoặc VSV - Oxi hóa sinh học Mn trong đất có nấm mốc, xạ khuẩn, vi khuẩn - Cơ chế của quá trình oxi hóa sinh học Mn: VSV tổng hợp nên những hidroxit từ Các hidrocacbon thành môi trường kiềm, VSV làm kiềm môi trường trước đó đã có hidroxit, oxi hóa Mn2+ do enzym peroiaza - Điều kiện ngoại cảnh: độ pH từ 6,0- 7,5, hệ rễ kích thích quá trình oxi hóa Mn - Khử sinh học Mn: khử trực tiếp, khử gián tiếp CHẾ PHẨM SINH HỌC DÙNG TRONG NÔNG, LÂM NGHIỆP II. Chế phẩm VSV cố định nito phân tử Khái niệm chung về quá trình cố định nito phân tử 1. - quá trình cố định nito phan tử là quá trình đồng hóa nito của không khí thành đạm amon dưới tác dụng của một số nhóm VSV có hoạt tính nitrogennaza. Quá trình cố định nito phân tử nhờ VSV sống tự do và hội sinh: là quá trình đồng hóa nito của không khí dưới tác dụng của các chủng giống VSV sống tự do hoặc hội sinh, coa sự tham gia của hoạt tính nitrogennaza. Gốm có các giống vi khuẩn: Azotobacter, Beijerinskii, Clostridium - quá trình cố định nito phân tử cộng sinh: là quá trình đồng hóa nito phân tử của không khí dưới tác dụng của các loài VSV cộng sinh với cây họ đậu có hoạt tính nitrogenaza. - Các VSV cố định nito phân tử khác: nhóm vi khuẩn cố định nito phân tử hảo khí, hảo khí không bắt buộc, nhóm vi khuẩn cố định nito phân tử kị khí quan hợp, không quan hợp, xạ khuẩn, nấm, khuẩn lam - Cơ chế của quá trình cố định nito phân tử III. PHÂN VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH NITO PHÂN TỬ ( ĐẠM SINH HỌC) 1. Định nghĩa: là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng giống VSV còn sống đã được tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng cố định nito cung cấp các hợp chất chứa nito cho đất và cây trồng; tạo điều kiện nâng cao năng suất cây trồng và chất lượng nông sản. phân bón VSV cố định nito phân tử không gây ảnh hưởng xấu đến người, động, thực vật và môi trường sinh thái 2. Quy trình sản xuất: - Phân lập, tuyển chọn chủng VSV cố định nito (VSVCĐNT) - Nhân sinh khối - Xử lí sinh khối, tạo sản phẩm Giống gốc Chuẩn bị môi trường lên men cấp 1 Cây giống Lên men cấp 1 Chuẩn bị môi trường lên Chất mang men cấp 2
Lên men cấp 2 Phối trộn Sinh khối VSV Kiểm tra Chế phẩm trên Xử lý Chế phẩm dạng lỏng nền chất mang Chế phẩm dạng lỏng khô Chế phẩm Quy trình sản xuất vi khuẩn Đông lạnh dạng khử ( Bacterial soil inoculant) 3.Phương pháp sử dụng chế phẩm VSV cố định nito Bón chế phẩm VSV cố định nito vào đất: - Trộn đều chế phẩm với đất nhỏ tơi, sau đó đem rắc đều vào luống trước khi gieo hạt.. - Đem ủ, trộn với phân chuồng hoai, sau đó bón đều - Trộn với đất, phân chuồng hoai, sau đó đem bón thúc sớm cho cây. 3 .Hiệu quả của chế phẩm VSV cố định nito Phân vi khuẩn nốt sần Phân vi khuẩn nốt sần có tác dụng nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế cao, cải thiên quá trình khoáng trong đất, vì vậy làm tăng độ hòa tan của lân và kali trong đất VSV cố định nito cũng được sử dụng cho các cây trồng lâm nghiệp Phân cố định nito khác Phân bón VSV cố định nito hội sinh và tự do có tác dụng tốt đến sự sinh trưởng, phát triển, nâng suất cây trồng, bón phân VSV cố định nito có thể thay thế một phần phân đạm khoáng, tiết kiệm một phần đáng kể phân bón vô cơ; phân VSV thông qua hoạt chất sinh học của chúng còn có tác dụng điều hòa, kích thích quá trình sinh tổng hợp của cây trồng đồng thời nanang cao sức đề kháng của cây trồng đối với một sồ sâu, bệnh hại. PHÂN VI SINH VẬT PHÂN GIẢI PHOTPHAT KHÓ TAN ( PHÂN LÂN III. VI SINH) Định nghĩa: là sản phẩm có chứa một hay nhiều chủng VSV còn sống 1. đạt tiêu chuẩn đã ban hành, có khả năng chuyển hóa các chất photpho khó tan thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông phẩm. phân lân VSV không gây hại đến sức khỏe con người, động, thực vật và không ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái Quy trình sản xuất 2. - Phân lập, tuyển chọn chủng VSV phân giải lân (VSVPGL ) - Nhân sinh khối, xử lí sinh khối, tạo sản phẩm - Yêu cầu chất lượng và công tác kiểm tra chất lượng
phương pháp bón phân lân vi sinh 3. Có thể trộn đều chế phẩm với đất nhỏ tơi, sau đó dêm rắc đều vào luống trước khi gieo hạt, rắc đều trên ruộng Đêm ủ hoặc trộn với phân chuồng hoai, sau đó bán đều Trộng chế phẩm VSV với đất hoặc với phân chuồng hoai sau đó đêm bón thúc sớm cho cây Hiệu quả của phân lân vi sinh 4. Bón phân lân vi sinh có tác dụng làm tăng số lượng VSVPGL trong đất, dẫn đến tăng cường độ phân giải lân khó tan, cây trồng phát triển tốt hơn, thân lá cây mập hơn, to hơn, bản lá dày hơn, tăng sức đề kháng sâu, bệnh. V. PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC 1. Khái niệm chung về phân hữu cơ sinh học (compost ) Phân hữu cơ sinh học là loại sản phẩm phân bón được tạo thành thông qua quá trình lên men VSV. Các hợp chất có nguồn gốc khác nhau, trong đó các hợp chất hữu cơ phức tạp dưới tác động của VSV hoặc các hoạt chất sinh học của chúng được chuyển hóa thành mùn. Phân hữu cơ sinh học với sự trợ giúp chế phẩm sinh học 2. vi sinh vật trợ giúp quá trình chế biến phân ủ là các VSV lựa chọn có khả năng thúc đẩy nhanh quá trình chuyển hóa phế thải hữu cơ thành phân bón Phân hữu cơ sinh học có bổ sung vi sinh vật trợ lực và làm giàu 3. dinh dưỡng ( phân hữu cơ vi sinh vật ) Chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất 4. Trong tự nhiên một số VSV vùng rễ cây trồng có khả năng sản sinh ra các axit hữu cơ và tạo phức với kim loại nặng hoặc các kim loại độc hại cho cây trồng, một số khác có khả năng phân hủy hợp chất hóa học có nguồn gốc hữu cơ. Công nghệ vi sinh vật trong cải tạo đất bị ô nhiễm là sử dụng các loại VSV có khả năng phân giải hoặc chuyển hóa các chất gây ô nhiễm trong đất, qua đó tạo lại cho đất sức sống mới. ngoài ra VSV sử dụng còn có khả năng phân hủy các phế thải hữu cơ cung cấp các chất dinh hưỡng cho dây trồng, đồng thời giúp cây trồng chống lại các tác nhân gây bệnh có nguồn gốc từ đất và tạo ra các chất kích thích sinh trưởng thực vật, làm ổn định cấu trúc đất ở vùng rễ và cây trồng VI. CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG PHÒNG TRỪ SÂU, BỆNH HẠI CÂY TRỒNG 1. Chế phẩm vi sinh vật từ virus Virut gây bệnh côn trùng là một nhóm vi sinh vật có nhiều triển vọng trong công tác phòng chống côn trùng gây hại cây trồng. virus có kích thước nhỏ chỉ có khả năng sống, phát triển trong các mô, tế bào sống, không thể nuôi cấy trong các môi trường nhân tạo được. Đặc điểm: khả năng chuyên tính rất hẹp, chỉ gây bệnh những mô nhất định trên vật chủ 2. Những nhóm virus chính gây hại côn trùng - Nhóm virus đa diện ở nhân ( NPV) - Nhóm virus hạt ( GV) - Nhóm virus đa diện ở tế bào ( CPV)
3. Phương thức lây nhiễm và khả năng tồn tại trong tự nhiên của virus gây bệnh côn trùng Những thể vùi của virus cùng thức ăn xâm nhập vào ruột côn trùng. Tại ruột côn trùng, dưới tác dụng của các men tiêu hóa, thể vùi bị hòa tan và giải phóng các virion. Qua biểu mô ruột giữa, virion xam nhập vào dịch máu, tiếp xúc với các tế bào và xâm nhập vào bên trong tế bào để sinh sản và gây bẹnh cho vật chủ. 4. Một số chế phẩm trừ virus - Quy trình sản xuất Nuôi sâu giống Nuôi sâu hàng loạt Nhiễm bệnh virus Chế biến thức ăn Cho sâu Nhân tạo Thu sâu chết Nghiền lọc Li tâm loại bỏ cận bã Trộn phụ gia (chất mang, chất bám dính, chất chống thối,…) Làm khô Kiểm tra chất lượng, lượng PIB/ml, thử sinh học Đóng gói phế phẩm
Quy trình sản xuất chế phẩm NPV dạng bột - Một số chế phẩm NPV +Chế phẩm Virut NPV sâu xanh: Được sản xuất theo quy trình công nghệ đã nêu trên được thử nghiệm trên đồng ruộng để trừ sâu xanh trên cây bông và cây thuốc lá… đều cho kết quả phòng trừ sâu xanh tốt và bão vệ được năng suất cây trồng. Chế phẩm virut sâu xanh cùng với OMD là những tác nhân sinh học quan trọng trong hệ thống phòng trừ thiệt hại sâu hại bông, song chế phẩm có giá thành cao và người nông dân chua quen sử dụng nên phaim vi áp dụng chế phẩm này còn hạn chế. +Chế phẩm virut NPV sâu đo đay: Cho đến nay chưa tìm được môi trường thức ăn nhân tạo loại sâu này. Việc sản xuất và sử dụng chế phẩm này là một biện pháp triển vọng, rẽ tiền, có hiệu quả kinh tế, người nông dân vùng trồng đay có thể chấp nhận được. + Chế phẩm virus NPV sâu róm thông: sử dụng chế phẩm virus sâu róm thông đã hạn chế việc sử dụng thuốc hóa học và tỉ lệ kí sinh tự nhiên của một số ông kí sinh sâu róm thông tăng lên. 5. Chế phẩm vi sinh vật từ vi khuẩn Khái quát chung về vi khuẩn gây bệnh ho côn trùng và chuột: có mặt khắp mọi nơi, và xâm nhập vào tất cả các phần cơ thể của mọi vi sinh vật nói chung và côn trùng nói riêng. Vi khuẩn có quan hệ với côn trùng rất đa dạng và được chia thành nhóm vi khuẩn hình thành bào tử và nhóm vi khuẩn không hình thành bào tử. Vi khuẩn sử dụng trong biện pháp sinh học trừ dịch hại thuộc bộ: Eubacteriales, đặc biệt là thuộc họ Enterobacteriaceae, Microccaceae, bacillaceae và một số thuộc họ Pseudomonadeceae Một số vi khuẩn được nghiên cứu ứng dụng trong phòng chống côn trùng và chuột hại - vi khuẩn Coccobacilus acridiorum - Vi khuẩn gây bệnh sữa cho ấu trùng bọ hung - Vi khuẩn Bacillus cereus - Vi khuẩn Bacillus thuringiensis