Nghiên cứu cơ bản

Nấm rễ cộng sinh kích thích sự tăng trưởng của cây trồng

.

Một số loại nấm và vi khuẩn phát triển trên đất có thể hình thành quá trình cộng sinh với thực vật. Sự kết hợp đó mang lại lợi ích cho cả thực vật và vi sinh vật. Các nhà khoa học đã xác định được một số hình thức cộng sinh. Trong đó, quá trình cộng sinh chủ yếu là giữa nấm Glomeromycete và rễ cây, được gọi là "arbuscular mycorrhiza" – nấm rễ cộng sinh. Có đến 70-90% trong số các loài thực vật sống trên đất tham gia vào việc hình thành cộng sinh nấm rễ (arbuscular mycorrhizae). Các nghiên cứu gần đây cho thấy nấm có khả năng kích thích sự sinh trưởng của cây, giúp cho thực vật có thể hấp thụ hiệu quả nước và các chất dinh dưỡng vi lượng từ đất. Đặc tính này của nấm có thể được dùng nhằm hạn chế sử dụng phân bón hóa học đối với cây trồng.

Cây họ đậu phát triển bình thường (bên trái) và mẫu cây họ đậu áp dụng phương pháp hình thành nấm rễ cộng sinh - Medicago truncatula (bên phải) kích thích sự tăng trưởng của rễ cây

Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy, nấm Glomeromycete có thế phát ra các tín hiệu phân tử cộng sinh khuếch tán. Nhà nghiên cứu Jean Dénarié thuộc Phòng thí nghiệm tương tác giữa vi sinh vật và thực vật (Laboratoire des interactions plantes micro-organismes – viết tắt là LIPM), ở Toulouse cho rằng: “Thách thức là làm sao lọc được những phân tử này và phân loại chúng theo hoạt động sinh học”. Trên thực tế, bằng phương pháp hóa học phân tích, nhóm nghiên cứu của ông đã lọc và xác định được cấu trúc của các tín hiệu phân tử này đối với nấm rễ, những tín hiệu phân tử đó được gọi là các nhân tố Myc. Các thí nghiệm cho thấy rằng các nhân tố Myc kích thích quá trình hình thành nấm rễ và phát triển hệ thống rễ trong những mẫu cây họ đậu (Medicago truncatula), ngoài ra, còn trong các loài thuộc các họ thực vật khác như cúc vạn thọ (Asteraceae) và cà rốt (Apiaceae).

Hiện nay, nhóm nghiên cứu này đang dự định tiến hành những cuộc thử nghiệm nhân tố Myc trên phạm vị rộng trong các điều kiện nông học. Họ hy vọng rằng những nhân tố này có thể cải thiện sản lượng mùa màng trong việc sản xuất lúa, ngô, lúa mì, lúa mạch và những loại ngũ cốc khác, từ đó giảm thiểu nhu cầu sử dụng phân bón hóa học. Ngoài ra, cũng còn có các phương pháp hóa học tương tự trên hạt giống thông qua các nhân tố tín hiệu khác. Ví dụ, cấy mầm với các nhân tố Nod (những tín hiệu thúc đẩy quá trình cộng sinh giữa vi khuẩn cố định nitơ và các cây họ đậu) giúp giảm thiểu khối lượng phân bón ni-tơ. Hiện nay, liệu pháp nhân tố Nod đã được áp dụng trên hơn 3 triệu ha đất khắp nước Mỹ, Nam Mỹ và Châu Âu.

Thực tế cho thấy, so với nhân tố Nod, nhân tố Myc lại có lợi đối với nhiều loài cây trồng trong nông nghiệp hơn. Về điều này, ông Jean Dénarié kết luận: “Từ khi quá trình cộng sinh nấm rễ lan rộng, các nhân tố Myc có phạm vi tác động đến cây trồng lớn hơn hẳn các nhân tố Nod, chủ yếu là ở các cây nông nghiệp”. Nhân tố Myc đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây, và góp phần không nhỏ vào việc thúc đẩy làm tăng năng suất, giảm chi phí cho các hoạt động sản xuất, gieo trồng cây nông nghiệp.

Nói về tầm quan trọng của sự cộng sinh nấm rễ, ông Jean Dénarié cũng cho rằng: “Hình thức cộng sinh này đã có từ 400 triệu năm về trước và đóng vai trò quan trọng trong quá trình xâm nhập đất đai của các loài thực vật”. Mặc dù xác định được tầm quan trọng to lớn của cộng sinh nấm rễ như vậy nhưng những cơ chế bên trong quá trình hình thành cộng sinh nấm rễ chỉ mới đang bắt đầu hé mở cho các nhà nghiên cứu những điều bí mật về chúng.

(Theo CNRS)
Xử lý tin: Tuyết Lan

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".