Nghiên cứu đặc điểm di truyền liên quan đến khả năng thúc đẩy tăng trưởng thực vật và đối kháng nấm bệnh của vi khuẩn Pseudomonas phân lập tại một số tỉnh miền nam Việt Nam - NCS. Chu Nguyên Thanh

Tên đề tài luận án: Nghiên cứu đặc điểm di truyền liên quan đến khả năng thúc đẩy tăng trưởng thực vật và đối kháng nấm bệnh của vi khuẩn Pseudomonas phân lập tại một số tỉnh miền nam Việt Nam
Ngành: Di truyền
Mã số ngành: 62420121
Họ tên nghiên cứu sinh: Chu Nguyên Thanh
Khóa đào tạo: 2014
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Bùi Văn Lệ và TS. Hoàng Thị Thanh Minh
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG.HCM 
1. Tóm tắt luận án 
Vi khuẩn vùng rễ thúc đẩy tăng trưởng thực vật (PGPR) cung cấp một giải pháp xanh và thân thiện với môi trường, có thể thay thế cho các hóa chất tổng hợp trong thực hành nông nghiệp truyền thống. Với sự khởi đầu của kỷ nguyên genomic, các chiến lược và phương pháp nghiên cứu mới đã có sẵn để sử dụng trong lĩnh vực PGPR. Phân tích trình tự toàn bộ gene mang lại lợi thế là kho “vũ khí” đầy đủ của một chủng PGPR có thể được phơi bày. Mục tiêu của luận án này là tìm hiểu đặc điểm di truyền và cơ chế phân tử được sử dụng bởi các chủng Pseudomonas phân lập tại một số tỉnh miền nam Việt Nam, trong việc kích thích tăng trưởng thực vật và ức chế nấm bệnh thực vật.
Những kết quả đạt được bao gồm:
+ Phân lập và tuyển chọn được chủng vi khuẩn Pseudomonas PS01 cho thấy hiệu quả thúc đẩy tăng trưởng mạnh nhất trên cây mô hình Arabidopsis thaliana và chủng AF10 cho thấy khả năng ức chế mạnh nhất với sáu chủng nấm bệnh được khảo sát.
+ Dữ liệu trình tự toàn bộ gene của hai chủng vi khuẩn PS01 và AF10 đã được xác định. 
+ Trong điều kiện bình thường, PS01 thúc đẩy sự tăng trưởng rễ và chồi của A. thaliana và Zea mays L.. PS01 làm biến đổi kiến trúc rễ của A. thaliana theo hướng làm hạn chế sự kéo dài rễ chính, gia tăng sự hình thành rễ bên và sự phát triển của hệ lông rễ. Sự biến đổi kiến trúc rễ không liên quan đến khả năng sản sinh IAA của PS01, thay vào đó là vai trò của hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất biến dưỡng khác chưa được xác định. PS01 cũng thúc đẩy sự nảy mầm, sự phát triển cây con và cải thiện hiệu suất quang hợp ở cây bắp trong điều kiện dinh dưỡng bị giới hạn.
+ Trong điều kiện stress mặn, PS01 cải thiện tỉ lệ nảy mầm, khả năng chống chịu của cây con và sự sinh trưởng sinh dưỡng ở A. thaliana và Zea mays L.. Ở A. thaliana, PS01 làm giảm nhẹ các ảnh hưởng tiêu cực của stress mặn. Sự hình thành biofilm và sản sinh các chất bảo vệ thẩm thấu bởi vi khuẩn có thể có vai trò trong quá trình này và cần được xác nhận bằng các nghiên cứu tiếp theo. Đồng thời PS01 có thể cũng kích hoạt hệ thống phòng vệ liên quan đến con đường Jasmonic acid.
+ Chủng AF10 có khả năng ức chế mạnh mẽ sự nảy mầm của bào tử và sự tăng trưởng hệ sợi nấm Collectotrichum acutatum. Vai trò của dịch nuôi cấy vi khuẩn chứa các chất biến dưỡng và các chất hữu cơ bay hơi đã bước đầu được ghi nhận.    
2. Những kết quả mới của luận án 
+ Dữ liệu toàn bộ gene đã cung cấp bức tranh toàn cảnh về những cơ chế giả định có thể được sử dụng bởi các chủng vi khuẩn PS01 và AF10 trong việc thúc đẩy tăng trưởng thực vật và ức chế nấm bệnh.
+ Chủng PS01 là một chủng mới thuộc loài P. taiwanensis. Chủng này cho thấy tiềm năng cải thiện tính chống chịu của thực vật với stress mặn. IAA sản sinh bởi PS01 có vai trò thứ yếu trong việc biến đổi kiến trúc hệ rễ.
+ Chủng AF10 sở hữu một cụm gene sinh tổng hợp mới, bước đầu được dự đoán thuộc kiểu non-ribosomal peptide synthethase liên quan đến sinh tổng hợp một siderophore.
3. Các ứng dụng/ khả năng ứng dụng trong thực tiễn hay những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu
Những hiểu biết về cơ chế hoạt động của các chủng PGPR giúp cải thiện hiệu quả của chúng khi ứng dụng vào thực hành nông nghiệp.
Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu: 
+ Khai thác bộ gene theo hướng chuyên sâu vào các đặc điểm cụ thể như các cụm gene sinh tổng hợp các chất kháng chưa biết và các gene đặc trưng cho từng chủng. Đồng thời thực hiện phân tích so sánh bộ gene giữa các chủng PGPR khác nhau để xác định các đặc điểm có vai trò cốt lõi.
+ Dựa trên dữ liệu bộ gene, tiến hành các nghiên cứu đột biến để khẳng định vai trò của các gene kháng và các đặc điểm giả định có vai trò then chốt trong việc thúc đẩy tăng trưởng thực vật và kiểm soát nấm bệnh.