07/06/2024
Azotobacter là một loại vi khuẩn thường di động, hình bầu dục hoặc hình cầu, hình thành các nang có thành dày và có thể tạo ra một lượng lớn chất nhờn dạng nang. Chúng là những vi khuẩn sống tự do, hiếu khí trong đất, đóng vai trò quan trọng trong chu trình nitơ trong tự nhiên, liên kết nitơ trong khí quyển, chất mà thực vật không thể tiếp cận được và giải phóng nó dưới dạng ion amoni vào đất. Các loài Azotobacter là vi khuẩn gram âm được tìm thấy trong đất trung tính và kiềm, trong nước và kết hợp với một số loại thực vật.
Các u nang thuộc chi Azotobacter có khả năng chống chịu các yếu tố môi trường bất lợi tốt hơn các tế bào sinh dưỡng; đặc biệt, chúng có khả năng chống tia UV cao gấp đôi. Chúng cũng có khả năng chống khô, siêu âm, gamma và bức xạ mặt trời, nhưng không chịu được nhiệt.
Nang thuộc chi Azotobacter là dạng nghỉ của tế bào sinh dưỡng; tuy nhiên, trong khi các tế bào sinh dưỡng thông thường có khả năng sinh sản thì nang của Azotobacter không phục vụ mục đích này và cần thiết để tồn tại trong các điều kiện môi trường bất lợi. Sau khi khôi phục lại các điều kiện môi trường tối ưu, bao gồm một giá trị nhất định về độ pH, nhiệt độ và nguồn carbon, bào xác sẽ nảy mầm và các tế bào sinh dưỡng mới hình thành sẽ nhân lên bằng một phân chia đơn giản. Trong quá trình nảy mầm, bào xác bị tổn thương và giải phóng một tế bào sinh dưỡng lớn.
Sự nảy mầm của u nang là một quá trình chậm, mất khoảng 4–6 giờ. Trong quá trình nảy mầm, cơ thể trung tâm phát triển và thu giữ các hạt volutin, nằm ở lớp nội mạc (lớp trong cùng). Sau đó exine vỡ ra và tế bào sinh dưỡng được giải phóng khỏi exine, có hình móng ngựa đặc trưng. Quá trình này đi kèm với những thay đổi trao đổi chất. Ngay sau khi được cung cấp nguồn carbon, bào xác bắt đầu hấp thụ oxy và thải ra carbon dioxide; tốc độ của quá trình này tăng dần và bão hòa sau bốn giờ. Quá trình tổng hợp protein và RNA diễn ra song song nhưng chỉ tăng cường sau 5 giờ sau khi bổ sung nguồn carbon. Quá trình tổng hợp DNA và cố định nitơ được bắt đầu 5 giờ sau khi bổ sung glucose vào môi trường dinh dưỡng không chứa nitơ.
Azotobacter hô hấp hiếu khí, nhận năng lượng từ các phản ứng oxy hóa khử, sử dụng các hợp chất hữu cơ làm chất cho điện tử. Azotobacter có thể sử dụng nhiều loại carbohydrate, rượu và muối của axit hữu cơ làm nguồn carbon.
Azotobacter có thể cố định ít nhất 10 µg nitơ trên mỗi gam glucose tiêu thụ. Quá trình cố định nitơ cần có ion molypden, nhưng chúng có thể được thay thế một phần hoặc hoàn toàn bằng ion vanadi. Nếu nitơ trong khí quyển không cố định thì nguồn nitơ có thể là nitrat, ion amoni hoặc axit amin. Độ pH tối ưu cho sự phát triển và cố định đạm là 7,0–7,5, nhưng sự tăng trưởng được duy trì trong khoảng pH từ 4,8 đến 8,5. Azotobacter cũng có thể phát triển hỗn hợp trong môi trường không chứa nitơ phân tử có chứa mannose; chế độ tăng trưởng này phụ thuộc vào hydro. Hydro có sẵn trong đất, do đó hình thức tăng trưởng này có thể xảy ra trong tự nhiên
Trong khi phát triển, Azotobacter tạo ra các khuẩn lạc phẳng, nhầy nhụa, giống như bột nhão với đường kính 5–10 mm, chúng có thể tạo thành màng trong môi trường dinh dưỡng lỏng. Các khuẩn lạc có thể có màu nâu sẫm, xanh lục hoặc các màu khác hoặc có thể không màu, tùy thuộc vào loài. Sự phát triển thuận lợi ở nhiệt độ 20-30°C.
Các loài Azotobacter là vi khuẩn cố định đạm, sống tự do; Ngược lại với các loài Rhizobium, chúng thường cố định nitơ phân tử từ khí quyển mà không có quan hệ cộng sinh với thực vật, mặc dù một số loài Azotobacter có liên quan đến thực vật. Quá trình cố định nitơ bị ức chế khi có nguồn nitơ sẵn có, chẳng hạn như ion amoni và nitrat.
Cố định đạm đóng vai trò quan trọng trong chu trình nitơ. Azotobacter còn tổng hợp một số hoạt chất sinh học, trong đó có một số phytohormone như auxin, từ đó kích thích sinh trưởng thực vật. Chúng cũng tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của kim loại nặng trong đất, do đó tăng cường khả năng xử lý sinh học của đất khỏi các kim loại nặng, như cadmium, thủy ngân và chì. Một số loại Azotobacter cũng có thể phân hủy sinh học các hợp chất thơm có chứa clo, chẳng hạn như 2,4,6-trichlorophenol. Loại thứ hai trước đây được sử dụng làm thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm và thuốc diệt cỏ, nhưng sau đó được phát hiện có tác dụng gây đột biến và gây ung thư.
Nguồn : copy Neutrog Australia…
