Thực vật tồn tại trong mối liên hệ chặt chẽ với vô số vi sinh vật xung quanh và cả bên trong cơ thể của chúng. Một số chủng vi khuẩn cộng sinh đã tạo nên những hoạt động tốt cho cây chủ, thể hiện ở khả năng chống sâu bệnh (căng thẳng sinh học) hay khả năng chống chịu tác động của các yếu tố tự nhiên như hạn hán, nhiễm mặn... Ngoài ra, chúng còn làm tăng khả năng hấp thu chất dinh dưỡng (đạm, lân) và quang hợp.

Gần đây, việc lựa chọn các biện pháp cải thiện mối tương tác giữa thực vật và hệ vi sinh vật được xem là định hướng tốt để tăng lợi ích trong nông nghiệp. Trong báo cáo này, các điều kiện ảnh hưởng đến mối tương tác giữa hệ vi sinh vật và cây Xuyên tâm liên như các đặc tính của đất và cấu trúc mô (của các cơ quan sinh dưỡng) được khảo sát và đánh giá. Đây là cơ sở cho sự phân lập và nhận diện hệ vi sinh vật cộng sinh với cây Xuyên tâm liên có nhiều hoạt chất đối kháng.

Đất vùng rễ Xuyên tâm liên ở 3 địa điểm gồm: (1) đất trong vườn tạp đã ngừng canh tác nhiều năm tại Cù lao Phong Nẫm, Kế Sách, Sóc Trăng (09⁰54’09.5”N 105057’16.4”E); (2) đất vườn không canh tác tại Trường Khánh, Long Phú, Sóc Trăng (09⁰41’40.1”N 106⁰01’02.1”E) và (3) đất ven đường trong khu bảo tồn Phú Mỹ, Kiên Giang (10°26'24.6"N, 104°36'11.4"E). Các mẫu đất được phân tích về tỉ trọng (Pycnometer); pH (TCVN 5979:2007), EC (TCVN 6650:2000), CEC (TCVN 6646:2000), NO3—N, P tổng số (TCVN 8940:2011), chất hữu cơ (TCVN 8941:2011). Mẫu đất được phân tích tại Phòng thí nghiệm hóa học đất, Khoa Khoa học Đất, Trường Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ.

Các mẫu cơ quan sinh dưỡng của cây Xuyên tâm liên (trồng trong chậu, 6 tháng tuổi) được sử dụng để khảo sát cấu trúc hình thái, giải phẫu mô theo phương pháp của Upton et al.. Mẫu lá được chọn là lá thứ 5 (từ đỉnh sinh trưởng), mẫu thân chọn lóng thứ 3 (từ đỉnh sinh trưởng), cắt tất cả các phần của rễ kể cả phần tiếp giáp giữa rễ và thân. Các mẫu được cắt mỏng (bằng tay) theo tiết diện ngang, nhuộm kép với Carmin aluné – vert d’iode để xác định cấu trúc giải phẫu mô, nhuộm Fuchsin 0,5% để xác định vị trí cư trú của vi sinh vật. Mẫu được quan sát bằng kính hiển vi quang học (Olympus CX23), đo mẫu bằng trắc vi vật kính (E4, E10, E40) và trắc vi thị kính (E15) với phần mềm ToupView (ToupTeck Inc, China) tại Phòng thí nghiệm thực vật, Bộ môn Sư phạm Sinh học, Khoa Sư phạm, Trường Đại học Cần Thơ.

Phân lập các dòng vi khuẩn vùng rễ và các cơ quan sinh dưỡng của Xuyên tâm liên được thực hiện theo các bước sau: (1) Xử lý mẫu: rễ, thân, lá thu thập được rửa sạch trực tiếp dưới vòi nước và để ráo, cắt lá thành những đoạn nhỏ 1-2 cm, làm khô mẫu bằng giấy hút ẩm, khử trùng mẫu bằng cồn 96%, bằng hypochloride 1% và hydrogen peroxide 3%, mỗi hóa chất được khử trong 3 phút và rửa lại với nước cất vô trùng 4 lần. (2) Phân lập: nghiền mịn phần rễ, thân, lá đã được khử trùng, sau đó cân 10 g (cho từng mẫu) ly tâm với 20-30 ml buffer phosphate (23,99g NaH₂PO₄ và 15,59g Na₂HPO₄ trong 1 L nước khử khoáng, đã khử trùng). Mẫu được lắc trên máy lắc ngang với tốc độ 150 vòng/phút trong 1 giờ và để yên trong 15 phút. Tiến hành pha loãng dịch trích vi khuẩn với nước cất tiệt trùng và trải lên trên bề mặt môi trường nutrient agar (thành phần môi trường trong 1 lít dung dịch gồm: 13 gram Nutrient Broth, 15 gram agar), ủ ở nhiệt độ 30°C, trong 2 ngày. Quan sát sự phát triển của khuẩn lạc trên các dĩa petri sau ủ. Chọn các khuẩn lạc vi khuẩn có hình thái khác nhau để tách ròng và tinh sạch (Các khuẩn lạc vi khuẩn được tách ròng lặp lại trong 5 lần trên môi trường Nutrient agar, đến khi đồng nhất về hình dạng). Đối với mẫu đất, đất được trộn đều thành 1 mẫu đồng nhất sau đó tiến hành phân lập vi khuẩn. Quy trình thực hiện tương tự khi thực hiện phân lập vi khuẩn ở mẫu cơ quan sinh dưỡng, tuy nhiên không thực hiện khử trùng mẫu.

Mô tả hình thái khuẩn lạc, kiểm tra Gram với KOH 3% sau khi các dòng vi khuẩn được tách ròng và tinh sạch. Hình thái khuẩn lạc được mô tả về kích thước (mm), màu sắc, hình dạng, bề mặt khuẩn lạc, dạng rìa và chiều cao.

Xuyên tâm liên là cây có khả năng thích nghi với nhiều môi trường đất có pH và thành phần dinh dưỡng khác nhau. 55 dòng vi khuẩn đã được phân lập từ đất vùng rễ và cơ quan sinh dưỡng của Xuyên tâm liên. Số lượng vi khuẩn phân lập từ đất vùng rễ cao nhất (18 dòng), hàm lượng chất hữu cơ trong đất có ảnh hưởng đến số lượng vi khuẩn phân lập được. Tại địa điểm đất có hàm lượng chất hữu cơ cao nhất phân lập được nhiều vi khuẩn nhất và ngược lại. Phương pháp giải phẫu có thể sử dụng để xác định các khu vực cư trú của vi sinh vật nội sinh. Các bộ phận trong cây đều có vi khuẩn nội sinh với số lượng khác nhau. Vi khuẩn có thể xâm nhiễm vào cơ quan sinh dưỡng của cây Xuyên tâm liên qua biểu bì, định khu và di chuyển qua lại giữa các mô có vách bằng cellulose và nhiều chất dinh dưỡng như nhu mô, giao mô và mô libe.