Ảnh minh họa: Internet
Đậu phộng (Arachis hypogaeaL.) là loài cây thực phẩm thuộc họ đậu, có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao (Variath & Janila, 2017; Zhang & ctg., 2021). Hệ vi sinh vật phân lập từ đất vùng rễ của cây đậu phộng có chứa các chủng vi khuẩn giúp thúc đẩy quá trình tăng trưởng và chuyển hóa của cây trồng, kích thích sự phát triển của rễ (Vasant & ctg., 2023), tăng khả năng kháng nhiều nguồn bệnh do các vi sinh vật và thời tiết gây ảnh hưởng đến cây. Do đó, đậu phộng là một trong những loài cây thích hợp giúp chuyển đổi cơ cấu cây trồng và phát triển nền nông nghiệp bền vững (Do, Pham, & ctg., 2021).
Hiện nay, biến đổi khí hậu làm nhiệt độ môi trường xung quanh tăng lên liên tục gây tác động đến quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật, dẫn đến giảm chất lượng, năng suất của cây trồng (Balota, 2012; Dastogeer & ctg., 2022; Khan & ctg., 2021; Paulsen, 1994). Tại Việt Nam, nền sản xuất nông nghiệp phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết. Trong đó, khu vực miền Trung chịu ảnh hưởng nặng nề nhất trước tình hình biến đổi khí hậu. Nhiệt độ tăng cao, thời tiết nắng nóng dẫn đến thiếu hụt nguồn nước tưới, tăng rủi ro dịch bệnh, gây ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, làm tăng chi phí sản xuất và giảm năng suất cây trồng (Do, Phung, & ctg., 2021). Bình Định là một trong những tỉnh có nền nhiệt độ tăng cao hàng năm, đang đối mặt với những thách thức tiêu cực do biến đổi khí hậu gây ra. Trong khi đó, dữ liệu từ các khảo sát, nghiên cứu trước đây cho thấy, so với năm 2015, tình hình canh tác và sản xuất đậu phộng tại tỉnh Bình Định ngày càng tăng với diện tích gieo trồng tăng 15.2%, năng suất tăng 8.8% và sản lượng tăng 25.3% (Đỗ và cộng sự, 2021). Tuy nhiên, nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của hầu hết các giống cây đậu phộng là khoảng 3000C. Vì vậy, việc tạo ra các giống đậu phộng có khả năng sinh trưởng, phát triển và cho năng suất trong điều kiện nhiệt độ cao là biện pháp đúng đắn để duy trì và ổn định tình hình sản xuất đậu phộng ở tỉnh Bình Định. Tuy nhiên, việc này cần nhiều thời gian và tốn nhiều chi phí. Do đó, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để giảm thiểu rủi ro này hiệu quả hơn bằng cách cải thiện sự phát triển của cây trồng trong điều kiện stress nhiệt bằng vi sinh vật vùng rễ (Li, Yang, & ctg., 2023; Senthil & ctg., 2024).
Biện pháp sử dụng vi sinh vật có khả năng kích thích tăng trưởng cây trồng ứng dụng để giảm thiểu tác hại của tình trạng stress nhiệt đang được quan tâm nghiên cứu trong những năm gần đây (Khan & ctg., 2021; Zhang & ctg., 2023). Một số cơ chế chính của vi sinh vật có khả năng giúp cây trồng chịu stress nhiệt tốt hơn như sản xuất axit indole axetic (IAA), gibberellin (GA), chất hoạt động bề mặt sinh họcsiderophores hay thúc đẩy các chu trình dinh dưỡng, chuyển hóa vật liệu hữu cơ (Li & ctg., 2022). Indole acetic acid (IAA) là phytohormone chính của nhóm auxin đóng vai trò chính trong sự sinh trưởng và phát triển của cây cũng như các quá trình sinh lý khác của cây đậu phộng (Peng & ctg., 2013). Ngoài ra, IAA còn giúp cải thiện số lượng và chiều dài rễ, lông hút, từ đó tăng cường khả năng hấp thụ nước và dinh dưỡng cho cây (Hossain & ctg.,2023). Vi sinh vật phân lập từ vùng đất trồng đậu phộng đa dạng và phong phú về chủng loại với các hoạt tính nổi trội như khả năng chịu nhiệt, sản sinh IAA giúp cho quá trình hấp thu chất dinh dưỡng của cây dễ dàng hơn, nâng cao sức đề kháng, quá trình tăng trưởng và cải thiện năng suất của cây (Bui & ctg., 2021; Dey & ctg., 2004). Việc tuyển chọn các chủng vi sinh vật có triển vọng hướng tới sản xuất các chế phẩm sinh học phục vụ trong nông nghiệp là vấn đề cấp thiết. Vì vậy, mục tiêu của nghiên cứu này là (i) thu mẫu, phân lập các chủng vi sinh vật chịu nhiệt trong đất trồng đậu phộng, (ii) khảo sát khả năng sinh IAA của các chủng vi sinh vật phân lập được, và (iii) định danh chủng vi sinh vật chịu nhiệt và có khả năng sinh tổng hợp IAA. Việc chọn lọc được chủng vi sinh vật có khả năng sản sinh IAA trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ giúp ổn định sản xuất đậu phộng trước tình hình biến đổi khí hậu trong tương lai.
Từ 08 mẫu đất trồng đậu phộng thu thập tại tỉnh Bình Định, 24 chủng vi khuẩn chịu nhiệt độ cao đã được lựa chọn. Trong đó, khả năng sinh tổng hợp IAA của chủng vi khuẩn BĐ 1.4 đạt cao nhất với hàm lượng IAA đạt 71.21 μg/ml sau 48 giờ nuôi cấy. Kết quả định danh sinh học phân tử cho thấy, chủng vi khuẩn BĐ 1.4 tương đồng 99.72% với chủng B. wudalianchiensis NR1577421. Để ứng dụng của chủng BĐ 1.4 trong sản xuất nông nghiệp, cần thực hiện khảo sát các điều kiện, môi trường nuôi cấy và thời gian bảo quản thích hợp để khả năng sinh tổng hợp IAA của chủng vi khuẩn này đạt hiệu quả tốt. Ngoài ra, cần phải có các đánh giá về khả năng gây bệnh cho cây trồng, con người và động vật để đảm bảo về tính an toàn của chủng vi khuẩn B. wudalianchiensis BĐ 1.4. |