các loại nấm quan trọng trong đất

Vai trò của các loại nấm phổ biếm trong đất

A Mở đầu

Kể từ khi có sự sống đầu tiên xuất hiện trên trái đất cho tới nay, sốloài sinh vật từng xuất hiện mà con người có thể nhận biết được là con sốkhông thể đếm được Cùng với sự phát triển nền khoa học kĩ thuật, côngnghệ hiện đại, con người đang từng bước khám phá thế giới mà chúng tađang sống Có những cây cối, loài thú lớn, động vật, thực vật sống quanh

ta mà chúng ta có thể dễ dàng nhận biết bằng mắt thường ngay từ khi conngười có thể nhận thức thế giới quan Nhưng lại có những sinh vật cókích thước nhỏ bé tới mức chúng ta không thể nhìn thấy được bằng mắtthường mà phải sử dụng những thiết bị hiện đại để quan sát chúng Trong

đó có Giới nấm, đặc biệt là những Vi Nấm Chúng đa dạng về cả hìnhdạng, số lượng, kích thước, đặc tính sinh học và thể hiện những vai tròkhác nhau Cũng giống như những vi sinh vật khác, chúng phân bố rấtrộng rãi trên trái đất, trong những điều kiện môi trường sống khác nhaubao gồm cả môi trường trong đất

Sau đây, chúng ta sẽ đi tìm hiểu “ Vai trò của một số giống nấm chính thường gặp trong đất”

Hình 1: Rhizopus

• Sinh sản hữu tính: Bắt đầu giai đoạn sinh sản hữu tính bằng

sự tiếp hợp và kết quả tạo nên bào tử tiếp hợp, quá trình sinhsản hữu tính chia ra 2 trường hợp như sau:

 Dị tán (heterothallic) trong đó 2 nòi khác nhau từ 2 sợi nấm khác(tạm gọi là + và - ) kết hợp với nhau

 Đồng tán (Homothallic) trong đó 2 nòi kết hợp từ một sợi nấm nhưtrường hợp Rhizopus sexualis

b Hoạt tính

- Phân hủy cơ chất mạnh

- Khuẩn căn tổng hợp và phóng thích nhiều enzym trong đó có nhữngenzym phân hủy tinh bột thành đường đơn; môi trường với nhiều

nitơ hữu cơ và vô cơ sẽ giúp Rhizopus tổng hợp nhiều protein hơn.

3 Vai trò, ứng dụng

- Tổng hợp acit lactic và acit fumaric như Rhizopus oryzae và R.

Stolonifer

- Dùng để sản xuất rượu

- Rhizopus stolonifer được dùng sản xuất corticoid

- R oryzae được sử dụng trong sản xuất đồ uống có cồn trong các bộ

phận của châu Á và châu Phi

- Sản xuất sinh khối phục vụ chăn nuôi Ví dụ, một số chủng thuộcloài Rhizopus chinensis có hoạt tính phân giải cellulose, đã đượcphân lập từ một chế phẩm vi sinh vật dùng để chế biến rác thànhthức ăn chăn nuôi

II Penicilium

1 Hình thái, kích thước

-Nấm này thuộc lớp nấm túi

-Sợi nấm có vách ngăn, khi phát triển sinh bào tử trông mốc như cái chổi

xể và bào tử có màu xanh Tất cả các loài của giống này lúc đầuphát triển có màu trắng, sau là xanh – xám và cuối cùng là nâu –xám

-Giá bào tử trần có thể phát triển từ các sợi nấm nằm sát cơ chất, sát mặtmôi trường thạch nuôi cấy

-Tế bào sinh bào tử trần là các thể bình Thể bình ở nhiều loài của chinấm này có phần đỉnh ngắn và thon nhỏ dần, phần đỉnh này thường

có đường kính vào khoảng ⅓ đường kính của phần thân

-Bào tử trần thuộc tip phialoconidi (tip cơ bản euconidi), không có váchngăn, hình cầu, gần cầu, hình trứng, elip, đôi khi hình trụ Khi riêng

rẽ, các bào tử trần không màu hoặc màu nhạt khi tụ họp thành đám,thường có màu lục, vàng lục, lục xanh, lục xám, xám Các bào tửtrần này tạo thành chuỗi dài trên miệng thể bình

Hình 2: Penicilium

2.Đặc điểm

a.Đặc tính sinh học

-Penicillium có mặt hầu hết các vùng có khí hậu khác nhau và phát triểnphổ biến trong đất, trong vùng nuớc mặn hay nước ngọt, hoại sinhtrên xác bã động thực vật và ký sinh ở phôi các loại hạt, phá hỏngphôi và đi sâu vào trong phá hỏng hạt

-Để nấm này có thể phát triển yêu cầu dinh dưỡng ở mức tối thiểu nhưngđiều trước tiên là độ ẩm và khoảng nhiệt độ rất rộng, loài nấm này

ưa ẩm, ở các kho lạnh nhiệt độ trên dưới 0oC ta vẫn thấy vi nấm nàyphát triển

b Hoạt tính

Các chủng nấm thuộc loài penicilium phân hủy mạnh hợp chất hữu

cơ Ngoài ra chúng có khả năng chuyển hóa photphat không tan thànhdạng dễ hòa tan ở trong đất nhờ tiết ra các acid hữu cơ như formic,acetic, lactic, propionic, glucolic và acid succinic Những acid này làmgiảm pH và hòa tan các dạng photphat khó tan Ví dụ như hòa tanphotphat trên đất Bazan nâu đỏ

3 Vai trò, ứng dụng

Như ta đã biết Penicilin là thuốc kháng sinh đầu tiên được sử dụng

để điều trị một số bệnh nhiễm trùng được coi là mở đầu cho một giaiđoạn y học ( giai đoạn sử dụng kháng sinh) Từ những năm đầu của thập

kỷ 40, sản xuất bởi sinh tổng hợp chủ yếu với penicilium chrysogenum.Nhiều loài thuộc chi nấm penicilium cho các kháng sinh khác nhưngkhông dùng trong điều trị vì hoạt tính kháng sinh yếu hoặc vì độc tìnhcao

Ngoài các loài được dùng trong công nghệ kháng sinh, một số loàithuộc chi penicilium được dùng trong công nghệ chế biến thực phẩmnhư công nghệ sản xuất phomat Nhiều loài cũng đã được nghiên cứukhả năng tạo thành các axit hữu cơ, về các hoạt tính enzym và một sốsản phẩm trao đổi chất khác

- Làm phomat

Penicillium roqueforti được cấy vào vào sữa tươi tiệt trùng, thêmmuối và không ép khuôn tạo thành sản phẩm có kết cấu lỏng lẻo, nấmmốc phát triển tự nhiên ăn lan thành các đường vân xanh, thường gọi làpho mát xanh (Phạm Minh Nhựt và ctv, không ngày tháng)

Hình 13: Phomat xanh

(Nguồn: http://biology.clc.uc.edu/fankhauser/cheese/blue_cheese/blue_cheese.htm)

Phô mai Roquefort là sản phẩm lên men từ sữa cừu hòa với nướcnóng 320C, khi đông tụ được bổ sung Penicillium roqueforti Phô mainày tăng trưởng và phát triển ở 80C và thoát CO2 trong quá trình lên men.Sản phẩm được bảo quản trong điều kiện thiếu O2 (Phạm Minh Nhựt vàctv, không ngày tháng)

Hình 14: Phô mai Roquefort

(Nguồn: http://tambut.wordpress.com/2009/07/17/mắm-tay-va-mắm-ta)

- Làm thuốc chống nấm (Griseofulvin)

Griseofulvin là kháng sinh chống nấm lấy từ Penicilliumgriseofulvum hoặc từ các Penicillium khác

Griseofulvin ức chế phát triển các nấm da Trichophyton (đặc biệt

là T rubrum, T tonsurans, T mentagrophytes, T verrucosum, T.megninii, T gallinae và T schoenleinii), Microsporum (như M.audouinii, M.canis, M gypseum) và Epidermophyton floccosum

Griseofulvin không có tác dụng trên vi khuẩn, các nấm Candida,Actinomyces, Aspergillus, Blastomyces, Cryptococcus, Coccidioides,Geotrichum, Histoplasma, Nocardia, Saccharomyces, SporotrichumhoặcMalassezia furfur

Griseofulvin được dùng để điều trị các bệnh nấm da, tóc và móng,bao gồm nấm da thân, nấm da chân, nấm da đùi, nấm râu, nấm da đầu vànấm móng do các loài Trichophyton, Microsporum hoặcEpidermophyton nhạy cảm gây ra Không nên dùng thuốc này để điều trịnhiễm nấm nhẹ hoặc thông thường đáp ứng với các thuốc chống nấm bôitại chỗ

“Trong Dược thư quốc gia Việt Nam” (2006)

- Nhìn chung, Nhóm loài Asymmetrica có màu lục vàng, lục xanh.Giá bào tử trần nhẵn, phát triển từ hệ sợi nền, mang 1-2 nhánh.Nhánh cùng với các vòng cuống thể bình, các vòng thể bình tạothành chổi nhiều vòng Bào tử trần hình elip, nhẵn hoặc cầu, gầncầu, xếp thành các chuỗi song song hay dạng cột.

IV Aspergillus

1 Hình dạng, kích thước

Hình: Nấm Aspergillus

1 Sợi nấm; 2 Cuống bào tử; 3 tế bào hình chai; 4 đính bào tử; 5 Bào tử

Aspergillus có chùm bào tử đính xòe ra như bông cúc

Có hệ khuẩn ti (hệ sợi) không màu hoặc vàng nhạt Chiều ngangcủa khuẩn ti thay đổi từ 3 - 10 mm

Có 2 loại khuẩn ty: khuẩn ty khí sinh phát triển trên bề mặt môitrường và khuẩn ty dinh dưỡng ăn sâu vào môi trường đặc (còn gọi làkhuẩn ty cơ chất) Khuẩn ty phân nhánh có nhiều vách ngăn tế bào Tếbào có hạch nhân Cuống đính bào tử không phân nhánh dài và thẳng đầu

có nhiều cuống nhỏ Tùy loại có cuống nhỏ 1 tầng hoặc 2 tầng Tất cảcuống nhỏ có hình chai và gọi là tế bào hình chai, khi trưởng thành sinh

ra các đính bào tử ở đầu cuống Các đính bào tử xếp thành chuỗi dài vàcàng tận cùng càng lớn dần Những chuỗi đính bào tử xếp đối xứng từngtỏa tròn trên chóp nang trông như đóa hoa cúc Đính bào tử điển hìnhthường hình cầu, đơn bào, đa hạch về mặt xù xì Do cuống sinh bào tử vàđính bào tử có màu sắc nên mà của chúng trở thành màu của khuẩn lạcmốc

Các khuẩn lạc của mốc Aspergillus thường là: vàng, vàng lục, đên,tro, nâu

2. Đặc điểm

- Đặc tính sinh học

• Dinh dưỡng: Aspergillus thuộc loại dinh dưỡng hóa năng, tứcnhững cơ thể chỉ có thể lấy cacbon từ những sinh vật khác choquá trình trao đổi chất, tuy nhiên nấm đã tiến hóa khả năngchuyển hoá mà cho phép chúng sử dụng đa dạng những loạichất nền hữu cơ để phát triển, bao gồm các hợp chất đơn giảnnhư nitrat, amoniac, axetat hay etanol

• Aspergillus là loại nấm ưa nhiệt và ưa ẩm

• Khả năng tổng hợp enzyme như: A oryzae, A.niger…

• Phân hủy mạnh các hợp chất hữu cơ chứa tamin, gây ngộ độc

3 Vai trò, ứng dụng

- Có ảnh hưởng xấu đến cuộc sống con người một cách trực tiếpbằng cách làm hư hỏng, giảm phẩm chất lương thực, thực phẩmtrước và sau thu hoạch, trong chế biến, bảo quản Nấm mốc còngây hư hại vật dụng, quần áo hay gây bệnh cho người, động vậtkhác và cây trồng

Ví dụ: Bảo quản thóc trong kho, khi hạt bị ẩm đến thủy phần 14% thì nấm mốc bắt đầu tấn công Trước tiên nấm mốc tấn công vào phôi hạt trước vì ở đó giàu chất dinh dưỡng nhất Sau đó, phôi hạt chết di và có màu đen, gây ra hiện tượng tự bốc nóng trong khối hạt Ở thủy phần 15 – 16% nấm Aspergillus Candidus Link phát triển, chúng phát triển nhanh làm nhiệt độ của hạt tăng lên, thủy phần cũng tăng Khi thủy phần của hạt thóc đạt đến 18% thì nấm Aspergillus Candidus Link phát triển cực mạnh Mốc xuất hiện đầu tiên ở những hạt bị ẩm, những hạt xanh, non, lép, rơm rác Sau đó lây lan ra những hạt bình thường.

- Aspergillus fumi gatus gây bệnh trên chim Aspergillus fumigatesphát triển trên ngũ cốc trong điều kiện thuận lợi sinh độc tốaflatoxin

- Loài A.oryzae và A.soyae lên men để làm đậu tương

- Loài A.oryzae nên men gạo nấu làm rượu sake

- Loài Aspergillus niger tổng hợp các acit hữu cơ như acit citric, acitgluconic

• Sinh sản hữu tính với sự phân chia giao tử (2 giao tử phát triển

từ khuẩn ty khác nhau) Hai giao tử hợp nhau thành bào tử cóvách dày gọi là bào tử tiếp hợp (zygospore) nên gọi là lớp nấmtiếp hợp (lớp Zygomycetes) Bào tử tiếp hợp chống chịu sựkhô hạn và những yếu tố bất lợi của môi trường; vỏ bào tử cómàu đặc trưng ở nhiều loài nấm nhất định

b Hoạt tính

Zygomecetes, trong đó có mốc đen (Rhizopus stolonifer) thường ởtrên bánh mì cũ Các khuẩn ty của chúng tăng trưởng nhanh chóng trên

bề mặt của bánh mì và các căn trạng mọc sâu vào trong bánh mì

Các enzym được tiết ra bởi căn trạng và khuẩn ty tiêu hóa thức ănthành dạng mà khuẩn ty có thể hấp thu được Các nhánh khuẩn ty mọcthẳng đứng sản sinh ra bào tử phòng ở ngọn của nó, chứa đầy các bào tửmàu đen Mỗi bào tử nẩy mầm cho ra một khuẩn ty thể mới

3. Vai trò, ứng dụng

- Zygomycetes được dùng để lên men tinh bột

- Vùng Viễn Đông, một số nấm mốc đươc dùng để chế biến thựcphẩm nhưng chưa được thế giới khai thác Trong đó một số loạidùng để biến chế gạo, đậu và đậu nành

VI Trichoderma

Trichoderma thuộc: ngành nấm Mycota, lớp nấm Bất toàn(Deuteromycetes), bộ nấm Bông(Moniliales), họ Moniliaceae, chiTrichoderma

1 Hình thái kích thước

- Khuẩn ty của Trichoderma không màu ,có tốc độ phát triển rấtnhanh,trên môi trường PGA ban đầu có màu trắng, khi sinh bào tửthì chuyển sang màu xanh đậm, xanh vàng hoặc lục trắng Ở một

số loài có khả năng tiết ra một số chất làm thạch của môi trườngPAG hóa vàng

- Ở một số loài Trichoderma cuống bào tử chưa được xác định.Cuống bào tử là một nhóm sợi nấm bện vào nhau Một số loài khác

có cuống bào tử mọc lên từ những cụm hay những nốt sần dọc theosợi nấm hoặc khu vực tỏa ra của khuẩn lạc,có kích thước từ 1-7mm, có hình đệm rất chắc chắn hoặc như bông không rắn chắc,những nốt sần dạng này được tách dễ dàng khỏi bề mặt thạch agar

và chúng hoạt động như chồi mầm

- Bào tử có màu xanh đặc trưng một số ít có màu trắng ,vàng hayxanh xám Chủ yếu hình cầu, hình elip hoặc hình oval hay hìnhchữ nhật, đa số bào tử trơn láng

Hình : Trichoderma

2. Đặc điểm

a Đặc tính sinh học

- Hầu hết giống nấm Trichoderma là vi sinh vật hoại sinh, nhưngchúng cũng có khả năng tấn công các loại nấm khác Trichodermarất ít tìm thấy trên thực vật sống và không sống nội kí sinh với thựcvật

- Trichoderma có thể sử dụng nhiều nguồn thức ăn khác nhau từcarbonhydrat, amino acid đến ammonia

- Trichoderma sp là nhóm vi khuẩn phổ biến ở đất nông nghiệp,đồng cỏ rừng, đầm muối và đất sa mạc Chúng có thể tồn tại trongtất cả các vùng khí hậu từ cực Bắc đến vùng núi cao cũng như miềnnhiệt đới tuy nhiên, có một sự tương quan giữa sự phân bố các loài

và điều kiện môi trường

- Trichoderma là vi nấm ưa độ ẩm, chúng đặc biệt chiếm ưu thế ởnhững nơi ẩm ướt, những khu rừng khác nhau Cụ thể như đa sốcác dòng nấm Trichoderma phát triển trong đất có độ pH từ 2,5 đến9,5.Phát triển tốt ở pH 4,5-6,5.Nhiệt độ để trichoderma phát triểntối ưu thường là 25-30oC Một số ít phát triển được ở 40oC

- Tương tác với nấm bệnh: Tiết ra các chất kháng nấm bệnh, kí sinhlên cơ thể của nấm bệnh, cạnh tranh dinh dưỡng với nấm bệnh

- Tương tác với cây trồng:

• Sự mọc khuẩn lạc ở rễ do các chủng Trichoderma dẫn đến sự

tăng cường hoạt tính của các enzym có liên quan đến tínhchống chịu của thực vật, bao gồm các peroxidase, chitinase,β-1,3-glucanase và lipoxygenase

• Kích thích sự tăng trưởng của cây trồng: Những lợi ích mà

những loài nấm này mang lại đã được biết đến từ nhiều nămqua bao gồm việc kích thích sự tăng trưởng và phát triển của

thực vật do việc kích thích sự hình thành nhiều hơn và pháttriển mạnh hơn của bộ rễ so với thông thường Những cơ chếgiải thích cho các hiện tượng này chỉ mới được hiểu rõ rànghơn trong thời gian gần đây Hiện nay, một giống nấmTrichoderma đã được phát hiện là chúng có khả năng giatăng số lượng rễ mọc sâu (sâu hơn 1 m dưới mặt đất) Những

rễ sâu này giúp các loài cây như bắp hay cây cảnh có khảnăng chịu được hạn hán Mặt khác, chúng còn tương tác tăngcường sử dụng chất dinh dưỡng cho cây như các chủngTrichoderma có thể hòa tan nhiều loại dinh dưỡng cho câytrồng khác nhau chẳng hạn như phosphate khó tan, Fe3+,Cu2+, Mn4+, Zn0, có thể không dùng đƣợc cho cây trồng từmột vài loại đất

• Một khả năng có lẽ đáng chú ý nhất là những cây bắp có sự

hiện diện của nấm Trichoderma dòng T22 ở rễ có nhu cầu về

đạm thấp hơn đến 40% so với những cây không có sự hiệndiện của loài nấm này ở rễ

• Có rất nhiều gen được tạo dòng từ Trichoderma spp., mở ra

một hướng đi mới trong công tác bảo vệ mùa màng, sản xuấtcác cây lương thực an toàn và gần gũi với thiên nhiên, tạo racác cây chuyển gen có khả năng chống chịu bệnh tốt

- Trichoderma được ứng dụng trong lĩnh vực bảo vệ thực vật và cảithiện năng suất cây trồng.

• Trong bảo vệ thực vật: Một trong những nghiên cứu ứng

dụng của Trichoderma spp được quan tâm nhiều nhất, đó làkhả năng kiểm soát sinh học cũng như khả năng đối khángmột số nấm gây bệnh ở thực vật Các nhà nghiên cứu đã sửdụng nhiều loại Trichoderma spp khác nhau để kiểm soátnhiều loại nấm gây bệnh khác nhau Kết quả là các loàiTrichoderma spp kiểm soát có hiệu quả các nấm gây bệnhsau: Rhizoctonia spp (gây mục rễ, thân và hạt,…);Sclerotium rolfsii ( xơ cứng ở cà chua và khoai tây);Pythium spp( gây úng thối ở đậu, thuốc lá, cây con,…);Armillaria mellea (mục rễ ở cây rừng, cao su, thông);Botrytis cinerea (mốc xám gây hỏng dâu và nho);Penicillium diditatum (hỏng trái ở chanh và chuối);Phytophthora spp ( mục rễ, hỏng trái ở ca cao);Chondeostereum purpureum ( bạc lá ở đào và mận) Ví dụnhư các kết quả nghiên cứu của Trường Đại học Cần thơ,Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long, Công ty thuốc sáttrùng Việt Nam, Viện Sinh học Nhiệt đới đã cho thấy hiệuquả rất rõ ràng của nấm Trichoderma trên một số cây trồng ởĐồng bằng Sông Cửu long và Đông Nam Bộ Các nghiêncứu cho thấy nấm Trichoderma có khả năng tiêu diệtnấm Furasium solani ( gây bệnh thối rễ trên cam quýt, bệnhvàng lá chết chậm trên tiêu ) hay một số loại nấm gây bệnhkhác như Sclerotium rolfsii, Fusarium oxysporum,Rhizoctonia solani

• Trong cải thiện năng suất cây trồng: Các chủng nấm

Trichoderma spp trong các chế phẩm phân hữu cơ vi sinhkhông những cung cấp một nguồn phân bón an toàn, hiệuquả mà còn giúp kiềm chế các bệnh gây hại cây trồng và tạođược những ổ sinh thái phòng bệnh lâu dài trong tự nhiên

- Trong lĩnh vực xử lý môi trường:

• Trichoderma harzianum có khả năng phân hủy các chất gây

ô nhiễm trong đất rừng Trichoderma harzianum đã chứng tỏkhả năng phân giải hiệu quả của chúng trên ciliatin,glycophosphat và amino methylphosphonic acid (3-methoxyphenyl); Trichoderma harzianum 2023 có thể phângiải DDT, endosulfan, pentachloronitrobenzen vàpentachlorophenol; Trichoderma harzianum CCT-4790 phângiải 60% thuốc diệt cỏ Duirion trong đất trong 24 giờ, đây là